本發(fā)明屬于硅單晶生產(chǎn)，尤其是涉及一種提高摻鎵單晶拉制棒長的方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，摻鎵單晶相比摻硼單晶具有低光衰的優(yōu)勢，推動了市場對摻鎵單晶的需求，但由于ga的分凝系數(shù)極小(ga：0.008，b：0.8)，同樣的棒長下，電阻率分布更加寬泛。

2、摻鎵單晶由于鎵單質(zhì)在硅中的分凝系數(shù)小，為滿足客戶對摻鎵產(chǎn)品電阻率的需求，當(dāng)期行業(yè)內(nèi)均采取降低摻鎵單晶拉棒長度的措施，減少降檔品的產(chǎn)生；摻鎵產(chǎn)品入檔長度較摻硼入檔長度降低30％，會導(dǎo)致企業(yè)制造成本增加。

3、現(xiàn)有技術(shù)中強(qiáng)調(diào)持續(xù)性補(bǔ)償拉制，會導(dǎo)致生產(chǎn)單晶硅中雜質(zhì)濃度積累較多，多顆次拉制積累濃度對客戶端產(chǎn)品品質(zhì)造成負(fù)面影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的以上或者其他前者問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，在摻鎵單晶拉制過程中，進(jìn)行磷元素的摻雜，以控制單晶軸向電阻率的衰減；其中，摻雜方式為：

3、當(dāng)單晶拉制到第一摻雜長度時，進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜；

4、或，當(dāng)坩堝內(nèi)剩料重量達(dá)到第一摻雜重量時，進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜；

5、或，當(dāng)單晶軸向電阻率變化量達(dá)到第一摻雜電阻率的變化量時，進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜。

6、進(jìn)一步的，第一摻雜長度為0-50m。

7、進(jìn)一步的，當(dāng)單晶拉制到第二摻雜長度時，停止進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜，第二摻雜長度為0-50m。

8、進(jìn)一步的，第一摻雜重量為0-100kg。

9、進(jìn)一步的，當(dāng)坩堝內(nèi)剩料達(dá)到第二摻雜重量時，停止進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜，第二摻雜重量為0-100kg。

10、進(jìn)一步的，第一摻雜電阻率的變化量為0-20ω·cm/m。

11、進(jìn)一步的，當(dāng)單晶軸向電阻率變化量達(dá)到第二摻雜電阻率的變化量時，停止進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜，第二摻雜電阻率的變化量為0-20ω·cm/m。

12、進(jìn)一步的，含磷元素的氣體的流量為0-500l/min。

13、進(jìn)一步的，含磷元素的固體的重量為0-100kg。

14、進(jìn)一步的，含磷元素氣體為磷烷氣體或磷烷與氬氣的混合氣體，含磷元素固體為磷合金或磷單質(zhì)。

15、由于采用上述技術(shù)方案，在摻鎵單晶在拉制的過程中，進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體的摻雜，使得制備的單晶具有鎵和磷，可以在單晶的任一拉制長度時進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體的摻雜，或者，在坩堝內(nèi)剩料重量為任一重量時進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體的摻雜，或者在單晶的任一軸向電阻率變化量時進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體的摻雜，降低晶體中雜質(zhì)濃度，同時可針對客戶需求提供不同電阻率占比范圍的產(chǎn)品；含磷元素的氣體或固體在摻雜的過程中非持續(xù)性，避免硅單晶沿著頭部至尾部方向磷含量雜質(zhì)濃度累計增加而造成客戶產(chǎn)品表現(xiàn)差；可以針對客戶需求，拉制不同電阻率區(qū)間的硅產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)在硅單晶生產(chǎn)過程中階段性補(bǔ)摻雜質(zhì)，增加單晶棒長，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：在摻鎵單晶拉制過程中，進(jìn)行磷元素的摻雜，以控制單晶軸向電阻率的衰減；其中，摻雜方式為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：所述第一摻雜長度為0-50m。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：當(dāng)單晶拉制到第二摻雜長度時，停止進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜，所述第二摻雜長度為0-50m。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：所述第一摻雜重量為0-100kg。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：當(dāng)坩堝內(nèi)剩料達(dá)到第二摻雜重量時，停止進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜，所述第二摻雜重量為0-100kg。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3和5任一項所述的提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：所述第一摻雜電阻率的變化量為0-20ω·cm/m。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：當(dāng)單晶軸向電阻率變化量達(dá)到第二摻雜電阻率的變化量時，停止進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜，所述第二摻雜電阻率的變化量為0-20ω·cm/m。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：所述含磷元素的氣體的流量為0-500l/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：所述含磷元素的固體的重量為0-100kg。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，其特征在于：所述含磷元素氣體為磷烷氣體或磷烷與氬氣的混合氣體，所述含磷元素固體為磷合金或磷單質(zhì)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種提高摻鎵單晶拉制棒長的方法，在摻鎵單晶拉制過程中，進(jìn)行磷元素的摻雜，以控制單晶軸向電阻率的衰減；其中，摻雜方式為：當(dāng)單晶拉制到第一摻雜長度時，進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜；或，當(dāng)坩堝內(nèi)剩料重量達(dá)到第一摻雜重量時，進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜；或，當(dāng)單晶軸向電阻率變化量達(dá)到第一摻雜電阻率的變化量時，進(jìn)行含磷元素的氣體或含磷元素的固體進(jìn)行摻雜。本發(fā)明的有益效果是降低晶體中雜質(zhì)濃度，同時可針對客戶需求提供不同電阻率占比范圍的產(chǎn)品；含磷元素的氣體或固體在摻雜的過程中非持續(xù)性，避免硅單晶沿著頭部至尾部方向磷含量雜質(zhì)濃度累計增加，增加單晶棒長。

技術(shù)研發(fā)人員：高利強(qiáng),楊志,鐘旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古中環(huán)晶體材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5