五,工艺流程
将直拉法得到的(100)晶向单晶棒进行开方,得到断面尺寸为156×156mm 的方柱,将其切成40~50mm 厚的块状籽晶。将25 块籽晶按5×5 的方式紧密排列平铺在内部尺寸为840×840×400mm 的标准石英坩埚内。在坩埚底部,放置时尽量使籽晶居中,即周边籽晶的最边沿面距坩埚内壁尺寸相近。籽晶上面再放置原生多晶,包括籽晶在内共装料430kg,掺杂剂为硼、稼或磷,掺杂后目标晶体的电阻率为1.50~2.0Ω.cm。装料后抽真空,控制功率进行加热;进入熔化阶段后,采用温度控制分段加温,到熔化最后一步将加热器控制温度调节至1540℃,保持至籽晶熔化阶段,待坩埚底部温度为1350℃,且底部升温速率为0.07℃/min 上下时,结束熔化步骤,跳转至长晶阶段。进入长晶阶段,快速将温度由1540℃降至1440℃,并关闭隔热板(笼)保持1h,之后将隔热板(笼)快速打开5cm,底部散热实现定向凝固,待界面生长平稳后,再分段将温度降1415℃,隔热板(笼)打开速度先后按0.5cm/h、0.7cm/h 的速度打开至20cm,达到稳定长晶。
将上述长成后的硅晶体,经退火、冷却得到硅锭。