提升重掺磷大尺寸<100>硅单晶掺杂效率的掺杂装置及其拉晶方法

本发明提供一种提升重掺磷大尺寸<100>硅单晶掺杂效率的掺杂装置及拉晶方法。该装置包括投料组件和双环式升华输送组件，均设于内热屏中，投料组件在上方并与双环式升华输送组件固定连接，后者下端超出内热屏下底面。掺杂时，红磷经投料组件进入双环式升华输送组件，在热场加热下气化，并沿内部预设气孔定向导流；下端超出内热屏的设计缩短了气态红磷至硅料液面的距离（优选1.8‑2.2mm），有效约束扩散，提升红磷分子进入硅料的效率。拉晶方法采用该装置，在等径过程中控制氩气流量80‑100slm、炉压15‑18kPa、坩埚转速0.5‑1rpm、晶棒转速12‑16rpm、拉速0.65‑1.1mm/min，可使掺杂效率提升9.6%以上。本发明无需调整拉晶工艺参数，仅改变掺杂装置即可显著提高重掺磷大尺寸硅单晶的掺杂效率。