CS252327B1 - Glassy crystalline alkali-free substance with high content of arsenic - Google Patents

Glassy crystalline alkali-free substance with high content of arsenic Download PDF

Info

Publication number
CS252327B1
CS252327B1 CS862157A CS215786A CS252327B1 CS 252327 B1 CS252327 B1 CS 252327B1 CS 862157 A CS862157 A CS 862157A CS 215786 A CS215786 A CS 215786A CS 252327 B1 CS252327 B1 CS 252327B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
arsenic
oxide
glass
crystalline
mass
Prior art date
Application number
CS862157A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS215786A1 (en
Inventor
Petr Exnar
Original Assignee
Petr Exnar
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Petr Exnar filed Critical Petr Exnar
Priority to CS862157A priority Critical patent/CS252327B1/en
Publication of CS215786A1 publication Critical patent/CS215786A1/en
Publication of CS252327B1 publication Critical patent/CS252327B1/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Řešení ee týká skelně krystalická bezalkalická hmoty s vysokým obsahem arsenu, vhodné při výrobě polovodičů pro mikroelektroniku, a to jako dopantový zdroj arsenu. Skelně krystalická hmota má schopnost uvolňovat arsen při teplotách 600 až 1 200 °C. Skelně krystalická bezalkalická hmota obsahuje v hmotnostní koncentraci 10 až 35 X oxidu arseničného As2°5’ 15 až 50 % nejméně jednoho oxidu ze skupiny zahrnující oxid hořečnatý MgO, vápenatý CaO, strontnatý SrO a barnatý BaO, dále 10 až 35 X oxidu křemičitého SiOg a 5 až 25 X nejméně jednoho oxidu ze skupiny, zahrnující oxid hlinitý A120j, lentanitý LagO^a ceričitý CeOg. Je výhodné, když skelně krystalická hmota dále obsahuje v hmotnostní koncentraci 0,2 až 15 X oxidu titaničitého TiOg a/nebo zirkoničitého ZrOg.The ee solution is glassy crystalline high-arsenic high-alkaline mass suitable for semiconductor manufacturing for microelectronics as a dopant arsenic source. Glass crystalline mass has the ability to release arsenic at temperatures 600 to 1200 ° C. Glass-crystalline alkaline-free the mass contains by weight concentration of 10 to 35% arsenic oxide As2 ° 5 ’15 to 50% of at least one oxide from the group consisting of magnesium oxide MgO, calcium CaO, strontium SrO and barium BaO, then 10 to 35% silica SiOg and 5 to 25% of at least one oxide from the group comprising alumina Al 2 O 3, Lentane LagO 2 and Cerium CeO 2. It is preferred that the glass crystalline mass it further comprises in weight concentration 0.2 to 15% TiO 2 TiO 2 and / or zirconium ZrOg.

Description

Vynález ee týká skelná krystalická bezelkelleká hmoty s vysokým obsahem ersenu As, určená zejména pro dopantový zdroj arsenu As.The present invention relates to a glassy crystalline nonelkelle-free material having a high ersene As content, particularly for the dopant source of arsenic As.

Při výrobě polovodičů pro mikroelektroniku, např. na bázi monokrystalu kovového křemíku Si, se používá dopantů, která umožňují polovodlvost křemíkových součástek. Dopování se provádí různými metodami, např. iontovou implantací, která je vysoce spolehlivá, ale velmi nákladná.In the production of semiconductors for microelectronics, for example based on a single silicon metal Si, dopants are used which allow the semiconductivity of the silicon components. Doping is accomplished by various methods, such as ion implantation, which is highly reliable but very costly.

Všeobecně levnější a dostupnější je metoda pomocí plenárních dopentových zdrojů.Generally cheaper and more affordable is the method using plenary dopent sources.

Jsou známy různá typy těchto zdrojů, určených k uvolňování určitá látky, např. boru B, kde dopentový zdroj je na bázi eklokeremiky, nebo fosforu P, kde dopantový zdroj je založen ne bázi keramiky. U těchto dopentových zdrojů je nezbytnou podmínkou dodržení maximálního přfpústného obsahu látek, hlavně těkavých, jejichž přítomnost znehodnocuje funkční použití výrobku. Dostupná literatura uvádí tyto látky v setinách až tisícinách % hmotnostní koncentrace jako nejvyšěí přípustnou hodnotu. Jedná se hlavně o alkálie a olovo Pb, ale patři sem 1 jiné látky, která je možno využít k dopování pro jiný druh polovodičů, jako je antimon St, fosfor P, bor B apod., a dále jsou to 1 běžné nečistoty ve sklářských surovinách, jako je železo Pe, nikl Nl, kobalt Co, měň Cu apod.Various types of these sources are known for releasing a particular substance, e.g. boron B, where the dopant source is based on eclokeremics, or phosphorus P, where the dopant source is based on a ceramic. For these dopant sources, it is a necessary condition to maintain the maximum permissible content of substances, especially volatile substances, whose presence undermines the functional use of the product. The available literature lists these substances in hundredths to thousandsths of a% by weight concentration as the maximum permissible value. These are mainly alkali and lead Pb, but include 1 other substances that can be used for doping for other types of semiconductors, such as antimony St, phosphorus P, boron B, etc., and 1 common impurities in glass raw materials such as iron Pe, nickel Nl, cobalt Co, copper Cu and the like.

