專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)定多晶硅中磷、硼的含量的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地-說(shuō)，是涉及測(cè)定多晶硅中磷和硼 的含量的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，常常需要對(duì)多晶硅的硼和磷的含量進(jìn)行測(cè)定，目前使 用的方法是，先將要測(cè)定的多晶硅拉制成樣品單晶硅棒，然后測(cè)量距樣品單
晶硅棒頭部至少5倍熔區(qū)位置處的電阻率和P/N類(lèi)型后在此處切一片厚度約 2mm的單晶硅片樣品，最后用低溫傅立葉變換紅外線(xiàn)光語(yǔ)儀或低溫傅立葉光 致發(fā)光儀測(cè)量樣品的硼磷值。
釆用上述方案需要利用低溫傅立葉變換紅外線(xiàn)光譜儀或低溫傅立葉光致 發(fā)光儀，此設(shè)備價(jià)格昂貴，使用維護(hù)費(fèi)用很高。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種價(jià)格低廉的測(cè)定多晶硅中硼磷含量的系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案 一種測(cè)定多晶硅硼和磷含量的系統(tǒng)，包括用于制造樣品單晶硅的樣品 單晶硅棒制成裝置；用于測(cè)定所述單晶硅棒設(shè)定位置的導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型 測(cè)定裝置；用于測(cè)定所述單晶硅棒所述預(yù)設(shè)位置的電阻率的電阻率測(cè)定裝置； 與所述導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置和電阻率測(cè)定裝置相連的硼磷含量計(jì)算器，用 于根據(jù)測(cè)定的導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率計(jì)算所述多晶硅中硼和磷的含量。 優(yōu)選的，所述樣品單晶硅棒制成裝置為單晶硅區(qū)熔拉制裝置。 優(yōu)選的，所述導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置為熱探針?lè)▽?dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置。 優(yōu)選的，所述導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置為冷探針?lè)▽?dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置。優(yōu)選的，所述導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置為熱電勢(shì)法導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置。
優(yōu)選的，所述電阻率測(cè)定裝置為四揮:針電阻率測(cè)定裝置。
優(yōu)選的，所述磷硼含量計(jì)算器包括用于獲取所述導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù)獲取裝置；
用于將所述獲取裝置的獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算公式加以計(jì)算的計(jì)算裝置； 用于輸出計(jì)算結(jié)果的輸出裝置。
優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)獲取裝置獲取的導(dǎo)電類(lèi)型包括所述樣品單晶硅棒頭部 導(dǎo)電類(lèi)型和所述樣品單晶硅棒設(shè)定位置處的導(dǎo)電類(lèi)型；
獲取的電阻率包括所述樣品單晶硅棒頭部電阻率和所述樣品單晶硅棒設(shè) 定位置處的電阻率。
優(yōu)選的，所述設(shè)定位置為距離樣品單晶硅棒頭部至少5倍熔區(qū)處。 優(yōu)選的，所述計(jì)算裝置的計(jì)算公式包括
磷的差量含量公式P = 10A( (LOG (R)-4. 87815)/-0. 96262)，其中，P為 磷的差量含量，R為測(cè)得的樣品單晶硅棒設(shè)定位置的電阻率；
硼的差量含量公式B = 10A((LOG(R)-5. 38454)/-0. 97857),其中，B為 硼的差量含量；
硼的分凝系數(shù)與硼差量含量計(jì)算關(guān)系式和磷的分凝系數(shù)和磷差量含量的 計(jì)算關(guān)系式。
從上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)先將樣品多晶硅制 成樣品單晶硅棒，然后測(cè)得樣品單晶硅棒的頭部和樣品單晶硅棒中設(shè)定位置 的導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率，利用硼的分凝系數(shù)與硼差量含量計(jì)算關(guān)系式以及磷的 分凝系數(shù)和磷差量含量的計(jì)算關(guān)系式，使得通過(guò)硼磷含量計(jì)算器即可得出單 晶硅中硼和磷的含量，從而也就得出了多晶硅的磷和硼含量。


為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將 對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地， 下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人
