一种籽晶的铺设方法、准单晶硅片的制备方法及准单晶硅片的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种籽晶的铺设方法、准单晶硅片的制备 方法及准单晶硅片。
【背景技术】
[0002] 目前准单晶的铸造方法主要有无轩晶引晶和有轩晶引晶法，有轩晶引晶法是先将 单晶籽晶铺设在石英坩埚底部，在熔化阶段保持籽晶不完全熔化，在单晶籽晶上进行引晶 生长从而得到准单晶硅锭，在铺设籽晶时一般会保证籽晶形核面的生长晶向一致，但相邻 籽晶的侧边接触面的晶向通常是随机的，在引晶生长过程中容易形成小角度晶界，小角度 晶界不但在生长过程中成为了位错源，造成生长过程中位错的不断增殖，而且金属杂质容 易在小角度晶界处富集和沉淀诱发二次位错源，降低了准单晶的晶体质量和单晶收益率； 即使籽晶之间形成了大角度晶界，由于相邻籽晶侧边接触面的晶向不一致，即籽晶侧面法 向的原子堆积密度不一致，在引晶过程中由于硅晶体的弹性模量各向异性，生长应力对拼 接缝两侧的侧面法向产生的应变也是不同的，很容易在晶界上产生位错源，继而在生长过 程中不断增殖产生大量的位错，也会降低单晶区域的晶体质量。因此，如何减少准单晶中位 错成为目前研宄的重点。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种籽晶的铺设方法，使相邻两个 籽晶接触的侧面晶向属于同一晶向族且构成重合位置点阵（重位点阵CSL)类型的晶界，可 以减少籽晶生长过程中产生的位错，本发明还提供了一种准单晶硅碇的制备方法及准单晶 硅片，制得的准单晶的位错少，晶体质量较好。
[0004] 第一方面，本发明提供了一种籽晶的铺设方法，用于准单晶的铸造，包括以下步 骤：
[0005] 提供坩埚，在所述坩埚底部铺设籽晶，所述籽晶的生长面晶向同为[001]或同为 |；ο〇η,所述籽晶紧密接触铺满所述坩埚底部形成籽晶层，相邻两个籽晶接触的侧面晶向属 于同一晶向族，且构成重合位置点阵类型的晶界。
[0006] 优选地，当籽晶的侧面晶向为〈11〇>时，相邻籽晶的生长面晶向按[001]、t〇0丨]正 反面交替拼接，或将相邻籽晶中的一个籽晶旋转90°。
[0007] 优选地，当籽晶的侧面晶向为非〈110>晶向族时，相邻籽晶的生长面晶向按 [001]、?〇ο?]正反面交替拼接，或相邻籽晶的生长面晶向按[001]、[οο?]正反面交替拼接后 再将相邻籽晶中的一个籽晶旋转90°。
[0008] 优选地，所述相邻籽晶的生长面晶向按[001]、|；〇〇?]正反面交替拼接的方式为：将 相邻籽晶中的一个籽晶绕所述籽晶接触侧面的法向方向翻转180°，或绕与所述法向垂直 的方向翻转180°。
[0009] 如本发明所述的，所述旋转方式不限，可为顺时针或逆时针旋转90°。
[0010] 如本发明所述的，所述籽晶的生长面晶向为〈100>，并将[001]定义为正面，将 [00?]定义为反面。
[0011] 如本发明所述的，当籽晶侧面晶向为〈110>时，将相邻籽晶中的一个籽晶绕所述 籽晶接触侧面的法向方向翻转180°或绕与所述法向垂直的方向翻转180°，此时，相邻籽 晶的生长面的晶向为正反面交替拼接；但当将相邻籽晶中的一个籽晶旋转90°，此时相邻 籽晶是同为正面或同为反面铺设。
[0012] 如本发明所述的，当侧面晶向为〈11〇>时，将相邻籽晶进行[001]、fooi；!正反面交 替拼接后（无论是绕所述籽晶接触侧面的法向方向翻转180°或绕与所述法向垂直的方向 翻转180° )，若再旋转90°，相邻籽晶在拼接缝处的原子空间排列就会一致，在引晶过程 中就会融为一体，从而无法形成特殊晶界，在实际生产中易形成小角度晶界，从而易产生位 错；但当将相邻籽晶中的一个籽晶旋转90°后（即同为正面或同为反面铺设），相邻籽晶在 拼接缝处生长出来的晶体的原子空间排列不一致，从而能够形成特殊晶界。
