在氮气下融化多晶硅制备掺氮铸造单晶硅的方法

摘要

本发明公开了在氮气下融化多晶硅制备掺氮铸造单晶硅的方法，通过在多晶硅融化阶段通入氮气与融硅反应的方式掺入氮，通过控制融硅时间来控制掺氮浓度，以未融化的部分无位错的单晶硅块作为籽晶，定向凝固铸造单晶硅，得到氮浓度可控的掺氮铸造单晶硅。本发明还公开了上述方法制得的掺氮铸造单晶硅，含有浓度为1×1015～1×1017/cm3的硼、镓和磷，还含有浓度为1×1013～5×1015/cm3的氮。

主权项

在氮气下融化多晶硅制备掺氮铸造单晶硅的方法，包括：(1)将无位错的原料单晶硅块铺满坩埚底部，再将多晶硅置于原料单晶硅块上，加入电活性掺杂剂，装炉；其中，所述的电活性掺杂剂为硼、镓或磷；(2)将炉室抽成真空后直接通入氮气，氮气的压力为5～200Torr，流量为1～200L/min；调整炉内保温罩的位置并加热到1400℃以上，使得电活性掺杂剂、多晶硅和靠近多晶硅的部分原料单晶硅块融化成液体；其中，所述的融化的部分原料单晶硅块的厚度为原料单晶硅块的总厚度的10％～90％；(3)将氮气换成氩气，以1～4mm/min的速度提升炉内保温罩并冷却坩锅底部，以在坩埚底部下部未融化的部分原料单晶硅块作为籽晶，定向凝固形成含氮浓度为1×1013～5×1015/cm3的掺氮铸造单晶硅；所述的电活性掺杂剂的加入量以形成的掺氮铸造单晶硅中含有的硼、镓或磷浓度为1×1015～1×1017/cm3计。