V dostupná odborné s patentové literatuře není dosud obdobné skelně krystalická hmota s vysokým obsahem ersenu As známe.There is no known glassy crystalline mass with a high ersene As content available in the patent literature.

Je sice známo sklo s vysokým obsahem arsenu As, s obsahem až 45 % oxidu arsenitého AegOp popsané v patentu USA č. 2 863 782, které věak současně obsahuje velká množství dalších těkavých prvků, jako jsou alkálie, oxid olovnatý PbO, antimonitý SbgOy Teplota měknutí je nízká, kolem 300 °C, a skla se využívá jako speciální pájky. I když sklo obsahuje vysoké množství arsenu As, pro dopantový zdroj je naprosto nevhodné.Although it is known to have a high arsenic As glass containing up to 45% of arsenic trioxide AegOp described in U.S. Pat. No. 2,863,782, it also contains large amounts of other volatile elements such as alkali, lead oxide PbO, antimony SbgOy Softening temperature is low, around 300 ° C, and glass is used as special solders. Although the glass contains a high amount of arsenic As, it is completely unsuitable for the dopant source.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u skelně krystalické bezalkalické hmoty podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že skelně krystalické hmota obsahuje v hmotnostní koncentraci 10 až 35 % oxidu arsenitého ASgOj, 15 až 50 % nejméně jednoho oxidu ze skupiny zahrnující oxid hořečnatý MgO, vápenatý CeO, strontnatý SrO a bprnatý BaO, déle 10 až 35 * oxidu křemičitého SiO? a 5 až 25 % nejméně jednoho oxidu ze skupiny zahrnující oxid hlinitý AlgO^, lanthanitý LagO^ a ceričitý CeOg.These disadvantages are eliminated or substantially reduced in the glassy crystalline alkali-free composition according to the invention, characterized in that the glassy crystalline composition contains 10 to 35% by weight of arsenic trioxide ASgOj, 15 to 50% of at least one of MgO , calcium CeO, strontium SrO and barium BaO, longer 10 to 35% SiO? and 5 to 25% of at least one oxide selected from the group consisting of aluminum oxide AlgO4, lanthanum LagO4, and cerium CeOg.

Je výhodné, když skelně krystalické hmota déle obsahuje ještě 0,2 až 15 % hmotnostní koncentrace oxidu titaničitého TlOg a/nebo zirkoničitého ZrOg.It is preferred that the glassy crystalline composition still contain 0.2 to 15% by weight of titanium dioxide concentration T10g and / or zirconia ZrOg.

Skelně krystalická bezalkalické hmota podle vynálezu má vysokou teplotu tání a rovněž vysokou teplotu měknutí, která dovoluje její použití až do teplot 1 100 až 1 200 °C, podle rozsahu složení. Teplota měknutí v podstatě představuje maximální teplotu použiti, pod kterou se destičky dopentového zdroje nedeformují. Teto skelně krystalická hmota má důležitou vlestnost, a.to schopnost uvolňovat arsen As při teplotách 600 až 1 100 °C, podle rozsahu složení ež do 1 200 °C. Chemické složení sklokeramlcké hmoty při dodržení technologického postupu zaručuje mechanickou pevnost při přípravě destiček dopentových zdrojů, které v případě přídavku oxidu titaničitého TlOg nebo zirkoničitého ZrOg k základnímu typu sklokeramlcké hmoty může být ještě zvýěene.The glassy crystalline alkali-free mass according to the invention has a high melting point as well as a high softening point which permits its use up to temperatures of 1100 to 1200 ° C, depending on the composition range. The softening point is essentially the maximum use temperature below which the dopant source plates do not deform. This glassy crystalline mass has an important waviness, namely the ability to release arsenic As at temperatures of 600 to 1100 ° C, depending on the composition range up to 1200 ° C. The chemical composition of the glass ceramic material, while adhering to the technological process, guarantees the mechanical strength in the preparation of the dopant source plates, which in the case of addition of titanium dioxide T10O or zirconium ZrOg to the basic type of glass ceramic material can be increased.

