單晶硅過刻怎么辦

【專家解說】：單晶硅的生產(chǎn)過程 　一、單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。熔融的單質(zhì)硅在凝固時(shí)硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來便結(jié)晶成單晶硅?！　尉Ч璋羰巧a(chǎn)單晶硅片的原材料，隨著國內(nèi)和國際市場對(duì)單晶硅片需求量的快速增加，單晶硅棒的市場需求也呈快速增長的趨勢(shì)。　　單晶硅圓片按其直徑分為6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直徑越大的圓片，所能刻制的集成電路越多，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片對(duì)材料和技術(shù)的要求也越高。單晶硅按晶體生長方法的不同，分為直拉法（CZ）、區(qū)熔法（FZ）和外延法。直拉法、區(qū)熔法生長單晶硅棒材，外延法生長單晶硅薄膜。直拉法生長的單晶硅主要用于半導(dǎo)體集成電路、二極管、外延片襯底、太陽能電池。目前晶體直徑可控制在Φ3~8英寸。區(qū)熔法單晶主要用于高壓大功率可控整流器件領(lǐng)域，廣泛用于大功率輸變電、電力機(jī)車、整流、變頻、機(jī)電一體化、節(jié)能燈、電視機(jī)等系列產(chǎn)品。目前晶體直徑可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成電路領(lǐng)域?！　∮捎诔杀竞托阅艿脑?，直拉法（CZ）單晶硅材料應(yīng)用最廣。在IC工業(yè)中所用的材料主要是CZ拋光片和外延片。存儲(chǔ)器電路通常使用CZ拋光片，因成本較低。邏輯電路一般使用價(jià)格較高的外延片，因其在IC制造中有更好的適用性并具有消除Latch－up的能力?！　尉Ч枰卜Q硅單晶，是電子信息材料中最基礎(chǔ)性材料，屬半導(dǎo)體材料類。單晶硅已滲透到國民經(jīng)濟(jì)和國防科技中各個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)今全球超過2000億美元的電子通信半導(dǎo)體市場中95%以上的半導(dǎo)體器件及99%以上的集成電路用硅?！　《?、硅片直徑越大，技術(shù)要求越高，越有市場前景，價(jià)值也就越高?！　∪毡?、美國和德國是主要的硅材料生產(chǎn)國。中國硅材料工業(yè)與日本同時(shí)起步，但總體而言，生產(chǎn)技術(shù)水平仍然相對(duì)較低，而且大部分為2.5、3、4、5英寸硅錠和小直徑硅片。中國消耗的大部分集成電路及其硅片仍然依賴進(jìn)口。但我國科技人員正迎頭趕上，于1998年成功地制造出了12英寸單晶硅，標(biāo)志著我國單晶硅生產(chǎn)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期?！　∧壳埃澜鐔尉Ч璧漠a(chǎn)能為1萬噸/年，年消耗量約為6000噸～7000噸。未來幾年中，世界單晶硅材料發(fā)展將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)?！　尉Ч璁a(chǎn)品向300mm過渡，大直徑化趨勢(shì)明顯：　　隨著半導(dǎo)體材料技術(shù)的發(fā)展，對(duì)硅片的規(guī)格和質(zhì)量也提出更高的要求，適合微細(xì)加工的大直徑硅片在市場中的需求比例將日益加大。目前，硅片主流產(chǎn)品是200mm，逐漸向300mm過渡，研制水平達(dá)到400mm～450mm。據(jù)統(tǒng)計(jì)，200mm硅片的全球用量占60%左右，150mm占20%左右，其余占20%左右。根據(jù)最新的《國際半導(dǎo)體技術(shù)指南（ITRS）》，300mm硅片之后下一代產(chǎn)品的直徑為450mm；450mm硅片是未來22納米線寬64G集成電路的襯底材料，將直接影響計(jì)算機(jī)的速度、成本，并決定計(jì)算機(jī)中央處理單元的集成度?！　artner發(fā)布的對(duì)硅片需求的5年預(yù)測表明，全球300mm硅片將從2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韓等國家都已經(jīng)在1999年開始逐步擴(kuò)大300mm硅片產(chǎn)量。