区熔硅单晶,在材料体系中属电子信息材料,并且是最基本最重要的材料,属半导体材料类。区熔硅单晶是电力电子器件的关键材料。其较一般电子级单晶硅具有更高纯度和更高电阻率。目前,我国已经建立了直径为4-6英寸的硅片生产线,在200毫米区熔硅单晶的研制方面也有所突破。气相掺杂是区熔硅单晶掺杂的重要技术手段。在国外市场,除高压、大电流的电力、电子器件使用NTD单晶外,包括整流模块器件的80%的分离器件均使用气相掺杂单晶。但气相掺杂单晶在掺杂均匀性和一致性方面还有一定的问题。国内气相掺杂单晶硅的电学特性以及生产工艺与国际先进水平相比存在很大的差距。所以随着市场的需要,气相掺杂区熔硅单晶的研发也势在必行。本文主要根据气相掺杂区熔硅单晶的拉制原理,对掺杂电阻率的大小,均匀性,以及其他电学性能进行了研究。主要研究内容与结论如下：(1)根据掺杂原理,与单晶硅电阻率和杂质关系,建立了一套包括单晶生长速率、单晶直径、掺杂气体流量、掺杂气体浓度、掺杂物的分凝、单晶对掺杂气体吸收率等因素的计算公式。并与实际生产相结合,建立并完善了气相掺杂硅单晶的电阻率控制方法。通过该公式,可以更加准确控制气相掺杂区熔硅单晶的电阻率,使理论计算与实际电阻率误差从20%降低到10%,从而降低了生产成本。(2)高频光电导少数载流子寿命测试仪可以快速简捷准确的测定单晶硅棒体少子寿命。本文对原生区熔硅单晶、气相掺杂区熔硅单晶以及NTD区熔硅单晶进行了少子寿命测试对比。在相同电阻率下,气相掺杂区熔硅单晶的少子寿命明显要比NTD区熔硅单晶的高。辐照损伤以及金属沾污是其少子寿命下降的主要原因。且单晶硅棒的加工处理会对其少子寿命产生一定影响。(3)由于掺杂气体通过高温分解产生掺杂物,并被熔融状态下的硅吸收。所以本文通过增加熔区搅拌力度以提高气相掺杂区熔硅单晶的电阻率分布均匀性。与此同时,设置对比实验。通过增加偏心、正反转等工艺提高熔区搅拌力度,观察其晶体电学性能。通过以上方法,使得气相掺杂区熔硅单晶的电阻率径向不均匀度(RRV)从20%以上,下降到10%左右。大大提高了单晶硅的电学性能。迄今为止,国内对区熔硅单晶的气相掺杂分析研究很少。因此,本文对气相掺杂的研究具有很重要的理论和实际意义。