Následující tabulka uvádí příklady chemického složení pro sklokeramlckou hmotu podle vynálezu. Obsah věeeh složek, je uveden v % hmotnostní koncentrace.The following table gives examples of the chemical composition for the glass ceramic according to the invention. The content of most of the components is given in% by weight.

TabulkaTable

Složky Folders 1. příklad Example 1 2. příklad 2. Example 3. příklad 3. Example 4· příklad 4 · example oxid arseničný ASgOj arsenic oxide ASgOj 14,1 14.1 27,9 27.9 25,6 25.6 32,8 32.8 oxid hořečnatý MgO magnesium oxide MgO 4,9 4.9 9,8 9.8 9,0 9.0 11,5 11.5 oxid vápenatý CaO calcium oxide CaO 11,7 11.7 10,2 10.2 6,2 6.2 2,7 2.7 oxid strontnatý SrO strontium oxide SrO 12,7 12.7 oxid barnatý BaO barium oxide BaO 18,8 18.8 9,3 9.3 14,6 14.6 oxid hlinitý AlgO^ aluminum oxide AlgO4 6,2 6.2 12,4 12.4 22,8 22.8 oxid lantanitý La20^lanthanum oxide La 2 O 4 15,5 15.5 oxid ceričitý CeO,, cerium oxide CeO ,, 9,6 9.6 oxid křemičitý SiOg SiO2 31,6 31.6 25,5 25.5 13,4 13.4 17,1 17.1 oxid tit8ničitý Ti02 titanium dioxide TiO 2 4,9 4.9 13,4 13.4 oxid zirkoničitý ZrOg Zirconia ZrOg 5,8 5.8 teplota měknutí (°C) softening temperature (° C) 1 100 1 100 1 120 1 120 1 110 1 110 1 200 1 200 teplota tání (°C) melting point (° C) 1 260 1 260 1 200 1 200 1 200 1 200 1 280 1 280

Při přípravě skelně krystalické hmoty je nutno používat surovin, které se obvykle používají pro mikroelektroniku nebo surovin, které mají podobnou čistotu. Z těchto surovin se nejprve utaví v platinovém kelímku sklo daného chemického složení. Taví se při teplotách 1 350 až 1 600 °C v silně oxidační atmosféře, protože podmínkou úspěšné přípravy je udržení arsenu As ve sklovině jako oxidu arseniěného AsjO^. Pokud by došlo k částečné redukci, vzniklý oxid arsenitý AsgO^ ze skloviny velmi rychle vytéká. Po utavení je sklovina vylita do bločku a odlité sklo je dále tepelně zpracováno při teplotách 800 až 1 250 °C po dobu potřebnou k dokonalé krystalizaci. Tepelným zpracováním dojde k přeměně skla na skelně krystalický materiál výhodných vlastností pro dopantový zdroj.In the preparation of the glassy crystalline mass it is necessary to use raw materials which are usually used for microelectronics or raw materials of similar purity. From these raw materials, glass of a given chemical composition is first melted in a platinum crucible. It melts at temperatures between 1350 and 1600 ° C in a strongly oxidizing atmosphere, since the precondition for successful preparation is to maintain arsenic As in the molten glass as arsenic trioxide AsjOj. Should a partial reduction occur, the arsenic trioxide AsgOO formed flows out of the glass very quickly. After melting, the glass is poured into a block and the cast glass is further heat treated at temperatures of 800 to 1250 ° C for the time required for perfect crystallization. By heat treatment, the glass is converted into a glassy crystalline material of advantageous properties for the dopant source.

Z bločku získané skelně krystalické hmoty se nařežou destičky, např. o průměru 5 až 12 cm a tlouštky 2 mm. Tyto plenární dopantové destičky se střídavě vkládají mezi destičky monokrystalického křemíku Si a společnř se uloží do elektrické pece, kde probíhá tepelné zpracování v řízené atmosféře, při kterém dojde k uvolňování arsenu As z dopantové destičky a jeho přenosu na křemíkový monokrystal, který takto získává polovodivé vlastnosti.Plates such as 5-12 cm in diameter and 2 mm in thickness are cut from a block of the obtained glassy crystalline mass. These plenum dopant wafers are alternately interposed between monocrystalline silicon wafers Si and are placed together in an electric furnace where heat treatment is conducted in a controlled atmosphere, releasing arsenic As from the dopant wafers and transferring them to a silicon monocrystal, thereby obtaining semiconducting properties .

