CS239872B1

CS239872B1 - A method for reusing a quartz crucible in the production of Czochralski silicon single crystal by the method

Info

Publication number: CS239872B1
Application number: CS84720A
Authority: CS
Inventors: Jiri Kadanka; Jiri Riha
Original assignee: Jiri Kadanka; Jiri Riha
Priority date: 1983-03-21
Filing date: 1984-03-21
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS190383A1; CS239522B1

Abstract

Účelem vynálezu je zabránit roztržení křemenného kelímku použitého při výrobě monokrystalu, což umožní jeho opakované použití při dalším procesu výroby monokrystalu křemíku. Tohoto účelu se dosáhne podle vynálezu tím, že se do zbytku taveniny v křemenném kelímku zavede pórovitá látka, například pěnový grafit, dřevěné uhlí, grafitová plsí nebo skelné vlna, která zbytek taveniny vysaje.The purpose of the invention is to prevent the rupture of the quartz crucible used in the production of a single crystal, which will allow its reuse in the next process of producing a single crystal of silicon. This purpose is achieved according to the invention by introducing a porous substance, for example foamed graphite, charcoal, graphite felt or glass wool, into the rest of the melt in the quartz crucible, which sucks up the rest of the melt.

Description

Vynález se týká způsobu umožňujícího opakované použití křemenného kelímku při výrobě monokrystalu křemíku Czochralského metodou.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for reusing a quartz crucible in the production of the single crystal of the Czochralski silicon by the method.

Při výrobě monokrystalu křemíku Czochralského metodou zůstává po skončení procesu výroby v křemenném kelímku zbytek taveniny v množství 5 - 10 % výchozího množství křemíku. Při tuhnutí se tento zbytek pevně spojuje s křemenným kelímkem. V důsledku rozdílné teplotní roztažnosti křemene a tuhého křemíku dojde při dal ším chládnutí zatuhlého zbytku křemíku k roztržení křemenného kelímku. V současné době se proto křemenný kelímek může použit pouze pro jeden proces výroby monokrystalu křemíku.In the production of the single crystal of the Czochralski silicon method, the remainder of the melt in the amount of 5-10% of the starting silicon remains in the quartz crucible. When solidifying, this residue is firmly attached to the quartz crucible. Due to the different thermal expansion of quartz and solid silicon, the quartz crucible will burst when the solidified silicon residue cools down. At present, therefore, a quartz crucible can only be used for one silicon single crystal production process.

Výše uvedený nedostatek je odstraněn způsobem umožňujícím opakované použití křemenného kelímku při výrobě monokrystalu křemíku Czochralského metodou podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se do zbytku taveniny v křemenném kelímku zavede pórovitá látka, například pěnový grafit, dřevěné uhlí, grafitová plsť nebo skelná vlna, která zbytek taveniny vysaje.The above drawback is overcome by a method allowing the reuse of a quartz crucible in the production of the Czochralski silicon single crystal by the method of the invention. The invention is based on introducing a porous substance, for example foamed graphite, charcoal, graphite felt or glass wool into the remainder of the melt in a quartz crucible, which sucks the remainder of the melt.

Využitím uvedeného způsobu se zabrání roztržení křemenného kelímku, takže je ho možné použít při výrobě dalšího monokrystalu křemíku·Using this method, the quartz crucible is prevented from tearing, so that it can be used in the production of another silicon single crystal.

Na připojeném výkresu na obr. 1 je znázorněno schematické uspořádání vynálezu, kde na manipulátoru 1., který může vykonávat rotační i posuvný pohyb, je na závěsu 2 upevněna pórovitá látka 3 kterou je potřeba zavést do zbytku taveniny 4 v křemenném kelímku χ. V průběhu procesu výroby monokrystalu křemíku je pórovitá látka 2. umístěna mimo kelímek χ. Teprve po ukončení tohoto procesu se zavede pomocí manipulátoru 1_ do zbytku taveniny 4.1 shows a schematic arrangement of the invention, in which a porous substance 3, which is to be introduced into the remainder of the melt 4 in the quartz crucible χ, is mounted on a hinge 2 on a manipulator 1, which can perform both rotational and translational movement. During the silicon single crystal production process, the porous material 2 is located outside the crucible χ. Only after completion of this process is it introduced into the remainder of the melt 4 by means of a manipulator 7.

PříkladExample

239 872239 872

Odstranění zbytku taveniny z křemenného kelímku se provede odsátím pórovitou látkou, jako je například pěnový grafit, dřevěné uhlí, grafitová plsť nebo skelná vlna. Nejvhodnější je grafitová plst, která je již tepelně zpracována a neovlivňuje vlastní proces tažení monokrystalu, nebot je součástí teplotního uzlu tažičky. Při přípravě každé tavby se umístí do prostoru komory svitek grafitové plsti, odpovídající cca 15 % objemu vsádky. Svitek je zavěšen na manipulační tyčce, zavedené do komory přes vakuové těsnění. Po skončení tažení monokrystalu, bez vypnutí elektrického příkonu za zvýšeného tlaku argonu cca 5 000 Pa, zasune se připravený svitek grafitové plsti do zbývající taveniny. V rozmezí 1 až 2 minut dojde k reakci mezi grafitovou plstí a taveninou, což se projeví zvýšením teploty na rozhraní grafit - křemík a vysátím veškeré taveniny do svitku grafitové plsti, který se pak vyzdvižením oddálí ode dna kelímku. Dále následuje běžný postup chlazení a čištění zařízení.Removal of the remainder of the melt from the quartz crucible is accomplished by aspiration with a porous material such as foam graphite, charcoal, graphite felt or glass wool. It is best to use graphite felt, which is already heat treated and does not affect the single crystal drawing process, as it is part of the thermal node of the dies. When preparing each melting, a graphite felt roll corresponding to about 15% of the batch volume is placed in the chamber space. The coil is hung on a handling bar, introduced into the chamber via a vacuum seal. After the single crystal drawing is completed, without switching off the electrical power at an increased argon pressure of about 5,000 Pa, the prepared graphite felt roll is inserted into the remaining melt. Within 1 to 2 minutes, a reaction occurs between the graphite felt and the melt, which results in an increase in the temperature at the graphite-silicon interface and the suction of all the melt into the graphite felt roll, which is then lifted away from the bottom of the crucible. This is followed by a conventional cooling and cleaning procedure.

Odstraněním zbytku taveniny z křemenného kelímku nedojde k jeho poškození a kelímek po očištění běžným postupem je možné znovu použít a to bučí ve stavu, v jakém je po předchozím tažení, t. j. vložením do grafitového kelímku o průměru 4 - 5 mm větším než kelímek pro první tavbu, nebo po sklářské úpravě rozměrů, do kelímku stejného druhu jako pro první tavbu.Removing the remainder of the melt from the quartz crucible will not damage the crucible and the crucible can be reused after being cleaned by a conventional procedure, and it is either in the state it is after previous drawing, ie by inserting it into a graphite crucible. , or after a glass size adjustment, into a crucible of the same kind as for the first melt.

Claims

A method allowing the reuse of a quartz crucible in the production of the single crystal of the Czochralski silicon by the method of introducing into the remainder of the melt in a quartz crucible a porous material such as foamed graphite, charcoal, graphite plush or glass wool to vacuum the remainder.