高电阻率单晶材料的制备方法与流程

本发明涉及半导体材料制备和材料掺杂，特别涉及一种高电阻率单晶材料的制备方法。

背景技术：

1、硅单晶的电阻率与半导体器件有着密切的联系。现阶段，随着光伏发电以及新能源电动汽车领域的崛起，半导体功率器件需求日益旺盛，而这也导致了igbt等功率器件对晶棒电阻率特性要求也越来越高。比如，为了满足产品性能的需求，需要使用高阻低氧衬底单晶，以及具有高电阻率的单晶材料。

2、目前在制备高电阻率的单晶材料时，通常采用的方式是向原料中投放零点几克甚至零点零几克的普通母合金，然后通过控制母合金的重量，以达到所需高电阻率的要求。然而，由于普通母合金的电阻率相对较小，在制备高电阻率的单晶时，所投入的普通母合金的量会非常少，进而导致母合金重量的称量误差较大，而且在投放时的残留或损失也会导致实际投入的母合金的重量具有较大的偏差，进而导致单晶材料的实际打靶电阻率与目标打靶电阻率相差较大，制备出的高电阻率单晶材料的成品率相对较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对以上不足，有必要提出一种高电阻率单晶材料的制备方法，以提高高电阻率单晶材料打靶电阻率的准确性，进而提高高电阻率单晶材料的成品率。

2、本发明提供了一种高电阻率单晶材料的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：制备至少一批高阻值母合金晶片；其中，每一个批母合金晶片中晶片的电阻率偏差均位于预设范围内，且各批母合金晶片的平均电阻率均不小于0.005ω·cm；

4、步骤s2：从制备出的各批母合金晶片中选择一批母合金晶片，并根据所选择的该批母合金晶片的平均电阻率计算拉制单晶材料所需的重量；

5、步骤s3：按照计算出的母合金晶片的重量进行称取，并投入硅熔体中进行单晶材料拉制。

6、优选的，所述步骤s1，具体包括：

7、步骤s11：制备具有不同阻值的高阻值母合金晶棒；

8、步骤s12：针对每种阻值的高阻值母合金晶棒，将该高阻值母合金晶棒处理为母合金晶片；

9、步骤s13：测量每片母合金晶片的电阻率；

10、步骤s14：针对每种阻值的高阻值母合金晶棒得到的母合金晶片，从晶片中挑选出一批电阻率偏差在预设范围内的母合金晶片。

11、优选的，所述步骤s11具体包括：从历史中拉制的高电阻率晶棒中进行截取。

12、优选的，所述步骤s12中，将高阻值母合金晶棒处理为母合金晶片具体包括：

13、步骤s121：将高阻值母合金晶棒切割成预定厚度的母合金粗片；

14、步骤s122：将所述母合金粗片进行抛光处理，得到所述母合金晶片。

15、优选的，所述步骤s121中的预定厚度为：500μm-800μm。

16、优选的，所述步骤s122，具体包括：将所述母合金粗片进行倒角、研磨、腐蚀、ml贴附和ml研磨。

17、优选的，在对母合金粗片进行倒角、研磨、腐蚀、ml贴附和ml研磨时均需先对母合金样片进行清洗。

18、优选的，所述步骤s13中，在测量每片母合金晶片的电阻率时需对母合金晶片进行清洗。

19、优选的，所述步骤s1中，所述电阻率偏差不大于1%。

20、优选的，所述步骤s2中，所选择批次的母合金晶片满足的要求包括：利用该批次母合金晶片进行掺杂时所需的重量不小于1g。

21、由上述技术方案可知，本发明实施例提供的高电阻率单晶材料的制备方法中，先制备至少一批高阻值母合金晶片，其中每一批母合金晶片都达到一定的电阻率值，保证母合金晶片的高阻值，同时每一批母合金晶片中的各晶片的电阻率值都是接近的，电阻率均匀性较高。然后从各批母合金晶片中选择一批母合金晶片作为制备高电阻率单晶材料的掺杂材料，进一步计算所需的母合金晶片的重量，并称取对应重量的母合金晶片投入到硅熔体中进行单晶拉制。由此可见，本方案中所使用的母合金是高阻值母合金，如此对于相同的目标打靶电阻率，采用本方案的方式所需要称量的母合金的重量远大于现有方案中称量的普通母合金的重量，从而降低了母合金称量所产生的误差。而且由于称量的母合金变多，从而在投入到硅熔体中时产生的损失对拉制出的单晶材料的电阻率影响较小，从而能够使得拉制出的单晶材料的实际电阻率与目标打靶电阻率相比准确性更高。此外，本方案所采用的母合金晶片的电阻率偏差较小，即母合金的电阻率更加均匀、接近，从而进一步提高了拉制出的单晶材料的电阻率准确性，从而也使得单晶材料的具有更高的一致性和可靠性。

技术特征：

1.一种高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1，具体包括：

3.根据权利要求2所述的高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s11具体包括：从历史中拉制的高电阻率晶棒中进行截取。

4.根据权利要求2所述的高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s12中，将高阻值母合金晶棒处理为母合金晶片具体包括：

5.根据权利要求4所述的高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s121中的预定厚度为：500μm-800μm。

6.根据权利要求4所述的高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s122，具体包括：将所述母合金粗片进行倒角、研磨、腐蚀、ml贴附和ml研磨。

7.根据权利要求6所述的高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，在对母合金粗片进行倒角、研磨、腐蚀、ml贴附和ml研磨时均需先对母合金样片进行清洗。

8.根据权利要求2所述的高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s13中，在测量每片母合金晶片的电阻率时需对母合金晶片进行清洗。

9.根据权利要求1所述的高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述电阻率偏差不大于1%。

10.根据权利要求1所述的高电阻率单晶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所选择批次的母合金晶片满足的要求包括：利用该批次母合金晶片进行掺杂时所需的重量不小于1g。

技术总结本发明提供了一种高电阻率单晶材料的制备方法，涉及半导体材料制备和材料掺杂技术领域，包括以下步骤：步骤S1：制备至少一批高阻值母合金晶片；其中，每一个批母合金晶片中晶片的电阻率偏差均位于预设范围内，且各批母合金晶片的平均电阻率均不小于0.005Ω·cm；步骤S2：从制备出的各批母合金晶片中选择一批母合金晶片，并根据所选择的该批母合金晶片的平均电阻率计算拉制单晶材料所需的重量；步骤S3：按照计算出的母合金晶片的重量进行称取，并投入硅熔体中进行单晶材料拉制。本方案能够提高高电阻率单晶材料打靶电阻率的准确性，进而提高高电阻率单晶材料的成品率。技术研发人员：王忠保,芮阳,王黎光,赵娜,马成,赵延祥,白玉,程博受保护的技术使用者：宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16