Skelně krystalické hmoty podle vynálezu je možno využít i v jiných oblastech, např. při rekalibrování rentgenových analytických přístrojů.The glassy crystalline compositions according to the invention can also be used in other fields, for example in the recalibration of X-ray analytical instruments.

Claims (2)

1. Skelně krystalické bezalkalická hmota s vysokým obsahem arsenu, vyznačené tím, že obsahuje v hmotnostní koncentraci 10 až 35 % oxidu arseniěného AsgOj, 15 až 50 % nejméně jednoho oxidu ze skupiny zahrnující oxid hořečnatý MgO, vápenatý CaO, strontnatý SrO a barnatý BaO, déle 10 až 35 % oxidu křemičitého SiOj a 5 až 25 % nejméně jednoho oxidu ze skupiny zahrnující oxid hlinitý AlgO.}, lantanitý LajO^ 8 C*ri8Átý CeO,,.A glassy crystalline, alkali-free, high arsenic material, characterized in that it contains at a concentration of 10 to 35% of arsenic oxide AsgOj, 15 to 50% of at least one of magnesium oxide MgO, calcium CaO, strontium SrO and barium BaO, more 10 to 35% of silica SiO and 5-25% of at least one oxide from the group comprising alumina algo.}, lanthanum Lajo ^ 8 C * ri 8Átý CeO ,,. 2. Skelně krystalická hmota podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje v hmotnostní koncentraci 0,2 až 15 % oxidu titaničitého Ti02 a/nebo zirkoničitého ZrOg.2. Glass crystalline material according to claim 1, characterized in that it contains in a concentration of 0.2 to 15% of titanium oxide Ti0 2 and / or zirconium ZrOg.
CS862157A 1986-03-27 1986-03-27 Glassy crystalline alkali-free substance with high content of arsenic CS252327B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS862157A CS252327B1 (en) 1986-03-27 1986-03-27 Glassy crystalline alkali-free substance with high content of arsenic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS862157A CS252327B1 (en) 1986-03-27 1986-03-27 Glassy crystalline alkali-free substance with high content of arsenic

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS215786A1 CS215786A1 (en) 1987-01-15
CS252327B1 true CS252327B1 (en) 1987-08-13

Family

ID=5357885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS862157A CS252327B1 (en) 1986-03-27 1986-03-27 Glassy crystalline alkali-free substance with high content of arsenic

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS252327B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1048044C (en) * 1993-07-21 2000-01-05 Memc电子材料有限公司 Improved method for growing silicon crystal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1048044C (en) * 1993-07-21 2000-01-05 Memc电子材料有限公司 Improved method for growing silicon crystal

Also Published As

Publication number Publication date
CS215786A1 (en) 1987-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6534346B2 (en) Glass and glass tube for encapsulating semiconductors
US5179047A (en) Hermetic sealing glass composition
Wusirika et al. Oxynitride glasses and glass-ceramics
US5096857A (en) Chemically stabilized cristobalite
JPS62191442A (en) Low-melting sealing composition
JPH07121814B2 (en) Topped quartz glass
JPS6265954A (en) Borosilicate glass for sealing alumina
JPH07102982B2 (en) Frit for low temperature sealing
JP4287119B2 (en) Glass ceramic and method for producing the same
US3975308A (en) Preparation of pyrophosphates
JPWO2001090012A1 (en) Glass composition and glass-forming material containing the composition
SE429852B (en) COMPOSITION FOR PREPARATION OF GLASS WITH HIGH SCRATCH INDEX
CS252327B1 (en) Glassy crystalline alkali-free substance with high content of arsenic
SU1565344A3 (en) Method of obtaining soldering borolead glass
CS252328B1 (en) Glassy crystalline alkali-free substance with high content of antimony
US3598620A (en) Alkali-free molybdenum sealing hard glass
US3763052A (en) Low threshold yttrium silicate laser glass with high damage threshold
DE19851927C2 (en) Thermally resistant glass and its use
JPH0193436A (en) Glass composition for substrate material
JP2968985B2 (en) Low melting point sealing composition
US3057691A (en) Method for producing silicon
JP2777858B2 (en) Silica glass tube for heat treatment of semiconductor and method for producing the same
Karasu et al. Glass-ceramic glazes in the CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS) system for porcelain tiles
US6589896B1 (en) Lead- and arsenic-free borosilicate glass having improved melting characteristic
JP2829882B2 (en) Fiber filler material