5員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附 圖。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例多晶硅中硼磷含量測(cè)定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù) 方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部 分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本 實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了 一種多晶硅硼磷含量測(cè)定系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在不使 用低溫傅立葉變換紅外線(xiàn)光譜儀的情況下方便快捷的測(cè)定多晶硅的硼磷含 量。
如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)包括了單晶硅制成裝置，導(dǎo)電類(lèi) 型測(cè)定裝置，電阻率測(cè)定裝置和硼磷含量計(jì)算器。
測(cè)定多晶硅的硼磷含量時(shí)，首先要取(J) 20mm x 10cm的多晶硅樣品?？梢?使用單晶硅制成裝置，在氬氣氣氛下用區(qū)熔爐將所述多晶硅樣品拉制成樣品 單晶硅棒，樣品單晶硅棒的規(guī)格為約18-20cm長(zhǎng)、直徑為8 mm。
然后，可以使用導(dǎo)電類(lèi)型儀測(cè)定所述樣品單晶硅棒的頭部和距離頭部 15cm處的導(dǎo)電類(lèi)型。測(cè)得結(jié)果為導(dǎo)電類(lèi)型為以下三種情況中的一種 當(dāng)所述樣品單晶硅棒的頭部是N型，距離頭部15cm處也是N型； 當(dāng)所述樣品單晶珪棒的頭部是P型，距離頭部15cm處是N型； 當(dāng)所述樣品單晶硅棒的頭部是P型，距離頭部15cm處也是P型。 然后，可以使用四探針電阻率儀分別測(cè)定所述樣品單晶硅棒的頭部和距 離頭部15cm處的電阻率。
所述磷硼含量計(jì)算器包括根據(jù)電阻率計(jì)算磷和硼的差量含量的公式、根 據(jù)硼磷分凝系數(shù)得出的硼磷差量含量計(jì)算關(guān)系式。其中 根據(jù)電阻率計(jì)算磷的差量含量的公式為P = 10A((LOG(R)-4. 87815)/-0. 96262)。
還包括根據(jù)電阻率計(jì)算硼的差量含量的公式為 B = 10A((LOG(R)—5. 38454)/-0. 97857)。
上述兩個(gè)公式中的R表示的是電阻率，P表示磷的差量含量，B表示硼的 差量含量。由于是分別計(jì)算的頭部和距離頭部15cm處的差量含量，所以會(huì)得 出四個(gè)數(shù)據(jù)，分別是Pl為頭部磷的差量含量、P2為距離頭部15cm處磷的 差量含量、Bl為頭部硼的差量含量、B2為距離頭部15cm處硼的差量含量。
由于，在用樣品多晶硅區(qū)熔成樣品單晶硅時(shí)，磷的分凝系數(shù)為0.35,硼
的分凝系數(shù)為0.8。在距離樣品單晶珪棒頭部至少5倍熔區(qū)處磷和硼的含量均
約等于樣品多晶硅中磷和硼的含量。所以
當(dāng)所述樣品單晶硅棒頭部是N型，距離頭部15cm處也是N型時(shí)
Pl= 0.35(磷含量)-0.8 (硼含量) P2=磷含量-硼含量
當(dāng)所述樣品單晶硅棒的頭部是P型，距離頭部15cm處是N型時(shí) Bl =0. 8 (硼含量)-0.35(磷含量) P2 ^岸含量-硼含量
當(dāng)所述樣品單晶珪棒頭部是P型，距離頭部15cm處也是P型時(shí) Bl= 0. 8 (硼含量)-0.35(磷含量) B2 =硼含量-磷含量
由于P1、 P2均為由所述磷的差量含量的公式計(jì)算出的已知數(shù)據(jù)，所以由 上述二元一次方程構(gòu)成的計(jì)算關(guān)系式即可得出磷和硼的含量。
在另 一實(shí)施例中，上述實(shí)施例中的導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置還可以是熱探針?lè)?或冷探針?lè)ɑ驘犭妱?shì)法導(dǎo)電類(lèi)型儀。
綜上所述，本實(shí)用新型通過(guò)分別測(cè)定樣品單晶硅棒頭部和距離頭部15cm 處的導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率，得出樣品單晶硅棒中的頭部與距離頭部15cm處磷或 硼的差量含量。然后利用所述樣品單晶硅棒頭部和距離頭部15cm處的分凝系 數(shù)與差量含量的關(guān)系式計(jì)算得出單晶硅的磷和硼的總含量，從而推出多晶硅 的磷和硼的總含量。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，省去了使用昂貴低溫傅立 葉變換紅外線(xiàn)光譜儀或低溫傅立葉光致發(fā)光儀對(duì)樣品單晶硅棒切片分析的步 驟，節(jié)省了設(shè)備的的投入，從而節(jié)約了大量的測(cè)定成本和維護(hù)成本。另外，低溫傅立葉變換紅外線(xiàn)光譜儀對(duì)樣品單晶硅棒切片分析的過(guò)程需要數(shù)小時(shí)。相 比之下，本實(shí)用新型的測(cè)定時(shí)間只需要十幾分鐘，節(jié)約了大量的時(shí)間，為企 業(yè)節(jié)約了時(shí)間成本。
