由聚晶矽进料制备融熔矽熔化物之方法

摘要

本发明系揭示一种自多晶矽制备烷融态矽熔融体之方法，以供使用在藉由卓克拉斯基(Czochralski)方法制造单晶矽上。首先将多晶矽装填至卓克拉斯基坩埚中，并熔解而形成部份熔解之进料，其包含熔融态矽与未熔解之多晶矽。此熔融态矽具有上方表面，该未熔解之多晶矽系部份曝露于其上方。将粒状多晶矽喂至该曝露之未熔解多晶矽上，其方式系足以使得该粒状多晶矽在该未熔解之多晶矽之表面上时，及在变成浸入该熔融态矽中之前脱氢化。然后，使该粒状多晶矽与未熔解之多晶矽完全烷解，而形成熔融态矽熔融体。此方法会在单昌矽铸锭制造期间造成经改良之零缺陷产率、通过料量及平均热循环时间。

主权项

1. 一种在坩埚中制备熔融态矽池以供使用在藉卓克拉斯基(Czochralski)方法使单晶矽生长之方法,此方法包括:(a) 于坩埚中形成部份熔解之进料,此部份熔解之进料包含具有上方表面之熔融态矽,及曝露于该熔融态矽之上方表面上之未熔解多晶矽;(b) 将多晶矽喂至该曝露之未熔解多晶矽上;及(c) 使该未熔解之多晶矽及经喂至该曝露之未熔解多晶矽上之多晶矽熔解,以形成矽熔融体。2. 根据申请专利范围第1项之方法,其中该部份熔解之进料系藉由将碎块状多晶矽装填至坩埚中并熔解一部份碎块状多晶矽而形成。3. 根据申请专利范围第1项之方法,其中经喂至该曝露之未熔解多晶矽上之多晶矽,系为粒状多晶矽,且形成该部份熔解进料之步骤,系包括将碎块状多晶矽装填至坩埚中,并使一部份碎块状多晶矽熔解。4. 根据申请专利范围第3项之方法,其中经装填至坩埚中之碎块状多晶矽对经喂至该曝露之未熔解多晶矽上之粒状多晶矽之重量比,系在约2:3与约2:1之间。5. 根据申请专利范围第3项之方法,其中经装填至坩埚中之碎块状多晶矽对经喂至该曝露之未熔解多晶矽上之粒状多晶矽之重量比,系在约1:1与约3:2之间。6. 根据申请专利范围第1项之方法,其中经喂至该曝露之未熔解多晶矽上之多晶矽,系为粒状多晶矽,当其被喂至曝露之未熔解多晶矽上时系含有低于约500ppma氢。7. 根据申请专利范围第2项之方法,其中经喂至该曝露之未熔解多晶矽上之多晶矽,系含有低于该50ppma氢。8. 根据申请专利范围第3项之方法,其中该粒状多晶矽当被喂入该曝露之未熔解碎块状多晶矽上时,系含有低于约20ppma氢。9. 根据申请专利范围第3项之方法,其中该粒状多晶矽当被喂入该曝露之未熔解碎块状多晶矽上时,系含有低于约50ppma氢。10. 根据申请专利范围第3项之方法,其中该粒状多晶矽在其被喂至该曝露之未熔解多晶矽上之后及在其变成浸入该熔融态矽中之前,系位在该曝露之未熔解多晶矽上,喂入该粒状多晶矽之速率,系足以使得该粒状多晶矽之滞留时间与滞留温度,能够合并地足以使得在该粒状多晶矽变成浸入熔融态矽中之前,使氢自该粒状多晶矽中扩散出来。11. 根据申请专利范围第3项之方法,其中该粒状多晶矽系被喂至该曝露之未熔解碎块状多晶矽上,其速率系足以在该粒状多晶矽变成浸入该熔融态矽中之前,使该粒状多晶矽之温度上升至约1200℃,历经约30秒时间。12.根据申请专利范围第3项之方法,其中系将粒状多晶矽喂至该曝露之未熔解碎块状多晶矽上,其速率范围从约5公斤/小时至约15公斤/小时。13. 根据申请专利范围第3项之方法,其中系将粒状多晶矽喂至该曝露之未熔解碎块状多晶矽上,其速率为约10公斤/小时。14. 根据申请专利范围第2项之方法,其中该熔融态矽之上方表面之表面积,系占该部份熔解进料之总表面积之约25%与50%之间。15. 根据申请专利范围第2项之方法,其中在该部份熔解之进料中,熔融态矽对未熔解之碎块状多晶矽之比例系在约3:2与4:1重量比之间。16. 一种自多晶矽制备熔融态矽熔融体以供使用在藉卓克拉斯基方法制造单晶矽中之方法,此方法包括:(a) 于坩埚中形成部份熔解之进料,此部份熔解之进料包含具有上方表面之熔融态矽,及曝露于该熔融态矽之上方表面上之未熔解多晶矽;(b) 将粒状多晶矽喂至该曝露之未熔解多晶矽上,其中该粒状多晶矽系位在该曝露之未熔解多晶矽上历经一段时间,此时间足以在其浸入该熔融态矽中之前,使氢自该粒状多晶矽中扩散出来;及(c) 使该未熔解之多晶矽及经喂至该曝露之未熔解多晶矽上之多晶矽熔解,以形成矽熔融体。17. 根据申请专利范围第16项之方法,其中该粒状多晶矽系被喂至该曝露之未熔解多晶矽上,其速率系允许该粒状多晶矽变成浸入该熔融态矽中之前,使该粒状多晶矽之温度上升至约1200℃,历经约30秒时间。18. 根据申请专利范围第16项之方法,其中该部份熔解之进料系经由将碎块状多晶矽装填至坩埚中,并使一部份碎块状多晶矽熔解而形成。19. 根据申请专利范围第16项之方法,其中该粒状多晶矽系位于该曝露之未熔解多晶矽上历经一段时间,此时间足以使该粒状多晶矽之氢浓度降至低于1ppma。20. 一种自多晶矽制备熔融态矽熔融体以供使用在藉卓克拉斯基方法制造单晶矽中之方法,此方法包括:(a) 将碎块状多晶矽装填至坩埚中,碎块状多晶矽装填量系在经熔解而形成矽熔融体之多晶矽总量之约40%至约65%之间;(b) 熔解该碎块状多晶矽,直到部份熔解之进料在坩埚中形成为止,该部份熔解之进料包含具有上方表面之熔融态矽,及曝露于该熔融态矽上方表面上之未熔解碎块状多晶矽;(c) 将粒状多晶矽喂至该暴露之未熔解碎块状多晶矽上,此粒状多晶矽含有低于约400ppma氢,其中完成此进料之速率系足以在该粒状多晶矽在变成浸入该熔融态矽中之前,使其温度上升至约1200℃,历经至少约10秒之时间;及(d) 使该未熔解之碎块状多晶矽及该粒状多晶矽熔解,直到形成熔融态矽熔融体为止。图示简单说明:图1系为说明最初装填碎块状多晶矽之卓克拉斯基坩埚之截面图。图2系为说明开始喂入粒状多晶矽之截面图。图3系为说明持续喂入粒状多晶矽及形成固化矽团块之截面图。图4系为说明粒状多晶矽进料完成时之截面图。