CS260113B1 - Způsob rafinace křemíkových ingotů metodou letmé zonální tavbv s indukčním ohřevem - Google Patents

Abstract

Účelem řečeni je zpřesnění procesu rafinace křemíkových Ingotů při letmá zonální tavbě s indukčním ohřevem. Podstata spočívá v tom, že rafinace probíhá ve vakuu 5 . IO-* qž 5 · 10“! Pa, přičemž zbytková atmosféra Je tvořena proudem inertního plynu, jenž vytváří v okolí roztavené zóny prostředí, kterg se během rafinace nemění β které zabraňuje pronikání par oleje z difuzní vývěvy a molekul necietot netěsnosti aparatury q desorpcí ze stěn komory do roztavené zóny.

Description

’ Vynález se týká způsobu rafinace křemíkových ingotů při letmé zonální tavbě s indukčním ohřevem.

Polykrystalický křemík, vyrobený rozkladem trichlorsilanu na žhavých křemíkových jádrech, určený k výrobě monokrystalů pro polovodiče, obsahuje vždy dvě elektricky aktivní příměsi v měřitelném množství: fosfor a bór. Z hlediska dalšího zpracování se obě uvedené příměsi zásadně liší tím, že z roztaveného křemíku dochází ve vakuu k účinnému odpařování fosforu, kdežto bóru nikoliv. Této vlastnosti fosforu rozpuštěného v křemíku se využívá při rafinaci křemíkových ingotů, kterou je třeba provádět jednak při výrobě velmi čistýoh, tzv. vysokoohmových monokrystalů křemíku, obsahujících fosfor v koncentraci podstatně nižšjj než je možné zajistit při výrobě polykrystalického křemíky a jednak při hodnocení kvality polykrystalického křemíku, kdy na základě elektrofyzikálních vlastností před a po rafinaci je stanovena koncentrace fosforu a bóru v křemíkovém ingotu.

V současné době se pro rafinaci křemíkových ingotů používá zařízení pro letmou zonální tavbu s indukčním ohřevem ve vertikálním souosém uspořádání, jejichž pracovní komory jsou připojeny k vakuovému systému tvořenému rotační vývěvou a difúzní vývěvou, přičemž rotační vývěva nejprve předčerpává pracovní komoru a po předčerpání vytváří předvakuum difúzní vývěvy. Úroveň dosaženého vakua a stav zbytkové atmosféry jsou přitom dány dokonalostí provedení těsnění aparatury, výkonem rotační a difúzní vývěvy, vakuovým odporem použitých spojovacích dílů, kvalitou použi tého oleje v difúzní vývěvě, kvalitou vnitřního povrchu pracovní komory a způsobem, jakým je provedeno omezení pronikání olejových par z difúzní vývěvy do pracovní komory.

— 2 —

Nevýhodou způsobu rafinace křemíkových ingotů v takto koncipovaném zařízení Je, že odpařování fosforu z roztavené zóny neprobíhá v reprodukovatelných podmínkách, zejména pokud jde o stav zbytkové atmosféry. Tato je totiž nekontrolovatelně ovlivňována pronikajícím vzduchem netěsnostmi aparatury, olejem z difúzní vývěvy a desorpcí nečistot ze stěn pracovní komory. Pro křemíkový ingot jsou tyto vlivy zdrojem nečistot, znemožňujícím reprodukovatelnou přípravu křemíkových ingotů pro vysokoohmové monokrystaly a zkreslujícím výsledky hodnocení kvality polykrystalického křemíku.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob rafinace křemíkových ingotů metodou letmé zonální tavby s indukčním ohřevem ve vertikálním souosém uspořádání podle vynálezu, jehož podstata spočívá *•2 x v tom, že rafinace probíhá ve vakuu 5 . 10 až 5 . 10^ Pa, přičemž zbytková atmosféra je tvořena inertním plynem protékajícím průtočnou rychlostí 0,01 až 0,5 cm^/min kolem roztavené zóny.

Výhoda navrženého způsobu spočívá v tom, že proud inertního plynu vytváří v okolí roztavené zóny prostředí, které se během procesu rafinace nemění a které lze reprodukovatelně připravit. Proud/ inertního plynu znemožňuje přístup olejových par z difúzní vývěvy k tavenině a současně strhává molekuly nečistot pronikajících k roztavené zóně netěsnostmi aparatury a desorpcí ze stěn pracovní komory.

Při rafinaci křemíkových ingotů metodou letmé zonální tavby s indukčním ohřevem ve vertikálním souosém uspořádání v pracovní komoře, jejíž horní část je připojena k difúzní vývěvě s.čerpaoí rychlostí 1000 l/min, je do spodní části pracovní komory přiváděn proud argonu průtočnou rychlostí 0,1 cm?/min, jenž v okolí roztaO vené zóny vytváří vakuum 10 Pa, jehož zbytková atmosféra je průtočná a inertní.

Využití vynálezu umožní reprodukovatelně provádění rafinace křemíkových ingotů při výrobě vysokoohmových monokrystalů křemíku a při hodnocení kvality polykrystalického křemíku.

Claims (1)

1. Způsob rafinace křemíkových ingotů metodou letmé zonální tavby s indukčním ohřevem ve vertikálním souosém uspořádání ^vyznačený tím, Že rafinace probíhá ve vakuu 5 . 10“² až 5 · 10”^ Pa, přičemž zbytková atmosféra je tvořena inertním plynem protékajícím, průtočnou rychlostí 0,01 až 0,5 cfflVmin kolem roztavené zóny.

   Užgorodský výrobně-poligrafický podnik Patent”, Gagarina 101, Ν' 2331 , Cena 2,40 KČs