CZ单晶硅生产中吊肩后掺硼磷母合金掺杂方法 专利领域
本发明涉及的是一种CZ单晶硅生产中吊肩后掺硼磷母合金掺杂方法。
背景技术
现有相关技术状况和存在的问题是：在单晶硅的生产过程中，为了得到准确的电阻率分布，往往采用化料后吊肩测电阻率，之后根据电阻率的具体情况决定掺硼磷母合金的重量。而目前CZ单晶硅生产过程中，尚没有快捷方便的掺杂对照表格和计算方式，这给单晶生产过程带来很多不便。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可使单晶硅操作人员便捷、快速的完成电阻率掺杂工作的CZ单晶硅生产中吊肩后掺硼磷母合金掺杂方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，当单晶硅操作人员生产时，根据实际情况，找到对应的投料量、母合金电阻率、对应的极性、吊肩电阻率和目标电阻率，通过所附的图中，找出对应图中的重量，即为需要掺杂的重量，并使单晶硅操作人员便捷、快速的完成电阻率掺杂工作。
本发明所述的图中也可以用以下公式来代替：即当单晶硅操作人员生产时，根据实际情况，找到对应的投料量、母合金电阻率、对应的极性、吊肩电阻率和目标电阻率，通过如下公式，计算出需要掺杂的重量，并使单晶硅操作人员便捷、快速的完成电阻率掺杂工作；
掺硼硅单晶电阻率与掺杂剂浓度关系公式：(GB-T 13389-1992)
NP=1.33X1016ρ+1.082X1017ρ[1+(54.56ρ)1.105]]]>公式①，
其中ρ----电阻率，Ω·cm，
NP----掺杂剂浓度，cm3；
掺磷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度关系公式：(GB-T 13389-1992)
NN=6.242X1018ρX10z]]>公式②，
其中其中ρ----电阻率，Ω·cm，
NN----掺杂剂浓度，cm3，
其中公式③，
其中x＝10η10ρ，A0＝-3.1083，A1＝-3.262，A2＝-1.2196A3＝-0.13923，B1＝1.0265，B2＝0.38755，B3＝0.04183；
如果掺N型(磷)掺杂剂，则有需掺母合金重量
其中PT是单晶头部目标电阻率对应的磷浓度，
PS是单晶头部实际电阻率对应的磷浓度，
WT是单晶每炉投料量，
NNM是掺磷母合金对应的磷浓度，
如果掺P型(硼)掺杂剂，则需掺母合金重量
其中PT是单晶头部目标电阻率对应的硼浓度，
PS是单晶头部实际电阻率对应的硼浓度，
WT是单晶每炉投料量，
NPM是掺硼母合金对应的硼浓度；
等效K值：
P型其中NP，NN为相同电阻率下硼与磷的浓度；
N型其中NN，NP为相同电阻率下磷与硼的浓度。
本发明以GB-T 13389-1992掺硼掺磷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度换算规程为应用基础，通过EXCEL完成公式的计算，得到图表，并使操作人员可以方便地得到需要掺杂的重量，使单晶硅操作人员便捷、快速的完成电阻率掺杂工作。
【附图说明】
图1是吊肩料电阻率示意图。
【具体实施方式】
下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：
本专利通过对室温下硼磷掺杂技术的研究，开发出全自动运算表格，见图1所示，仅需要使用者将单晶的投料量、吊肩的电阻率、母合金的等效电阻率、晶棒头部目标电阻率的情况输入表格中，就可以计算出需要加入母合金的重量。或通过同时配合专利：单晶硅精确掺杂剂的生产工艺，使单晶硅操作人员便捷、快速的完成电阻率掺杂工作。
首先将所拥有的母合金的电阻率、工艺生产需要的硅棒的头部目标电阻率、每炉投料量输入到图1中，将其打印出来。当单晶操作人员生产时，根据实际情况，找到对应的投料量、母合金电阻率、对应的极性、吊肩电阻率和目标电阻率，之后找出对应图1中的重量，即为需要掺杂的重量。
实施例1，比如投产62千克的硅材料，融料后吊肩电阻率为N型，1.8Ω·CM，生产单晶硅的头部目标电阻率为P型，1.8Ω·CM。则按照表格“母合金掺杂公式”计算得出需要掺P型电阻率为0.0065Ω·CM的母合金58.4克。或者可以按照表格“母合金掺杂表格”，查出N型，9999Ω·CM的吊肩电阻率到目标电阻率N型1.8Ω·CM的母合金的重量W1，之后查处目标电阻率为P型1.8Ω·CM，而吊肩是P型，9999Ω·CM，需要加入地母合金重量是W2，查表得：W1的重量是53.4克，对应的N型的等效K值是0.27527，W2的重量是43.7克。则最终需要投入P型，电阻率为0.0065Ω·CM的母合金的重量＝0.27527*53.4+43.7＝58.4克。这与代入表格“母合金掺杂公式”计算得出数据一致。利用这个方法，即使单晶操作人员不使用电脑，也可以轻松的计算出这种掺杂重量。
本发明也可以将所附的图1用如下公式进行代替，计算出需要掺杂的重量，并使单晶硅操作人员便捷、快速的完成电阻率掺杂工作；
一、掺硼硅单晶电阻率与掺杂剂浓度关系公式：(GB-T 13389-1992)
NP=1.33X1016ρ+1.082X1017ρ[1+(54.56ρ)1.105]]]>公式①，
其中ρ----电阻率，Ω·cm，
NP----掺杂剂浓度，cm3；
二、掺磷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度关系公式：(GB-T 13389-1992)
NN=6.242X1018ρX10z]]>公式②，
其中ρ----电阻率，Ω·cm，
NN----掺杂剂浓度，cm3，
其中公式③，
其中x＝10η10ρ，A0＝-3.1083，A1＝-3.262，A2＝-1.2196，A3＝-0.13923，
B1＝1.0265，B2＝0.38755，B3＝0.04183；
1、如果掺N型(磷)掺杂剂，则有需掺母合金重量
其中PT是单晶头部目标电阻率对应的磷浓度，
PS是单晶头部实际电阻率对应的磷浓度，
WT是单晶每炉投料量，
NNM是掺磷母合金对应的磷浓度；
2、如果掺P型(硼)掺杂剂，则需掺母合金重量
其中PT是单晶头部目标电阻率对应的硼浓度，
PS是单晶头部实际电阻率对应的硼浓度，
WT是单晶每炉投料量，
NPM是掺硼母合金对应的硼浓度；
三、等效K值：
1、P型其中NP，NN为相同电阻率下硼与磷的浓度；
2、N型其中NN，NP为相同电阻率下磷与硼的浓度。