[0013] 如本发明所述的，当籽晶的侧面晶向为非〈110>晶向族时，将相邻籽晶的生长面 晶向按[001]、[001]￡反面交替拼接后再将相邻籽晶中的一个籽晶旋转90°，此时相邻籽 晶仍然为正反面交替拼接，即当籽晶的侧面晶向为非〈11〇>晶向族时，进行的是方式不限 的正反面交替拼接，包括以下方式：
[0014] 将相邻籽晶中的一个籽晶绕所述籽晶接触侧面的法向方向翻转180°，或绕与所 述法向垂直的方向翻转180°，或者将相邻籽晶中的一个籽晶在绕所述籽晶接触侧面的法 向或与所述法向垂直的方向翻转180°之后再旋转90度进行拼接。
[0015] 当籽晶的侧面晶向为非〈110>晶向族时，只要将相邻籽晶进行正反面交替的铺设 (不论是翻转后旋转90°或是翻转后旋转0° )，相邻籽晶在拼接缝处生长出来的晶体原子 在空间结构上都无法一致，从而将相邻籽晶铺设能够形成特殊晶界。
[0016] 优选地，所述籽晶来源于同根单晶棒。
[0017] 所述籽晶来源于同根单晶棒，可便于对籽晶的侧面进行编号，保证同一编号的籽 晶的侧面晶向完全一致。
[0018] 如本发明所述的，所述相邻籽晶是由同根单晶棒采用相同切割方式得到的籽晶。
[0019] 更优选地，所述籽晶来源于提拉法制得的同根单晶棒。
[0020] 优选地，所述籽晶为生长面晶向为〈100>的正方形籽晶。
[0021] 优选地，所述非〈110>晶向族的侧面晶向包括〈100>、〈320>、〈410>和〈510>的晶 向。
[0022] 当侧面晶向为〈11〇>时，所述正方形籽晶的四个侧面晶向分别为[ιιο]、|；?ο]、
[?10]和[1?0]。其中，[110]与[??0]晶面相对，[110]与[?10]和[1?0]晶面相邻。
[0023] 当所述侧面晶向为〈100>时，所述正方形籽晶的四个侧面晶向分别为[100]、
[?ΟΟ]、[010]和[ο?ο]。其中，[100]与[ioo]晶面相对，[100]与[010]、[0?0]晶面相邻。
[0024] 优选地，所述籽晶为厚度为5-40mm的正方形籽晶。
[0025] 优选地，所述籽晶层的厚度为20mm。
[0026] 优选地，所述重合位置点阵类型的晶界为Σ 3、Σ 5、Σ 7、Σ 9、Σ 11或Σ 13类型 晶界中的一种。
[0027] 所述相邻籽晶接触的侧面晶向为属于同一晶向族的不同晶向指数，不能完全一 致，若相邻籽晶接触的侧面晶向完全一致，在引晶过程中容易形成亚晶界，易产生位错。
[0028] 本发明籽晶的铺设方法简单易操作，本发明通过铺设籽晶，使相邻两个籽晶接触 的侧面晶向属于同一晶向族，且构成重合位置点阵类型的晶界，产生的晶格畸变很小，从而 晶界处的界面能很低，应力小，这样可减少引晶时在籽晶拼接缝处产生位错等缺陷，且在籽 晶的生长过程中不会从拼接缝处形成的晶界上形成位错源，金属杂质也不易在此晶界处聚 集和沉淀，减少了晶格失配应力的产生，从而降低了在籽晶拼接处产生位错的几率。
[0029] 第二方面，本发明提供了一种准单晶硅片的制备方法，包括以下步骤：
[0030] (1)提供坩埚，在所述坩埚底部铺设籽晶，所述籽晶的生长面晶向同为[001]或同 为fooi 所述籽晶紧密接触铺满所述坩埚底部形成籽晶层，相邻两个籽晶接触的侧面晶向 属于同一晶向族，且构成重合位置点阵类型的晶界；
[0031] (2)在所述籽晶层上填装硅料和掺杂剂，加热使所述坩埚内硅料熔化形成硅熔体， 调节热场形成过冷状态，使得所述硅熔体在所述籽晶层基础上开始长晶，待全部硅熔体结 晶完后，经退火冷却得到准单晶硅锭；
[0032] (3)将所述准单晶硅锭依次经过切片和清洗制备得到所述准单晶硅片。
[0033] 优选地，步骤（1)中，当籽晶的侧面晶向为〈110>时，将相邻籽晶的生长面晶向按
[001]、fooi：|正反面交替拼接，或将相邻籽晶中的一个籽晶旋转90°。
[0034] 优选地，步骤（1)中，当籽晶的侧面晶向为非〈110>晶向族时，相邻籽晶的生长面 晶向按[001]、[00i]正反面交替拼接，或相邻籽晶的生长面晶向按[001]、[00?]正反面交替 拼接后再将相邻籽晶中的一个籽晶旋转90°。
[0035] 优选地，所述非〈110