专利名称：一种生长硅单晶的方法
技术领域：
本发明涉及生长硅单晶的方法。尤其适用于8～12英寸以上大直径微氮硅单晶的制备。
背景技术：
超大规模集成电路正向特征线宽逐渐变小，硅晶片直径逐渐增大的方向发展。目前，国际市场上8英寸的硅单晶已经达到40％以上，12英寸硅单晶也投入了商业生产。通常而言，在硅晶体生长时，是利用高纯氩气作为保护气。从多晶硅的融化，种籽晶，放肩、生长、收尾、冷却等全过程，都在晶体生长炉中通入一定量的氩气，以保护硅单晶的生长。随着硅单晶晶体直径的增加，整个过程的时间也不断延长，消耗的高纯氩气也越来越多，增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本生长硅单晶的方法。
本发明生长硅单晶的方法是将多晶硅在单晶炉中高纯氩气保护下融化、生长，在晶体生长完成后的冷却过程中转换成高纯氮气保护，氮气的压力在5～200Torr，氮气的流量在1～200l/min，直至晶体冷却到室温，出炉。
上述氮气的纯度在99.999～99.9999％之间。
本发明的优奌是1)在硅单晶在冷却过程中，利用低成本的高纯氮气替代高纯氩气作为保护气，能有效降低大直径硅单晶的生产成本。
2)在硅晶体冷却过程中，晶体的温度不断降低，晶体的表面和氮气基本不反应，没有氮元素的引入，不影响硅单晶的晶体质量。
具体实施例方式
本例用高纯多晶硅作原料，掺杂剂为磷，生长n型8英寸<100>硅单晶，目标电阻率为10～20Ω.cm。将多晶硅放入石英坩埚，在氩气保护下，将温度升到1400C以上，融化多晶硅，当多晶硅融化时，调整晶体生长参数，生长硅单晶。在晶体生长完成后的冷却过程中转换成高纯氮气保护，氮气的纯度为99.9999％，氮气的压力为40Torr，氮气的流量为80l/min，直到晶体冷却到室温，出炉。
权利要求
1.一种生长硅单晶的方法，其特征是将多晶硅在单晶炉中高纯氩气保护下融化、生长，在晶体生长完成后的冷却过程中转换成高纯氮气保护，氮气的压力在5～200Torr，氮气的流量在1～200l/min，直至晶体冷却到室温，出炉。
2.按权利要求1所述的生长硅单晶的方法，其特征是氮气的压力为40Torr，氮气的流量为80l/min。
全文摘要
本发明的生长硅单晶的方法是:将多晶硅在单晶炉中高纯氩气保护下融化、生长,在晶体生长完成后的冷却过程中转换成高纯氮气保护,氮气的压力在5～200Torr,氮气的流量在1～200l/min,直至晶体冷却到室温,出炉。本发明的优点是:在硅单晶在冷却过程中,利用低成本的高纯氮气替代高纯氩气作为保护气,能有效降低大直径硅单晶的生产成本。在硅晶体冷却过程中,晶体的温度不断降低,晶体的表面和氮气基本不反应,没有氮元素的引入,不影响硅单晶的晶体质量。
文档编号C30B27/00GK1422990SQ0215112
公开日2003年6月11日 申请日期2002年12月2日 优先权日2002年12月2日
发明者杨德仁, 李立本, 马向阳, 阙端麟 申请人:浙江大学