【原创】可提高单晶硅的成品率!日本胜高公开专利“石英玻璃坩埚及其制造方法”


来源:中国粉体网   星耀

[导读]  本发明提供一种能够抑制棕环的剥离而提高单晶硅的成品率的石英玻璃坩埚及其制造方法。

中国粉体网讯  2022年8月2日,国家知识产权局公布了一项名称为“石英玻璃坩埚及其制造方法”的专利,这项专利的申请人是日本胜高股份有限公司。

 


本发明提供一种能够抑制棕环的剥离而提高单晶硅的成品率的石英玻璃坩埚及其制造方法。


研究背景


在基于CZ法进行的单晶硅的制造中使用石英玻璃坩埚。在石英玻璃坩埚内对硅原料进行加热而使其熔化,并将籽晶浸渍于该硅熔液中,一面旋转坩埚一面逐渐提拉籽晶以使单晶生长。为了以低成本制造半导体器件所需的高品质单晶硅,需要在一次提拉工序中提高单晶成品率,因此需要一种能够经受长期使用且形状稳定的坩埚。


近年来,随着单晶硅的口径增大,单晶的提拉作业时间变得非常长。若石英玻璃坩埚的内表面与1400C以上的硅熔液长期接触,则会与硅熔液反应而结晶化,出现被称为棕环的褐色的环状的方石英(cristobalite)。棕环内没有方石英层,或者即便有也是非常薄的层,但随着操作时间的延长,棕环的面积不断扩大,相互融合,且持续生长,最终其中心部被浸蚀而成为不规则的玻璃溶出面。若出现该玻璃溶出面,则单晶硅容易发生位错,从而使单晶成品率变差。因此,期望一种不易产生棕环、即便产生棕环也不易生长的石英玻璃坩埚。


发明内容


本发明的目的在于提供一种能够抑制棕环的剥离而提高单晶硅的成品率的石英玻璃坩埚及其制造方法。

 

石英玻璃坩埚的制造方法流程图


本申请发明人等针对棕环的产生、生长及剥离的机制反复进行了深入研究,结果发现为了抑制棕环的剥离,重要的是尽量减少棕环的产生个数,使所产生的棕环稳定地生长,通过调整坩埚的内表面附近的Na、K、Ca在深度方向上的分布,能够实现棕环的产生个数的降低及稳定的生长。


本发明是基于这种技术见解而完成的,本发明的单晶硅提拉用石英玻璃坩埚的特征在于:Na、K、Ca的合计浓度在从内表面起的深度方向上的分布的峰值存在于比所述内表面更深的位置。根据本发明,能够抑制发生在坩埚的内表面的棕环核的产生。因此,能够抑制棕环的生长及剥离而提高单晶硅的成品率。


参考来源:国家知识产权局

(中国粉体网编辑整理/星耀)

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作者:星耀

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