本發明涉及硅靶材生產技術領域，特別涉及一種超低阻硅靶材的生產方法。

背景技術：

電阻率是硅靶材產品的重要參數之一，除特殊用途外，絕大多數硅靶材電阻率要求越低越好，最開始應用時電阻率要求在0.1-0.5Ω·cm范圍內，逐漸降低至小于0.1Ω·cm，目前標準電阻率為0.02-0.04Ω·cm，當電阻率降低至0.01Ω·cm以下時，加入母合金量發生指數級變增加，即由幾十克增加至幾千克的母合金。

技術實現要素：

為克服現有技術的不足，本發明提供一種超低阻硅靶材的生產方法。本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種超低阻硅靶材的生產方法，其特征是：將經過酸浸泡處理過的高硼含量母合金和硅料一起加入石英坩堝中，經過鑄錠工藝后得到電阻率小于0.01Ω·cm的硅錠。

所述一種超低阻硅靶材的生產方法，具體包括以下步驟：

第一步：按照硅材料電阻率配比公式T＝(m×n％)/(M+m)計算需要摻入硼雜質的含量，推算出需要加入的高硼含量母合金質量，式中T是靶材中的硼雜質含量，M是原料質量，m是高硼含量母合金質量，n是高硼含量母合金中硼含量占比；

第二步：根據第一步的計算結果稱取高硼含量母合金，將高硼含量母合金處理成塊裝，利用鹽酸和氫氟酸的混合溶液浸泡，后經清水清洗后烘干，待用；

第三步：計算出高硼含量母合金經過第二步處理前后的質量差，由此按照第一步中的公式重新推算酸處理后的高硼含量母合金中硼雜質的含量；

第四步：根據第三步中的計算結果，按照第一步的方法重新推算需要加入的酸處理后的高硼含量母合金質量；

第五步：將酸處理后的高硼含量母合金和硅料一起加入石英坩堝中，經過高效鑄錠工藝處理得到硅鑄錠；

第六步：按需求尺寸對硅鑄錠頂部以下切割加工，得到電阻率小于0.01Ω·cm的硅靶材產品。

所述第一步中n為8-20，T為4-140ppmw。

所述第二步中高硼含量母合金處理成1-3mm的塊裝。

所述第二步中鹽酸和氫氟酸的混合比例為(3-5)：1。

所述第二步中浸泡時間為1-10h，清水清洗3-5次。

所述第六步中硅鑄錠頂部20-40mm區域不能切割。

所述第六步中得到的硅靶材產品的純度大于5.5N，致密度大于99％。

所述高硼含量母合金為硼單質、硅鋁合金、硅鐵合金或其他硅合金中的一種，高硼含量母合金中硼的含量為3000—30000ppmw。

本發明采用經過酸浸泡處理過的高硼含量母合金摻入，經過高效鑄錠工藝后，使硅靶材的電阻率小于0.01Ω·cm，最低可達到0.005Ω·cm，其尺寸范圍可以達到500mm×500mm，純度大于5.5N，致密度大于99％。

具體實施方式

以下對本發明做進一步說明，但本發明并不限于具體實施例。

實施例1

一種超低阻硅靶材的生產方法，采用經過酸浸泡處理過的高硼含量母合金和硅料一起加入石英坩堝中，經過鑄錠工藝后得到電阻率小于0.01Ω·cm的硅錠，具體包括以下步驟：

第一步：按照硅材料電阻率配比公式T＝(m×n％)/(M+m)計算需要摻入硼雜質的含量，推算出需要加入的高硼含量母合金質量，式中T是靶材中的硼雜質含量，M是原料質量，m是高硼含量母合金質量，n是高硼含量母合金中硼含量占比，n為8，T為4ppmw，高硼含量母合金為硼單質，高硼含量母合金中硼的含量為30000ppmw；

第二步：根據第一步的計算結果稱取高硼含量母合金，將高硼含量母合金處理成1mm的塊裝，利用鹽酸和氫氟酸的混合溶液浸泡，鹽酸和氫氟酸的混合比例為3：1，浸泡時間為1h，后經清水清洗3次后烘干，待用；

第三步：計算出高硼含量母合金經過第二步處理前后的質量差，按照第一步公式重新推算酸處理后的高硼含量母合金中硼雜質的含量；

第四步：根據第三步中的計算結果，按照第一步的方法重新推算需要加入的酸處理后的高硼含量母合金質量；

第五步：將酸處理后的高硼含量母合金和硅料一起加入石英坩堝中，經過高效鑄錠工藝，即母合金結構遺傳調控長晶工藝處理得到硅鑄錠；

第六步：按需求尺寸對硅鑄錠頂部以下切割加工，切割過程中硅鑄錠頂部20mm區域不切割，得到電阻率小于0.01Ω·cm，純度大于5.5N，致密度大于99％的硅靶材產品。

實施例2

本實施例中所述的一種超低阻硅靶材的生產方法的各步驟均與實施例1中相同，不同的技術參數是：

1)第一步中n為14，T為72ppmw；高硼含量母合金為硅鋁合金；高硼含量母合金中硼的含量為16500ppmw；

2)第二步中將高硼含量母合金處理成2mm的塊裝；鹽酸和氫氟酸的混合比例為4：1；浸泡時間為5h，后經清水清洗4次；

3)第六步中切割過程中硅鑄錠頂部30mm區域不切割。

實施例3

本實施例中所述的一種超低阻硅靶材的生產方法的各步驟均與實施例1中相同，不同的技術參數是：

1)第一步中n為20，T為140ppmw；高硼含量母合金為硅鐵合金；高硼含量母合金中硼的含量為3000ppmw；

2)第二步中將高硼含量母合金處理成3mm的塊裝；鹽酸和氫氟酸的混合比例為5：1；浸泡時間為10h，后經清水清洗5次；

3)第六步中切割過程中硅鑄錠頂部40mm區域不切割。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征，本領域的技術人員應該了解本發明不受上述實施例的限制，上述的實施例和說明書描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入本發明要求保護的范圍內，本發明要求保護范圍由所附的權利要求書和等效物界定。