對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用 本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯 而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍 的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所 示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬 的范圍。
權(quán)利要求1、一種測(cè)定多晶硅硼和磷含量的系統(tǒng)，其特征在于，包括用于制造樣品單晶硅的樣品單晶硅棒制成裝置；用于測(cè)定所述單晶硅棒頭部和所述單晶硅棒中設(shè)定位置的導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置；用于測(cè)定所述單晶硅棒頭部和所述單晶硅棒中設(shè)定位置的電阻率的電阻率測(cè)定裝置；與所述導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置和電阻率測(cè)定裝置相連的硼磷含量計(jì)算器，用于根據(jù)測(cè)定的導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率計(jì)算所述多晶硅中硼和磷的含量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品單晶硅棒制成裝置 為單晶硅區(qū)熔拉制裝置。
3 根據(jù)權(quán)利要求l所述系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置為熱 才果針?lè)▽?dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置為冷 4果針?lè)▽?dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置。
5、 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置為熱 電勢(shì)法導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻率測(cè)定裝置為四探 針電阻率測(cè)定裝置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述系統(tǒng)，其特征在于，所述磷硼含量計(jì)算器包括 用于獲取所述導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取裝置；用于將所述獲取裝置的獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算公式加以計(jì)算的計(jì)算裝置； 用于輸出計(jì)算結(jié)果的輸出裝置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)獲取裝置獲取的導(dǎo)電類(lèi)型包括所述樣品單晶硅棒頭部導(dǎo)電類(lèi)型 和所述樣品單晶硅棒設(shè)定位置處的導(dǎo)電類(lèi)型；獲取的電阻率包括所述樣品單晶硅棒頭部電阻率和所述樣品單晶硅棒設(shè) 定位置處的電阻率。
9、 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)8所述系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)定位置為距離樣品 單晶硅棒頭部至少5倍熔區(qū)位置處。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算裝置的計(jì)算公式 包括磷的差量含量公式P = 10A( (LOG (R)-4. 87815)/-0. 96262)，其中，P為 磷的差量含量，R為測(cè)得的樣品單晶硅棒設(shè)定位置的電阻率，；硼的差量含量公式B = 10A((LOG(R)-5. 38454)/-0. 97857)，其中，B為 硼的差量含量；硼的分凝系數(shù)與硼差量含量計(jì)算關(guān)系式和磷的分凝系數(shù)和磷差量含量的 計(jì)算關(guān)系式。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種測(cè)定多晶硅硼和磷含量的系統(tǒng)，包括用于制造樣品單晶硅的樣品單晶硅棒制成裝置；用于測(cè)定所述單晶硅棒頭部和所述單晶硅棒中設(shè)定位置的導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置；用于測(cè)定所述單晶硅棒頭部和所述單晶硅棒中設(shè)定位置的電阻率的電阻率測(cè)定裝置；與所述導(dǎo)電類(lèi)型測(cè)定裝置和電阻率測(cè)定裝置相連的硼磷含量計(jì)算器，用于根據(jù)測(cè)定的導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率計(jì)算所述多晶硅中硼和磷的含量。本實(shí)用新型通過(guò)測(cè)得樣品單晶硅棒的頭部和樣品單晶硅棒中設(shè)定位置的導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率，利用硼磷的分凝系數(shù)與硼磷含量差量計(jì)算關(guān)系式，使得通過(guò)硼磷含量計(jì)算器即可得出單晶硅中硼和磷的含量。從而節(jié)約了多晶硅中的硼磷含量的測(cè)定設(shè)備和時(shí)間。
文檔編號(hào)G01N27/04GK201421443SQ20092015614
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者張瑞云, 邁克·杰尼根 申請(qǐng)人:重慶大全新能源有限公司