中國粉體網(wǎng)訊  2022年8月2日，國家知識產(chǎn)權(quán)局公布了一項名稱為“石英玻璃坩堝及其制造方法”的專利，這項專利的申請人是日本勝高股份有限公司。

本發(fā)明提供一種能夠抑制棕環(huán)的剝離而提高單晶硅的成品率的石英玻璃坩堝及其制造方法。

研究背景

在基于CZ法進行的單晶硅的制造中使用石英玻璃坩堝。在石英玻璃坩堝內(nèi)對硅原料進行加熱而使其熔化，并將籽晶浸漬于該硅熔液中，一面旋轉(zhuǎn)坩堝一面逐漸提拉籽晶以使單晶生長。為了以低成本制造半導體器件所需的高品質(zhì)單晶硅，需要在一次提拉工序中提高單晶成品率，因此需要一種能夠經(jīng)受長期使用且形狀穩(wěn)定的坩堝。

近年來，隨著單晶硅的口徑增大，單晶的提拉作業(yè)時間變得非常長。若石英玻璃坩堝的內(nèi)表面與1400C以上的硅熔液長期接觸，則會與硅熔液反應而結(jié)晶化，出現(xiàn)被稱為棕環(huán)的褐色的環(huán)狀的方石英(cristobalite)。棕環(huán)內(nèi)沒有方石英層，或者即便有也是非常薄的層，但隨著操作時間的延長，棕環(huán)的面積不斷擴大，相互融合，且持續(xù)生長，最終其中心部被浸蝕而成為不規(guī)則的玻璃溶出面。若出現(xiàn)該玻璃溶出面，則單晶硅容易發(fā)生位錯，從而使單晶成品率變差。因此，期望一種不易產(chǎn)生棕環(huán)、即便產(chǎn)生棕環(huán)也不易生長的石英玻璃坩堝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制棕環(huán)的剝離而提高單晶硅的成品率的石英玻璃坩堝及其制造方法。

石英玻璃坩堝的制造方法流程圖

本申請發(fā)明人等針對棕環(huán)的產(chǎn)生、生長及剝離的機制反復進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)為了抑制棕環(huán)的剝離，重要的是盡量減少棕環(huán)的產(chǎn)生個數(shù)，使所產(chǎn)生的棕環(huán)穩(wěn)定地生長，通過調(diào)整坩堝的內(nèi)表面附近的Na、K、Ca在深度方向上的分布，能夠?qū)崿F(xiàn)棕環(huán)的產(chǎn)生個數(shù)的降低及穩(wěn)定的生長。

本發(fā)明是基于這種技術見解而完成的，本發(fā)明的單晶硅提拉用石英玻璃坩堝的特征在于：Na、K、Ca的合計濃度在從內(nèi)表面起的深度方向上的分布的峰值存在于比所述內(nèi)表面更深的位置。根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制發(fā)生在坩堝的內(nèi)表面的棕環(huán)核的產(chǎn)生。因此，能夠抑制棕環(huán)的生長及剝離而提高單晶硅的成品率。

參考來源：國家知識產(chǎn)權(quán)局

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）

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