单晶棒氧施主对电阻率的影响及异常棒划线江苏阳光晶源科科技有限公司技术部2010年8月26日P型单晶
圆棒截面电阻率现象描述1.截面电阻率较多呈现中心高四周低的现象。2.个别圆棒截面出现中心反型（N型）边缘P型现象。3.
高阻（大于目标电阻率）以及反型现象较多出现在单晶棒头部。氧施主产生原理1、氧的由来：氧主要是在晶体生长可程中,由于晶转、
埚转、熔体中热对流等因素导致将坩埚中氧带入熔体中，再通过晶体生长进入晶体中。SiO2+Si=2SiO2、氧施主产生过程以及对
电阻率的影响：在晶体降温过程中，原来以间隙形式存在的氧（不显电活性）在450℃左右会聚集产生显电活性的SiO42-，提供电
子成为施主，称为氧施主现象。3、氧施主与掺杂剂硼结合产生硼氧复合体：SiO42-+B+=BSiO4-从而降低受主杂质B+含量
，使晶体P型电阻率升高，当SiO42-数目较多，甚至导致晶体反型成为N型。氧施主的消除:退火退火原理：晶体在550℃时
氧施主SiO42-开始分解，因此将晶体（或硅片）升温至650℃并恒温半小时后迅速冷却，快速跳过450℃可消除SiO42-施主作用，
即退火。退火后氧重新以间歇氧形式存在，不再提供电子，电阻率不再受其影响，而由主要载流子硼的浓度以及分布决定，恢复正常值。
头部电阻率易高甚至反型的原因1、晶体头部氧高：由于氧的分凝系数大于1，所以晶体中的氧是呈线性下降的（其变化曲线还受拉晶过程中，
坩埚中的氧不断析出、液面不断挥发影响）。氧含量高，容易聚集产生氧施主。2、受晶体生长特性影响，刚开始时，晶体凸向下生长，中间先生
长、边缘后生长，所以受分凝系数影响，中间的氧含量高于四周。3、由于晶体头部在450℃停留时间较长，头部更容易产生氧施主作用，导致
电阻率升高或者反型。4、同时头部硼含量低，被氧施主相对补偿度大，易导致电阻率升高甚至反型。5、同规格尺寸的石英坩，拉制单晶越大
，其氧挥发量小，受氧施主影响更大。电阻率异常圆棒的处理建议1、电阻率异常的处理依据：氧施主引起的电阻率异常，可
以在电池生产线的扩散等工序中退火恢复到正常，不影响其使用。单晶表面受氧施主影响不大，电阻率一般在目标以内。2、对于P型单晶圆棒
电阻率异常的判断建议：截面高阻（>6Ω.cm)，中心N型边缘P型，表面电阻率正常。——氧施主现象，属正常现象可以不作反馈，当正
常品处理。表面电阻率异常（高阻甚至反型）。——异常现象掺镓（Ga）棒氧施主现象1、镓（Ga）和硼（B）都是
+3价元素，都是受主杂质，生产P型单晶。掺镓可避免硼氧复合体的产生，降低阻件的光致衰减。2、在450℃左右，掺镓棒中的氧仍会聚集
产生显电活性的SiO42-，提供电子成为施主。3、镓的分凝系数很小，头部浓度较底。被氧施主的相对补偿度更大，更易导致电阻率升
高甚至反型。S型棒划线1、在A处或者B处选取一处划线，同时两侧应满足划线要求。2、不能满足两侧划线要求的情况下，按照“|
AB|在一段内，且该段长度尽量短”划线。直径偏细划线11、在A处划线，同时两侧应满足划线要求。2、不能满足两侧划线要
求的情况下，按照“细径处在一段内，且该段长度尽量短”划线。A直径偏细划线2AB1、|AB|≥125时，A处和B处分别
划线，同时两侧应满足划线要求。2、AB|<125时，按照“|AB|在一段内，且该段长度尽量短”划线。建议在检测
出问题棒后品管可先与单晶物测联系，确定问题棒是降级处理还是算损耗等，减少反馈次数。谢谢这些现象与氧的分步以及氧施
主有关。施主：自由电子受主：提供空穴接受电子。晶体中受主占主导—P型，施主占主导—N型。边缘硅与坩埚接触反映杂质分
凝，硼：0.85，氧1.25，磷0.35，镓0.008表面受气流，散热等因素影响。总之，头部氧含量，冷却产生氧施主，退火可以
消除。掺镓的好处，光致衰减---硼氧复合体，降低少子寿命，降低功率输出，硼：0.85镓：0.008尽量短：125
有不足之处这些现象与氧的分步以及氧施主有关。施主：自由电子受主：提供空穴接受电子。晶体中受主占主导—P型，
施主占主导—N型。边缘硅与坩埚接触反映杂质分凝，硼：0.85，氧1.25，磷0.35，镓0.008表面受气流，散热等因
素影响。总之，头部氧含量，冷却产生氧施主，退火可以消除。掺镓的好处，光致衰减---硼氧复合体，降低少子寿命，降低功率输出，硼：0.85镓：0.008尽量短：125有不足之处 |
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