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球目前已建、在建和計(jì)劃建的300mm硅器件生產(chǎn)線約有40余條，主要分布在美國和我國臺(tái)灣等，僅我國臺(tái)灣就有20多條生產(chǎn)線，其次是日、韓、新及歐洲?！　∈澜绨雽?dǎo)體設(shè)備及材料協(xié)會(huì)（SEMI）的調(diào)查顯示，2004年和2005年，在所有的硅片生產(chǎn)設(shè)備中，投資在300mm生產(chǎn)線上的比例將分別為55%和62%，投資額也分別達(dá)到130.3億美元和184.1億美元，發(fā)展十分迅猛。而在1996年時(shí)，這一比重還僅僅是零　　2、硅材料工業(yè)發(fā)展日趨國際化，集團(tuán)化，生產(chǎn)高度集中：　　研發(fā)及建廠成本的日漸增高，加上現(xiàn)有行銷與品牌的優(yōu)勢(shì)，使得硅材料產(chǎn)業(yè)形成“大者恒大”的局面，少數(shù)集約化的大型集團(tuán)公司壟斷材料市場。上世紀(jì)90年代末，日本、德國和韓國（主要是日、德兩國）資本控制的8大硅片公司的銷量占世界硅片銷量的90%以上。根據(jù)SEMI提供的2002年世界硅材料生產(chǎn)商的市場份額顯示，Shinetsu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市場總額的比重達(dá)到89%，壟斷地位已經(jīng)形成?！　?、硅基材料成為硅材料工業(yè)發(fā)展的重要方向：　　隨著光電子和通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硅基材料成為硅材料工業(yè)發(fā)展的重要方向。硅基材料是在常規(guī)硅材料上制作的，是常規(guī)硅材料的發(fā)展和延續(xù)，其器件工藝與硅工藝相容。主要的硅基材料包括SOI（絕緣體上硅）、GeSi和應(yīng)力硅。目前SOI技術(shù)已開始在世界上被廣泛使用，SOI材料約占整個(gè)半導(dǎo)體材料市場的30%左右，預(yù)計(jì)到2010年將占到50%左右的市場。Soitec公司（世界最大的SOI生產(chǎn)商）的2000年～2010年SOI市場預(yù)測以及2005年各尺寸SOI硅片比重預(yù)測了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。　　4、硅片制造技術(shù)進(jìn)一步升級(jí)：　　目前世界普遍采用先進(jìn)的切、磨、拋和潔凈封裝工藝，使制片技術(shù)取得明顯進(jìn)展。在日本，Φ200mm硅片已有50%采用線切割機(jī)進(jìn)行切片，不但能提高硅片質(zhì)量，而且可使切割損失減少10%。日本大型半導(dǎo)體廠家已經(jīng)向300mm硅片轉(zhuǎn)型，并向0.13μm以下的微細(xì)化發(fā)展。另外，最新尖端技術(shù)的導(dǎo)入，SOI等高功能晶片的試制開發(fā)也進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。對(duì)此，硅片生產(chǎn)廠家也增加了對(duì)300mm硅片的設(shè)備投資，針對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)則的進(jìn)一步微細(xì)化，還開發(fā)了高平坦度硅片和無缺陷硅片等，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)?！　∪?、硅是地殼中賦存最高的固態(tài)元素，其含量為地殼的四分之一，但在自然界不存在單體硅，多呈氧化物或硅酸鹽狀態(tài)。硅的原子價(jià)主要為4價(jià)，其次為2價(jià)；在常溫下它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于單一的強(qiáng)酸，易溶于堿；在高溫下化學(xué)性質(zhì)活潑，能與許多元素化合?！　∮捎诠璧慕麕挾群碗娮舆w移率適中，硅器件的最高工作溫度能達(dá)250℃，其制作的微波功率器件的工作頻率可以達(dá)到C波段（5GHZ）。