含氮直拉硅单晶的热处理方法
专利汇可以提供含氮直拉硅单晶的热处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种含氮直拉 硅 单晶的 热处理 方法，其特征是在氮保护气氛下，分别经过850℃～1150℃高温 退火 处理和650℃中温退火处理。通过这种热处理后的含氮直拉硅单晶，才能有效地消除硅中氮含量和 氧 含量的附加施主干扰，才便于 电阻 率 测试和 半导体 器件制造。，下面是含氮直拉硅单晶的热处理方法专利的具体信息内容。
本发明涉及一种硅单晶的后处理工艺。
直拉硅单晶生长工艺中，石英坩埚中的氧熔入晶体，硅单晶中氧含量高达1017/cm3～1018/cm3，这种原生硅单晶在350℃～550℃加热过程中产生了附加热施主，使P型硅单晶电阻率上升，n型硅单晶电阻率下降。有关含氧硅单晶的这一热施主现象于1957年C.S.Füller，R.A.Logan[J.Appl，Phy，28，1429（1957）]和W.Kaizer[Phys Rev，105，1751（1957）]作了报导。
长期来，人们在生产实践中都将原生硅单晶置于炉中进行中温退火处理，指在氮保护气氛下加热至650℃，保温0.5～1小时，尔后快速冷却至常温。通过中温退火处理，可以消除含氧硅单晶热施主干扰，使单晶电阻率真实，以利用于单晶测试和制作半导体器件。
CN85100295、86100854、87105811、88100307、88102558、89105564等系列中国专利采用氮气作为保护气氛制造直拉硅单晶的方法具有许多优越性，已在生产中大量应用，所生产的硅单晶皆为含氮含氧硅单晶，以下简称为含氮直拉硅单晶，而在氩保护气氛下生长的直拉硅单晶称为含氧直拉硅单晶。应用现有的中温退火处理方法是无法消除含氮直拉硅单晶存在的附加施主干扰问题的。
本发明的目的是提供一种在氮保护气氛下制造的含氮直拉硅单晶的热处理方法，有效地消除附加施主干扰，为单晶的测试和应用带来方便。
含氮直拉硅单晶产品是中国专利85100295于1986年2月公布后问世的，在单晶生长过程中采用氮保护气氛，实质上是一种含氮含氧硅单晶，硅中氮含量为1×1014/cm3～9×1015/cm3，氧含量为5×1017/cm3～2×1018/cm3，氧的附加施主干扰问题采用传统的650℃中温退火处理获得解决。解决氮含量的附加施主干扰问题同等重要。氮在硅中的行为比氧更为复杂，通过深入的研究和大量的实验认为在氮气氛中生长的含氮含氧直拉硅单晶，由于引入了氮元素，在晶体生长和冷却过程中，和氧元素结合形成新的氧-氮复合体同样具有电活性。因此，采用常规的中温退火处理，仍不能消除由氮、氧所产生的附加施主。必须通过高温退火处理和中温退火处理相结合的热处理方法，才能消除氮和氧的附加施主干扰。本热处理方法不同于以下硅单晶热处理技术：
B、硅单晶在高能粒子辐射后的热处理;
C、硅单晶为形成洁净区而进行的处理处;
D、硅单晶热施主、新施主产生和消除的热处理。
本发明的含氮直拉硅单晶的热处理方法，包括硅中氮含量为5×1014/cm3～9×1015/cm3，硅中氧含量为5×1017/cm3～2×1018/cm3，还包括该单晶在氮保护气氛下加热至650℃、保温0.5～1小时、快速冷却至常温的中温退火处理。本发明的特征在于：采用高温退火处理和中温退火处理相结合的热处理方法，其工艺步骤为：
A、在氮气氛下加热至850℃～1150℃，保温0.5～3小时，缓慢冷却至常温;
B、尔后，在氮气氛下加热至650℃，保温0.5～1小时，快速冷却至常温。
上述高温退火处理，其最佳的加热温度为900℃～1000℃。
同现有技术比较，本发明的优点是先后采用850℃～1050℃和650℃的高温和中温的退火处理能够消除含氮直拉硅单晶中的氮、氧附加施主干扰问题，此时测出的电阻率才是真实的，便于单晶测试和制作半导体器件;而采用现有的热处理方法， 则无法解决含氮直拉硅单晶的附加施主干扰问题。
附图1为含氮直拉硅单晶的热处理工艺示意图，图中G是高温退火处理，Z是中温退火处理，图的纵坐标为温度，横坐标为小时。
实施例1：
含氮直拉硅单晶，硅中氮含量为5×1015/cm3，氧含量为5×1018/cm3，加热至850℃，在氮保护气氛下保温3小时，缓冷至常温;再在650℃和氮保护气氛下保温1小时，接着快速冷却至常温。
实施例2：
含氮直拉硅单晶，硅中氮含量为9×1015/cm3，氧含量为2×1018/cm3，加热至900℃，在氮保护气氛下保温1小时，缓冷至常温;再在650℃和氮保护气氛下保温1小时，接着快速冷却至常温。
实施例3：
将实施例1或2用的含氮直拉硅单晶，高温退火温度为950℃，保温1小时，其保护气氛和中温退火工艺与实施例1或2相同。
实施例4：
含氮直拉硅单晶，高温退火温度为1000℃，保温1小时，其余条件与实施例3相同。
实施例5：
含氮直拉硅单晶，高温退火温度为1050℃，保温0.5小时，其余条件与实施例3相同。
实施例6：
含氮直拉硅单晶，高温退火温度为1150℃，保温0.5小时，其余条件与实施例3相同。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 包括氧扩散阻挡的半导体器件及制造方法 | 2020-05-11 | 407 |
| 一种汽车电液主动转向路感控制系统及其控制方法 | 2020-05-13 | 280 |
| 一种直拉硅单晶的自动调温方法 | 2020-05-16 | 882 |
| 一种在线监测直拉单晶炉内长晶界面形状的方法 | 2020-05-08 | 56 |
| 直拉单晶硅片的结构缺陷检测方法 | 2020-05-12 | 146 |
| 一种提高单晶少子寿命的工艺方法 | 2020-05-13 | 7 |
| 一种湿拉钢丝丝径测量及换模的方法 | 2020-05-14 | 170 |
| 一种直拉单晶炉及其纵向温度梯度的测定控制方法 | 2020-05-18 | 610 |
| 转向装置 | 2020-05-15 | 584 |
| 一种野山椒的人工种植技术 | 2020-05-13 | 346 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
