使用硼酸为掺杂物的单晶硅锭的制造方法及使用固相掺杂物的拉锭器设备与流程

专利2025-12-25  17


本公开的领域涉及用于制造单晶硅锭的方法,其中锭使用固相硼酸作为硼源用硼进行掺杂。本公开的领域还涉及使用固相掺杂物的拉锭器。


背景技术:

1、在高电阻率硅晶片应用中,从其切割晶片的单晶硅锭的电阻率可通过将各种掺杂物加入到熔融物来控制。掺杂物可用于补偿用于形成从其抽出的硅锭的熔融物的多晶硅源中的各种杂质(例如,硼或磷)。

2、当一或多种掺杂物经加入以在锭中实现目标电阻率时,特定掺杂物及/或杂质可由于化合物的分离系数的差异而累积在熔融物中。例如,硼具有约0.8的分离系数,这允许硼很容易被生长锭吸收。磷具有约0.35的分离系数,这致使磷相对于更容易吸收的硼累积在熔融物中。据此,随着锭生长及熔融物耗尽,磷累积在熔融物中从而更改生长锭的电阻率。这可致使电阻率降低且不符合客户规格及/或在锭中发生类型变化。

3、需要用于在锭生长期间反向掺杂硅熔融物以增加仍在客户要求内的锭的长度的方法。需要用于允许使用容易得到及/或相对廉价且允许熔融物相对容易地掺杂的掺杂物源材料的掺杂方法。需要允许将固相掺杂物用作掺杂物源的拉锭器设备。

4、这段旨在向读者介绍可能与下文描述及/或主张的本公开的各个方面有关的各个技术方面。据信,此论述有助于向读者提供背景信息以促进本公开的各个方面的更好的理解。据此,应理解,鉴于此阅读这些陈述,且它们并不作为现有技术的承认。


技术实现思路

1、本公开的一个方面涉及一种用于从固持在坩埚内的硅熔融物制造单晶硅锭的方法。将多晶硅加入到所述坩埚。所述坩埚经安置在拉锭器内腔室内。加热所述多晶硅以致使硅熔融物在所述坩埚中形成。从所述硅熔融物抽取单晶硅锭。提供固相硼酸源。从所述固相硼酸制造含硼气体。使所述含硼气体接触所述熔融物的表面以致使硼作为掺杂物进入所述熔融物同时从所述熔融物抽取所述单晶硅锭。

2、本公开的又另一方面涉及一种用于制造经掺杂单晶硅锭的拉锭器设备。所述拉锭器设备包含拉锭器外壳体及形成在所述拉锭器外壳体内的拉锭器内腔室。坩埚经安置在所述拉锭器内腔室内。外馈送管经至少部分安置在所述拉锭器外壳体外部。所述外馈送管界定外馈送管腔室。所述外馈送管具有远端、近端及延伸穿过所述远端及所述近端的外馈送管轴线。细长构件可在所述外馈送管腔室内沿着所述外馈送管轴线移动。掺杂物容器经耦合到所述细长构件。所述掺杂物容器可在装载位置(其中所述掺杂物容器经安置在所述拉锭器外壳体外部)与馈送位置(其中所述掺杂物容器经安置在所述拉锭器内腔室内)之间可移动。

3、本公开的又另一方面涉及一种用于制造经掺杂单晶硅锭的拉锭器设备。所述拉锭器设备包含拉锭器外壳体及形成在所述拉锭器外壳体内的拉锭器内腔室。坩埚经安置在所述拉锭器内腔室内。具有气体入口的掺杂物导管安置在所述拉锭器内腔室外部且气体出口安置在所述拉锭器内腔室中。掺杂物蒸发单元经安置在所述拉锭器内腔室外部。所述掺杂物蒸发单元包含用于固持固相掺杂物的掺杂物腔室。所述掺杂物蒸发单元包含加热装置,其用于加热所述固相掺杂物且制造掺杂物气体。所述掺杂物蒸发单元包含出口,所述掺杂物气体穿过所述出口。所述出口与所述掺杂物导管流体连通。

4、存在关于本公开的上文提及的方面所述的特征的各种改进。进一步特征同样也可经并入于本公开的上文提及的方面中。这些改进及额外特征可个别地或以任一组合存在。例如,下文关于本公开说明的实施例中的任一者论述的各种特征可单独或以任一组合经并入到本公开的上述方面中的任一者中。



技术特征:

1.一种用于制造经掺杂单晶硅锭的拉锭器设备,所述拉锭器设备包括:

2.根据权利要求1所述的拉锭器设备,其中所述掺杂物容器是能够与所述细长构件分离的囊室。

3.根据权利要求2所述的拉锭器,其中所述囊室包括:

4.根据权利要求1所述的拉锭器设备,其包括安置在所述掺杂物容器下方以将掺杂物气体引导到熔融物的表面的管。

5.根据权利要求1所述的拉锭器设备,其中所述细长构件是管。

6.根据权利要求1所述的拉锭器设备,其进一步包括用于在从所述拉锭器内腔室抽出所述细长构件时密封所述拉锭器内腔室的阀。

7.根据权利要求1所述的拉锭器设备,其包括用于在所述装载位置与所述馈送位置之间移动所述掺杂物容器的平移装置。

8.根据权利要求7所述的拉锭器设备,其中所述平移装置是磁耦合穿壁平移单元。

9.根据权利要求7所述的拉锭器设备,其中所述平移装置是波纹管系统。

10.一种用于制造经掺杂单晶硅锭的拉锭器设备,所述拉锭器设备包括:


技术总结
本发明公开了使用硼酸为掺杂物的单晶硅锭的制造方法及使用固相掺杂物的拉锭器设备。所述锭使用固相硼酸作为硼源用硼进行掺杂。硼酸可在锭生长期间用于反向掺杂所述锭。还公开使用固相掺杂物的拉锭器设备。所述固相掺杂物可经安置在经移动而更靠近熔融物的表面的容器中,或蒸发单元可用于从所述固相掺杂物制造掺杂物气体。

技术研发人员:W·L·卢特尔,H·斯雷德哈拉穆尔西,S·哈林格,R·J·菲利普斯,张楠,吴雨樵
受保护的技术使用者:环球晶圆股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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