在硅的表面能形成牢固致密的SiO2膜，此膜能充當(dāng)電容的電介質(zhì)、擴(kuò)散的隔離層、器件表面的保護(hù)層，隨著平面工藝與光刻技術(shù)的問世而促進(jìn)了硅的超大規(guī)模集成電路的發(fā)展。硅材料資源豐富，又是無毒的單質(zhì)半導(dǎo)體材料，較易制作大直徑無位錯(cuò)低微缺陷單晶。晶體力學(xué)性能優(yōu)越，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體硅材料成為電子材料中的第一大主體功能材料，并在今后較長時(shí)間內(nèi)仍將成為半導(dǎo)體的主體材料?！　《嗑Ч璨牧鲜且怨I(yè)硅為原料經(jīng)一系列的物理化學(xué)反應(yīng)提純后達(dá)到一定純度的電子材料，是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中的一個(gè)極為重要的中間產(chǎn)品，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅制品的主要原料，是信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)的原材料?！　《嗑Ч璁a(chǎn)品分類:　　多晶硅按純度分類可以分為冶金級(jí)（工業(yè)硅）、太陽能級(jí)、電子級(jí)?！　?、冶金級(jí)硅（MG）：是硅的氧化物在電弧爐中被碳還原而成。一般含Si為90-95%以上，高達(dá)99.8%以上。　　2、太陽級(jí)硅(SG)：純度介于冶金級(jí)硅與電子級(jí)硅之間，至今未有明確界定。一般認(rèn)為含Si在99.99%–99.9999%（4～6個(gè)9）?！　?、電子級(jí)硅（EG）：一般要求含Si>99.9999%以上，超高純達(dá)到99.9999999%～99.999999999%（9～11個(gè)9）。其導(dǎo)電性介于10-4–1010歐厘米?！　《嗑Ч钁?yīng)用領(lǐng)域：　　多晶硅是半導(dǎo)體工業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、太陽能光伏電池產(chǎn)業(yè)的最主要、最基礎(chǔ)的功能性材料。主要用做半導(dǎo)體的原料，是制做單晶硅的主要原料，可作各種晶體管、整流二極管、可控硅、太陽能電池、集成電路、電子計(jì)算機(jī)芯片以及紅外探測器等?！　《嗑Ч枋侵苽鋯尉Ч璧奈ㄒ辉虾蜕a(chǎn)太陽能電池的原料。隨著近幾年我國單晶硅產(chǎn)量以年均26%的速度增長，多晶硅的需求量與日俱增，目前供應(yīng)日趨緊張。我國2000年產(chǎn)單晶硅459噸，2003年增加到1191噸，預(yù)計(jì)2005年產(chǎn)量將達(dá)1700噸，消耗多晶硅2720噸。從單晶硅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，太陽電池用單晶硅產(chǎn)量增長最快，2000年產(chǎn)量207噸，2003年為696噸。預(yù)計(jì)2005年將達(dá)到1000噸，約需多晶硅1590噸，而國內(nèi)2004年僅生產(chǎn)多晶硅57.7噸，絕大部分需要進(jìn)口?！　∥覈饕奶柲茈姵貜S有5~6家，最大的無錫尚德太陽能電力有限公司2004年產(chǎn)量約為50MW，2005年計(jì)劃生產(chǎn)100MW，如果完成計(jì)劃，則約需多晶硅1300噸以上。僅此一家企業(yè)，就要2家千噸級(jí)多晶硅廠為其供貨，才能滿足生產(chǎn)需要?！　膰H市場看，國際市場多晶硅需求量在以每年10－12%的速度增長，按此增長速度預(yù)測，2005年全球多晶硅需求量將達(dá)27000噸，2010年將達(dá)60000噸，缺口很大。亞太地區(qū)特別是日本、臺(tái)灣、新加坡、韓國等地，都是多晶硅的主要需求地。　　多晶硅生產(chǎn)技術(shù)：　　多晶硅生產(chǎn)技術(shù)主要有：改良西門子法、硅烷法和流化床法。正在研發(fā)的還有冶金法、氣液沉積法、重?fù)焦鑿U料法等制造低成本多晶硅的新工藝?！　∈澜缟?5％的多晶硅是采用改良西門子法生產(chǎn)的，其余方法生產(chǎn)的多晶硅僅占15％。以下僅介紹改良西門子法生產(chǎn)工藝。　　