资料介绍
在直拉法单晶硅生长过程中,石英坩埚会和硅熔体起反应,产生大量 SiO。在硅的熔化温度之下,一氧化硅的蒸汽压达到 9 托,因此很容易从熔体表面挥发掉。如果生长过程是在高度真空下操作,那么 SiO 从熔体表面挥发所带来的沸腾现象,将给晶体生长带来极大的影响。因此,晶体生长炉内的操作压力很少低于 5 托。除非硅熔体发生过热现象,否则在 5 托以上沸腾现象是不会发生的。
从硅熔体表面挥发的 SiO 气体,在受到冷炉壁及氩气的降温作用后,会凝结成雾状微粒。如果炉壁上凝结了过多的微粒,这些微粒可能会重新掉入硅熔体表面。而且当这些微粒撞到晶棒时,还可能使晶棒产生位错而导致多晶的产生。当炉体内的操作压力接近大气压时,上述现象更为严重,因此晶体生长时必须保证压力在 5 托以上。为了减少 SiO 的凝结,炉体内必须通入氩气,以带走硅熔体表面挥发出来的SiO 气体。通入的氩气及大部分的 SiO 则由炉体底部的真空系统抽走。通入氩气的另一目的是要同时带走 C0 气体,以避免 co 气体重新进入熔体内,造成晶棒受到碳的污染。一般氩气的流量在 20 一-.150dlpm 之间,端视生长晶体系统的大小及制程而定。去除了表面机械损伤的无位错籽晶,虽然本身不会在新生长的晶体硅中引入位错,但是在籽晶刚碰到液面时,由于热振动可能在晶体中产生位错,这些位错甚至能够延伸到整个晶体,而缩颈技术可以生长无位错的单晶口卜 391。
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