云 娜，庞炳远

(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220)

区熔法又称FZ法，即悬浮区熔法。区熔法是利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区，再熔接单晶籽晶，调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动，通过整根棒料，生长成一根单晶。区熔硅单晶可应用于IGBT、MEMS、高效图像传感器和高效太阳能制造等领域。随着器件技术的快速发展，大尺寸、高品质的区熔硅单晶成为技术发展的新要求。为降低器件的成本，区熔硅单晶的尺寸要求更大，从而使得其生长设备区熔硅单晶炉的尺寸增大，具有多流场、多相变的硅单晶生长环境空间也随之增大，建立生长模型变得更加困难。随着器件性能的不断提高，对区熔硅单晶的杂质及缺陷分布、电物理参数等都提出了更加严苛的要求，使得实现这些目标的控制方法变得越发困难。本文从生长机理与模型建立两方面对区熔硅单晶生长过程进行了综述，并提出了相应的研究思路和方法。

1 区熔硅单晶生长过程描述和基本特征

区熔硅单晶是在高温 (1 412℃)、惰性气体(Ar)环境中将高纯度多晶硅原料熔化，再经过引晶、缩颈、放肩、等径、收尾等生产工艺过程，将多晶硅生长成为具有一定原子排列周期并可延续的单晶体，其生长过程如图1所示。

图1 区熔法硅单晶生长过程

区熔法是在高温、氩气气氛和热场、电磁场及流场等多场相互作用的环境中，在硅熔体的固液界面中产生一定过冷度，使结晶的硅原子沿籽晶方向形成具有确定原子排序的单晶体。……