西門子法（三氯氫硅還原法）是以HCl（或Cl2、H2）和冶金級(jí)工業(yè)硅為原料，將粗硅（工業(yè)硅）粉與HCl在高溫下合成為SiHCl3，然后對(duì)SiHCl3進(jìn)行化學(xué)精制提純，接著對(duì)SiHCL3進(jìn)行多級(jí)精餾，使其純度達(dá)到9個(gè)9以上，其中金屬雜質(zhì)總含量應(yīng)降到0.1ppba以下，最后在還原爐中在1050℃的硅芯上用超高純的氫氣對(duì)SiHCL3進(jìn)行還原而長成高純多晶硅棒。　　多晶硅副產(chǎn)品：　　多晶硅生產(chǎn)過程中將有大量的廢水、廢液排出，如：生產(chǎn)1000噸多晶硅將有三氯氫硅3500噸、四氯化硅4500噸廢液產(chǎn)生，未經(jīng)處理回收的三氯氫硅和四氯化硅是一種有毒有害液體。對(duì)多晶硅副產(chǎn)物三氯氫硅、四氯化硅經(jīng)過多級(jí)精餾提純等化學(xué)處理，可生成白炭黑、氯化鈣以及用于光纖預(yù)制棒的高純（6N）四氯化硅?！　∷摹⒐桢V的拉制，目前主要有以下幾種方法：　　*直拉法　　即切克老斯基法（Czochralski:Cz),直拉法是用的最多的一種晶體生長技術(shù)。直拉法基本原理和基本過程如下：　　1.引晶：通過電阻加熱，將裝在石英坩堝中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔點(diǎn)的溫度，將籽晶浸入熔體，然后以一定速度向上提拉籽晶并同時(shí)旋轉(zhuǎn)引出晶體；　　2.縮頸：生長一定長度的縮小的細(xì)長頸的晶體，以防止籽晶中的位錯(cuò)延伸到晶體中；　　放肩：將晶體控制到所需直徑；　　3.等徑生長：根據(jù)熔體和單晶爐情況，控制晶體等徑生長到所需長度；　　4.收尾：直徑逐漸縮小，離開熔體；　　5.降溫：降級(jí)溫度，取出晶體，待后續(xù)加工　　6.最大生長速度：晶體生長最大速度與晶體中的縱向溫度梯度、晶體的熱導(dǎo)率、晶體密度等有關(guān)。提高晶體中的溫度梯度，可以提高晶體生長速度；但溫度梯度太大，將在晶體中產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致位錯(cuò)等晶體缺陷的形成，甚至?xí)咕w產(chǎn)生裂紋。為了降低位錯(cuò)密度，晶體實(shí)際生長速度往往低于最大生長速度?！　?.熔體中的對(duì)流：相互相反旋轉(zhuǎn)的晶體（順時(shí)針）和坩堝所產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流是由離心力和向心力、最終由熔體表面張力梯度所驅(qū)動(dòng)的。所生長的晶體的直徑越大（坩鍋越大），對(duì)流就越強(qiáng)烈，會(huì)造成熔體中溫度波動(dòng)和晶體局部回熔，從而導(dǎo)致晶體中的雜質(zhì)分布不均勻等?！　?shí)際生產(chǎn)中，晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度一般比坩鍋快1-3倍，晶體和坩鍋彼此的相互反向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致熔體中心區(qū)與外圍區(qū)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有利于在固液界面下方形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，有利于晶體穩(wěn)定生長。　　8.生長界面形狀（固液界面）：固液界面形狀對(duì)單晶均勻性、完整性有重要影響，正常情況下，固液界面的宏觀形狀應(yīng)該與熱場所確定的熔體等溫面相吻合。在引晶、放肩階段，固液界面凸向熔體，單晶等徑生長后，界面先變平后再凹向熔體。通過調(diào)整拉晶速度，晶體轉(zhuǎn)動(dòng)和坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)速度就可以調(diào)整固液界面形狀?！　?.連續(xù)生長技術(shù)：為了提高生產(chǎn)率，節(jié)約石英坩堝（在晶體生產(chǎn)成本中占相當(dāng)比例），發(fā)展了連續(xù)直拉生長技術(shù)，主要是重新裝料和連續(xù)加料兩中技術(shù)：　　-重新加料直拉生長技術(shù)：可節(jié)約大量時(shí)間（生長完畢后的降溫、開爐、裝爐等），一個(gè)坩堝可用多次。　　-連續(xù)加料直拉生長技術(shù)：除了具有重新裝料的優(yōu)點(diǎn)外，還可保持整個(gè)生長過程中熔體的體積恒定，提高基本穩(wěn)定的生長條件，因而可得到電阻率縱向分布均勻的單晶。連續(xù)加料直拉生長技術(shù)有兩種加料法：連續(xù)固體送料和連續(xù)液體送料法?！　?0.液體覆蓋直拉技術(shù)：是對(duì)直拉法的一個(gè)重大改進(jìn)，用此法可以制備多種含有揮發(fā)性組元的化合物半導(dǎo)體單晶。主要原理：用一種惰性液體（覆蓋劑）覆蓋被拉制材料的熔體，在晶體生長室內(nèi)充入惰性氣體，使其壓力大于熔體的分解壓力，以抑制熔體中揮發(fā)性組元的蒸發(fā)損失，這樣就可按通常的直拉技術(shù)進(jìn)行單晶生長。　　*懸浮區(qū)熔法：　　主要用于提純和生長硅單晶；其基本原理是：依靠熔體的表面張力，使熔區(qū)懸浮于多晶硅棒與下方生長出的單晶之間，通過熔區(qū)向上移動(dòng)而進(jìn)行提純和生長單晶。具有如下特點(diǎn)：　　1.不使用坩堝，單晶生長過程不會(huì)被坩堝材料污染　　2.由于雜質(zhì)分凝和蒸發(fā)效應(yīng)，可以生長出高電阻率硅單晶　　*多晶硅澆注法　　用于制備多晶硅太陽電池所用的硅原片，它是一種定向凝固法，晶體呈現(xiàn)片狀生長過程和結(jié)構(gòu)?！　∥?、直拉法：直拉法即切克老斯基法（Czochralski:Cz),直拉法是半導(dǎo)體單晶生長用的最多的一種晶體生長技術(shù)?！　≈崩▎尉Ч韫に囘^程　　－引晶：通過電阻加熱，將裝在石英坩堝中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔點(diǎn)的溫度，將籽晶浸入熔體，然后以一定速度向上提拉籽晶并同時(shí)旋轉(zhuǎn)引出晶體；　?。s頸：生長一定長度的縮小的細(xì)長頸的晶體，以防止籽晶中的位錯(cuò)延伸到晶體中；　　－放肩：將晶體控制到所需直徑；　?。葟缴L：根據(jù)熔體和單晶爐情況，控制晶體等徑生長到所需長度；　?。瘴玻褐睆街饾u縮小，離開熔體；　?。禍兀航档诇囟龋〕鼍w，待后續(xù)加工　　直拉法－幾個(gè)基本問題　　最大生長速度　　晶體生長最大速度與晶體中的縱向溫度梯度、晶體的熱導(dǎo)率、晶體密度等有關(guān)。提高晶體中的溫度梯度，可以提高晶體生長速度；但溫度梯度太大，將在晶體中產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致位錯(cuò)等晶體缺陷的形成，甚至?xí)咕w產(chǎn)生裂紋。為了降低位錯(cuò)密度，晶體實(shí)際生長速度往往低于最大生長速度?！　∪垠w中的對(duì)流　　相互相反旋轉(zhuǎn)的晶體（順時(shí)針）和坩堝所產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流是由離心力和向心力、最終由熔體表面張力梯度所驅(qū)動(dòng)的。所生長的晶體的直徑越大（坩鍋越大），對(duì)流就越強(qiáng)烈，會(huì)造成熔體中溫度波動(dòng)和晶體局部回熔，從而導(dǎo)致晶體中的雜質(zhì)分布不均勻等。實(shí)際生產(chǎn)中，晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度一般比坩鍋快1-3倍，晶體和坩鍋彼此的相互反向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致熔體中心區(qū)與外圍區(qū)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有利于在固液界面下方形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，有利于晶體穩(wěn)定生長?！　∩L界面形狀（固液界面）　　固液界面形狀對(duì)單晶均勻性、完整性有重要影響，正常情況下，固液界面的宏觀形狀應(yīng)該與熱場所確定的熔體等溫面相吻合。在引晶、放肩階段，固液界面凸向熔體，單晶等徑生長后，界面先變平后再凹向熔體。通過調(diào)整拉晶速度，晶體轉(zhuǎn)動(dòng)和坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)速度就可以調(diào)整固液界面形狀?！　∩L過程中各階段生長條件的差異　　直拉法的引晶階段的熔體高度最高，裸露坩堝壁的高度最小，在晶體生長過程直到收尾階段，裸露坩堝壁的高度不斷增大，這樣造成生長條件不斷變化（熔體的對(duì)流、熱傳輸、固液界面形狀等），即整個(gè)晶錠從頭到尾經(jīng)歷不同的熱歷史：頭部受熱時(shí)間最長，尾部最短，這樣會(huì)造成晶體軸向、徑向雜質(zhì)分布不均勻?！　≈崩ǎ夹g(shù)改進(jìn)：　　一，磁控直拉技術(shù)　　1，在直拉法中，氧含量及其分布是非常重要而又難于控制的參數(shù)，主要是熔體中的熱對(duì)流加劇了熔融硅與石英坩鍋的作用，即坩鍋中的O2,、B、Al等雜質(zhì)易于進(jìn)入熔體和晶體。熱對(duì)流還會(huì)引起熔體中的溫度波動(dòng)，導(dǎo)致晶體中形成雜質(zhì)條紋和旋渦缺陷?！　?，半導(dǎo)體熔體都是良導(dǎo)體，對(duì)熔體施加磁場，熔體會(huì)受到與其運(yùn)動(dòng)方向相反的洛倫茲力作用，可以阻礙熔體中的對(duì)流，這相當(dāng)于增大了熔體中的粘滯性。在生產(chǎn)中通常采用水平磁場、垂直磁場等技術(shù)?！　?，磁控直拉技術(shù)與直拉法相比所具有的優(yōu)點(diǎn)在于：　　減少了熔體中的溫度波度。一般直拉法中固液界面附近熔體中的溫度波動(dòng)達(dá)10C以上，而施加0.2T的磁場，其溫度波動(dòng)小于1℃。這樣可明顯提高晶體中雜質(zhì)分布的均勻性，晶體的徑向電阻分布均勻性也可以得到提高；降低了單晶中的缺陷密度；減少了雜質(zhì)的進(jìn)入，提高了晶體的純度。這是由于在磁場作用下，熔融硅與坩鍋的作用減弱，使坩鍋中的雜質(zhì)較少進(jìn)入熔體和晶體。將磁場強(qiáng)度與晶體轉(zhuǎn)動(dòng)、坩鍋轉(zhuǎn)動(dòng)等工藝參數(shù)結(jié)合起來，可有效控制晶體中氧濃度的變化；由于磁粘滯性，使擴(kuò)散層厚度增大，可提高雜質(zhì)縱向分布均勻性；有利于提高生產(chǎn)率。采用磁控直拉技術(shù)，如用水平磁場，當(dāng)生長速度為一般直拉法兩倍時(shí)，仍可得到質(zhì)量較高的晶體?！　?，磁控直拉技術(shù)主要用于制造電荷耦合（CCD）器件和一些功率器件的硅單晶。也可用于GaAs、GaSb等化合物半導(dǎo)體單晶的生長?！　∵B續(xù)生長技術(shù)　　為了提高生產(chǎn)率，節(jié)約石英坩堝（在晶體生產(chǎn)成本中占相當(dāng)比例），發(fā)展了連續(xù)直拉生長技術(shù)，主要是重新裝料和連續(xù)加料兩中技術(shù)：　　1，重新加料直拉生長技術(shù)：可節(jié)約大量時(shí)間（生長完畢后的降溫、開爐、裝爐等），一個(gè)坩堝可用多次。　　2，連續(xù)加料直拉生長技術(shù)：除了具有重新裝料的優(yōu)點(diǎn)外，還可保持整個(gè)生長過程中熔體的體積恒定，提高基本穩(wěn)定的生長條件，因而可得到電阻率縱向分布均勻的單晶。連續(xù)加料直拉生長技術(shù)有兩種加料法：連續(xù)固體送料和連續(xù)液體送料法?！　∫后w覆蓋直拉技術(shù)：是對(duì)直拉法的一個(gè)重大改進(jìn)，用此法可以制備多種含有揮發(fā)性組元的化合物半導(dǎo)體單晶?！　≈饕恚河靡环N惰性液體（覆蓋劑）覆蓋被拉制材料的熔體，在晶體生長室內(nèi)充入惰性氣體，使其壓力大于熔體的分解壓力，以抑制熔體中揮發(fā)性組元的蒸發(fā)損失，這樣就可按通常的直拉技術(shù)進(jìn)行單晶生長?！　?duì)惰性液體（覆蓋劑）的要求：-密度小于所拉制的材料，既能浮在熔體表面之上；對(duì)熔體和坩堝在化學(xué)上必須是惰性的，也不能與熔體混合，但要能浸云晶體和坩堝；熔點(diǎn)要低于被拉制的材料且蒸氣壓很低；-有較高的純度，熔融狀態(tài)下透明?！　V泛使用的覆蓋劑為B2O3:密度1.8g/cm3，軟化溫度450C，在1300C時(shí)蒸氣壓僅為13Pa，透明性好，粘滯性也好。此種技術(shù)可用于生長GaAs、InP、GaP、GaSb和InAs等單晶?！　腋^(qū)熔法：主要用于提純和生長硅單晶；　　基本原理：依靠熔體的表面張力，使熔區(qū)懸浮于多晶硅棒與下方生長出的單晶之間，通過熔區(qū)向上移動(dòng)而進(jìn)行提純和生長單晶。不使用坩堝，單晶生長過程不會(huì)被坩堝材料污染，由于雜質(zhì)分凝和蒸發(fā)效應(yīng)，可以生長出高電阻率硅單晶。