AT226197B

AT226197B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Silizium großer Reinheit

Info

Publication number: AT226197B
Application number: AT552660A
Authority: AT
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1959-07-17
Filing date: 1960-07-18
Publication date: 1963-03-11

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
Silizium grosser Reinheit
Im Stammpatent Nr. 202980 ist ein Verfahren beschrieben zur Herstellung von Silizium grosser Rein- heit durch thermische Zersetzung eines Siliziumwasserstoffes auf einer Oberfläche eines Körpers, welcher in einer Zersetzungszone, in welcher der Körper erhitzt wird, angeordnet ist, welches dadurch gekenn- zeichnet ist, dass vollkommen reiner Siliziumwasserstoff, Six4, mit einem Partialdruck, der wesentlich i geringer ist als der Atmosphärendruck, in die erhitzte Zone eingeleitet wird, in welcher die auf über die
Zersetzungstemperatur des Siliziumwasserstoffes erhitzte Oberfläche des Körpers angeordnet ist, und die molekulare Konzentration und die Gasgeschwindigkeit so gewählt werden, dass sich der Siliziumwasser- stoff im wesentlichen auf der erhitzten Oberfläche zersetzt.

Obwohl das Verfahren nach dem Stammpatent die Herstellung von Silizium mit sehr hoher Reinheit ) erlaubt, hat dieses Verfahren vom Standpunkt des Wirkungsgrades nicht vollkommen befriedigt. Eine ge- wisse Menge von Silan wurde dabei nämlich in der Gasphase zersetzt - an Stelle durch eine Oberflächen- reaktion-und das dabei erzeugte Silizium schlug sich auf verschiedenen Teilen der Vorrichtung in Form eines feinen Staubes nieder. Nach einer bestimmten Zeit verdichtete sich der Staub an bestimmten Stel- len der Apparatur zu kleinen Teilchen, wodurch gewisse Störungen auftraten.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Silizium grosser Reinheit durch thermische Zer- setzung eines Siliziumwasserstoffes auf einer Oberfläche eines Körpers, welcher in einer Zersetzungszone, in welcher der Körper erhitzt wird, angeordnet ist, und bei welchem vollkommen reiner Siliziumwasser- stoff, Silt, mit einem Partialdruck, der wesentlich geringer ist als der Atmosphärendruck, In die erhitzte
Zone eingeleitet wird, in welcher die auf über die Zersetzungstemperatur des Siliziumwasserstoffes er- hitzte Oberfläche des Körpers angeordnet ist, und die molekulare Konzentration und die Gasgeschwindig- keit so gewählt werden, dass sich der Siliziumwasserstoff im wesentlichen auf der erhitzten Oberfläche zersetzt, nach Patent Nr.

202980, ist dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Siliziumwasserstoff noch ein weiteres, gegen das Ausgangsmaterial, die Endprodukte und die Apparaturbestandtelle inertes Gas derart in den Zersetzungsraum eingeleitet wird, dass es den zugeführten Siliziumwasserstoffstrom umgibt und selbst nicht auf die Zersetzungstemperatur erhitzt wird, wodurch die Siliziumabscheidung noch mehr auf die erhitzte Oberfläche des Körpers beschränkt und in der Gasphase noch weiter vermieden wird.

Die Erfindung soll im Hinblick auf die Zeichnungen näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Silizium gemäss der Erfindung, und Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Gaseinleitungsrohr der Vorrichtung nach Fig. 1.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem Zersetzungsgefäss aus zwei Glaszylindern 1 und 2 und zwei Metallabschlussplatten 3 und 4. Zwischen den beiden Glaszylindern sind die Dichtungsringe 5 und die damit verbundenen Scheiben 6 angeordnet. Der mittlere Teil der Zersetzungskammer ist umgeben von einer Primärspule 7 und einer Sekundärspule 8, die voneinander durch einen isolierenden Abstands- halter 9 getrennt sind. Im Zersetzungsraum ist eine dritte Spule, die Arbeitsspule 10, angeordnet. Alle drei Spulen sind hohl und werden von Kühlwasser durchflossen. Die Primärspule 7 ist an den Ausgang eines
Generators für Radiofrequenz angeschlossen, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

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Claims

<Desc/Clms Page number 3> setzungsraum eingeleitet wird, dass es den zugeführten Siliziumwasserstoffstrom umgibt und selbst nicht auf die Zersetzungstemperatur erhitzt wird, wodurch die Siliziumabscheidung noch mehr auf die erhitzte Oberfläche des Körpers beschränkt und in der Gasphase noch weiter vermieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliziumwasserstoffgas durch eine zentrale Düse auf die Zersetzungsoberfläche geleitet wird und dass das zusätzliche inerte Gas durch eine oder mehrere konzentrisch zur Silandüse angeordnete Düsen eingeleitet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliches inertes Gas Wasserstoff verwendet wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Zersetzungszone die Oberfläche eines Siliziumkristallkeimes verwendet wird.

5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, enthaltend eine Zersetzungskammer, darin Mittel zum Halten eines Kristallkeimes, Mittel zur Erhitzung des Kristallkeimes auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur, eine zentrale Düse zum Einleiten des Silan- gases und ein Gasableitrohr zum Ableiten der Gase aus der Zersetzungskammer, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere zusätzliche Düsen (18) zum Einleiten eines weiteren, inerten Gases in den Raum um den Silangasstrom in der Zersetzungskammer angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende des Gasableitrohres (14) im Zersetzungsraum die Form eines ringförmigen Rohres mit einem kreisförmigen Schlitz (15) hat, welches den Halter (11) für den Kristall umgibt.