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第 22 卷 　第 6 期 稀 　有 　金 　属 1998 年 11 月 Vol . 22 №. 6 　　　 　　　　　 　CH IN ESE J OU RNAL OF RA R E M E TAL S 　　　　　 　　　　　 November 1998 Φ125 mm 直拉硅单晶氧径向均匀性研究 郝玉清 　张果虎 　常 　青 　方 　锋 　吴志强 　万关良　秦 　福 (北京有色金属研究总院 , 北京 100088) 为控制氧径向均匀性 , 选择 Φ350 mm 热场 。增加晶转速度可以改善氧径向均匀 摘 　要 : 　 性 , 但石英坩埚转速对氧径向均匀性没有明显影响 。 Φ 关键词 : 　 125 mm 硅单晶　氧径向均匀性 　热场 　晶转速度 　石英坩埚转速 　　直拉硅单晶中的氧在器件热工艺中形成沉淀 , 直拉硅单晶中氧的径向分布不均匀 , 从单晶中 而氧沉淀及诱生缺陷能够吸除硅片近表面区中的重 心到单晶边缘氧含量逐渐减小 , 这种分布与熔体对 金属杂质 , 从而提高集成电路的合格率 。由于氧是 流有密切关系 , 熔体对流主要有三种[2 ] 。 过饱和杂质 , 氧沉淀受晶体中初始氧含量的强烈影 2 11 　自然热对流 响 。因此 , 控制氧含量及其径向分布极为重要 。有 由拉晶需要的温度梯度而产生的浮力引起的热 关氧含量的研究前文已作报道[ 1 ] 。随着集成电路集 对流 , 其无量纲速度场决定于格拉斯霍夫数或瑞利 成度的提高 , 器件对氧径向均匀性的要求也越来越 数 : αΔ 3 Φ g TH R 高 。本实验要求 125 mm 的p 型 100 硅单晶 2 ( 1) 中氧的径向均匀性小于 5 % 。通过分析熔体对流 , γ 其中 g 为重力加速度 , α为熔体 的热膨胀系数 , 研究石英坩埚转速 、晶体转速 、热场的大小等对 ΔTH 径向温度梯度 , R 为石英埚半径 , γ为熔体的 Φ125 mm 单晶中氧径向均匀性的影响 , 寻找控制 运动粘滞系数 。 氧径向均匀性的最佳工艺 。 αΔ 3 g TV h (2) kγ 1 　试 　验 k 为熔体的热导率 , h 为熔体高度 , Δ 为轴向温 TV Φ