氮化矽塗層坩堝的製作方法

2023-06-11 21:24:41

專利名稱:氮化矽塗層坩堝的製作方法
本實用新型是關於直拉單晶用的坩堝，屬於晶體生長技術領域：
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在用直拉法(簡稱CZ法)進行單晶矽生產中，普遍使用石英(SiO2)坩堝作熔矽容器，拉晶時石英坩堝內壁不斷地被熔融矽侵蝕，大量雜質隨之進入矽體，如氧，硼，鋁等，從而影響到單晶矽的純度和摻雜單晶矽電阻率的穩定性。所以，石英坩堝對CZ矽的沾汙一直是CZ工藝中的一個突出問題。雖然使用高純合成石英製作的坩堝，能夠把有害雜質含量降到可以接受的水平，但卻無助於減少氧的含量。這是因為，氧是以SiO的形式從石英坩堝和熔矽界面溶解出來，並在固液界面下進入矽體的，隨著大規模集成電路的集成度不斷提高，要求儘可能減少矽片表面的微缺陷，而表面微缺陷的產生，與溶解在矽體中的氧在矽片近表面處析出有直接關係。因此，如何控制CZ矽中的氧含量越來越受到人們的重視。
為降低氧含量，國外正在研究和使用磁場直拉法(MCZ)和陶瓷體Si3N4坩堝。使用這些方法可使氧降低1－2量級，但它們的共同缺點是設備和材料昂貴。
本實用新型的目的是為了提供一種既有Si3N4陶瓷優良特性，價格又不貴的Si3N4塗層坩堝。
本實用新型是採用容易實施的常壓化學氣相澱積法，把Si3N4塗敷到石英或石墨坩堝機體上，製成Si3N4塗層石英或石墨坩堝。Si3N4具有熔點高，抗熱震性強，質硬耐磨，不與熔矽起作用等優良性質，它把熔融矽和坩堝基本隔開，使矽單晶免受坩堝基體的沾汙。
Si3N4氣相澱積使用的氣源為電子純SiH4，NH3和H2(或N2)，反應溫度為700－900℃，為避免富矽現象，SiN4和NH3的比例應大於3／4(克分子比)，當SiH4／NH3≤0.1時膜質最佳。澱積前石英坩堝需要進行HF酸腐蝕清洗，烘乾後置於反應室。石墨坩堝則要求在1600－2000℃下除氣後方可進行氣相澱積處理。
圖1氮化矽塗層堝坩1－石英或石墨2－氮化矽塗層實施例1.予處理石英坩堝——在HFH2O＝15的溶液中浸泡5－10分鐘，用去離子衝洗乾淨後在紅外燈下烘乾。
石墨坩堝——在1600－2000℃下除氣5小時，真空度為1×15－5。
2.氣源和流速SiH4，NH3，H2(或N2)為電子純，其流速分別為SiH4——2－5毫升／分H2——3000－5000毫升／分NH3——60－100毫升／分3.熱解溫度700－900℃
權利要求
1.一種直拉單晶矽用的坩堝，其特徵在於在石英或石墨坩堝基體上塗敷了一層Si3N4。
專利摘要
本實用新型是關於直拉單晶矽用的坩堝，其特點是在坩堝基體上塗敷了一層Si
文檔編號C30B15/10GK87206316SQ87206316
公開日1987年12月30日 申請日期1987年4月16日
發明者杜光庭, 周衛, 侯悅 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan