【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電子級多晶硅生產(chǎn)，具體涉及一種消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法。
技術(shù)介紹
1、在區(qū)熔用電子級多晶硅的生產(chǎn)過程中，采用改良西門子方法(modified?siemensprocess)，此方法主要通過氣相沉積(cvd)技術(shù)，將三氯氫硅(sihcl3)與高純度氫氣(h2)在高溫下進行化學反應(yīng)，從而在高溫硅芯棒表面上沉積形成高純度多晶硅，然而，由于這種生產(chǎn)方法的特殊性，導致其在沉積以及停爐過程中極易形成塑性應(yīng)力殘余，這將在后續(xù)機加工過程導致硅棒斷裂，極大的降低了硅棒的使用效率以及機加工性能，同時在下游廠家使用過程中會因硅棒斷裂而破壞區(qū)熔拉晶設(shè)備。
2、目前業(yè)內(nèi)為降低或消除硅棒中的應(yīng)力殘余，多將硅棒再次經(jīng)退火等二次處理，傳統(tǒng)的處理方式，是不斷調(diào)節(jié)電流以使硅棒降溫，在氣流的吹掃下，硅棒表面降溫幅度明顯快于內(nèi)層，會使應(yīng)力難以及時釋放而消除，使得在退火的過程中硅棒也可能會應(yīng)力釋放不當而破裂；且在退火過程中，還原爐內(nèi)為氫氣環(huán)境，氫氣向硅棒上擴散，生成缺陷，影響電子級硅棒的致密度，從而降低產(chǎn)品的質(zhì)量。
3、公開于該
技術(shù)介紹
部分的信息僅僅旨在加深對本專利技術(shù)的總體
技術(shù)介紹
的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)中提供了一種消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，從而有效解決
技術(shù)介紹
中所指出的問題。
2、為了達到上述目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：
3、一種消除區(qū)熔硅棒內(nèi)
4、s10：利用三氯氫硅和氫氣在反應(yīng)器內(nèi)沉積得到區(qū)熔用硅棒；
5、s20：在第一時間段內(nèi)，降低三氯氫硅進氣流量直至0，緩慢降低氫氣流量至初始流量的5％～20％，將反應(yīng)爐內(nèi)的氯硅烷置換完全，并維持硅棒表面溫度為t1；
6、s30：在第二時間段內(nèi)，調(diào)整硅棒表面溫度為t2；
7、s40：在第三時間段內(nèi)，用高純氦氣置換反應(yīng)爐內(nèi)的氫氣，置換完全后，調(diào)節(jié)氦氣的流量與最終氫氣的流量一致，維持溫度為t2；
8、s50：在第四時間段內(nèi)，在還原爐內(nèi)植入加熱器并通電啟動，維持硅棒表面溫度為t2；
9、s60：在第五時間段內(nèi)，切斷通過硅棒的電流，調(diào)節(jié)加熱器的電流，并將氦氣流量調(diào)節(jié)至原流量的1％～10％，以將硅棒表面溫度緩慢調(diào)整至t3。
10、進一步地，在步驟s20中，所述第一時間段用時30min～90min，所述溫度t1為1000℃～1050℃。
11、進一步地，在步驟s30中，所述第二時間段用時30min～60min，所述溫度t2為800℃～1000℃。
12、進一步地，在步驟s40中，所述第三時間段維持時間為30min～60min。
13、進一步地，在步驟s40中，在氦氣置換過程中，增加氣體置換效率監(jiān)測，步驟包括：
14、s41：將高精度的氣體流量計安裝在氦氣和氫氣的進氣管道中；
15、s42：將氣體分析儀與反應(yīng)爐連接，實時檢測氫氣和氦氣的濃度變化；
16、s43：設(shè)定氫氣濃度的允許范圍，判斷是否完全被氦氣替換；
17、s44：根據(jù)所述氣體分析儀和所述氣體流量計的數(shù)據(jù)，通過中央控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)氦氣的流量，優(yōu)化置換過程。
18、進一步地，在步驟s50中，所述第四時間段用時60min～180min。
19、進一步地，在步驟s50中，所述加熱器設(shè)置一組時，設(shè)置于底盤中心上方，所述加熱器設(shè)置多組時，分別設(shè)置于底盤中心上方，以及均勻布置在內(nèi)外層之間。
20、進一步地，在步驟s50中，還包括溫度反饋控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)所述加熱器的加熱功率，保持穩(wěn)定溫度，步驟包括：
21、s51：采用紅外線測溫裝置測量硅棒表面和所述加熱器附近的溫度數(shù)據(jù)；
22、s52：使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將所述紅外線測溫裝置的信號實時傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)；
23、s53：將pid控制器與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，確保實時獲取溫度數(shù)據(jù)并輸出控制信號；
24、s54：設(shè)置pid控制器的溫度設(shè)定值，確保所述加熱器能夠維持硅棒表面的溫度穩(wěn)定在t2；
25、s55：將可控硅調(diào)節(jié)器與所述pid控制器連接，根據(jù)所述pid控制器的輸出信號自動調(diào)節(jié)所述加熱器的加熱功率。
26、進一步地，在步驟s60中，所述第五時間段用時180min～360min，所述溫度t3不高于180℃。
27、進一步地，在步驟s60中，從所述溫度t2降至所述溫度t3這一過程分兩階段降溫，第一階段降溫曲線為階梯狀，待溫度降至所述溫度t3時，進入第二階段降溫，所述第二階段降溫為連續(xù)快速降溫階段。
28、通過本專利技術(shù)的技術(shù)方案，可實現(xiàn)以下技術(shù)效果：
29、通過區(qū)熔硅在完成沉積過程后，在規(guī)定的時間內(nèi)將三氯氫硅流量和氫氣流量降低到規(guī)定的量，同時通過匹配硅棒內(nèi)的電流量保證硅棒表面溫度在一定的范圍內(nèi)不變；然后調(diào)整溫度至設(shè)定值，同時保持氫氣的流量不變，為后續(xù)爐內(nèi)退火做準備；然后使用氬氣置換還原爐內(nèi)的氫氣，此時溫度仍處在較大的范圍，防止氫氣向硅棒擴散，降低硅與氫的結(jié)合，有助于降低區(qū)熔硅的缺陷，提高產(chǎn)品品質(zhì)，置換完成后，啟動爐內(nèi)的加熱器并維持硅棒的溫度一定的時間；最后切斷硅棒電流，通過控制加熱器的輸出不斷降低硅棒的溫度至一定的范圍后，氬氣的流量保持不變，通過以上方法可以有效消除硅棒內(nèi)部的殘余應(yīng)力，保證了硅棒具備良好的機械性能。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟S20中，所述第一時間段用時30min~90min，所述溫度T1為1000℃~1050℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟S30中，所述第二時間段用時30min~60min，所述溫度T2為800℃~1000℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟S40中，所述第三時間段維持時間為30min~60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟S40中，在氦氣置換過程中，增加氣體置換效率監(jiān)測，步驟包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟S50中，所述第四時間段用時60min~180min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟S50中，所述加熱器設(shè)置一組時，設(shè)置于底盤中心上方，所述加
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟S50中，還包括溫度反饋控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)所述加熱器的加熱功率，保持穩(wěn)定溫度，步驟包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟S60中，所述第五時間段用時180min~360min，所述溫度T3不高于180℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟S60中，從所述溫度T2降至所述溫度T3這一過程分兩階段降溫，第一階段降溫曲線為階梯狀，待溫度降至所述溫度T3時，進入第二階段降溫，所述第二階段降溫為連續(xù)快速降溫階段。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟s20中，所述第一時間段用時30min~90min，所述溫度t1為1000℃~1050℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟s30中，所述第二時間段用時30min~60min，所述溫度t2為800℃~1000℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟s40中，所述第三時間段維持時間為30min~60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟s40中，在氦氣置換過程中，增加氣體置換效率監(jiān)測，步驟包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除區(qū)熔硅棒內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在步驟s50中，所述第四時間段用時60min~...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：閆家強，孫彬，陳元龍，徐志明，吳鋒，
申請(專利權(quán))人：江蘇鑫華半導體科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。