CS271848B1 - Device for semiconductor silicon's monocrystals growing by means of czochralski method - Google Patents
Device for semiconductor silicon's monocrystals growing by means of czochralski method Download PDFInfo
- Publication number
- CS271848B1 CS271848B1 CS892109A CS210989A CS271848B1 CS 271848 B1 CS271848 B1 CS 271848B1 CS 892109 A CS892109 A CS 892109A CS 210989 A CS210989 A CS 210989A CS 271848 B1 CS271848 B1 CS 271848B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- graphite
- container
- silicon
- crucible
- melt
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title abstract description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- 230000012010 growth Effects 0.000 abstract description 6
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012364 cultivation method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
Vynález ee týká zařízeni pro pěstováni monokrystalů polovodičového křemíku metodou Czochralekiho.
Pěstováni monokrystalů polovodičového křemíku tažením z taveniny na zárodku metodou Czochralekiho Je jednou z nejčastějáich a průmyslově nejrozšířenějších metod přípravy tohoto základního materiálu pro elektroniku. Metoda Czochralekiho ja efektivní průmyslovou metodou používanou všude tam.kde ae požaduje velký průměr připravovaných monokrystalů, relativně velká koncentrace elektricky aktivních příměsi a kde nevadl, popřípadě je i technologicky příznivá vyšěí koncentrace kyslíku ve vyrobených monokrystalech křemíku.
Tavba ee provádí v uzavřené pracovní komoře ve vakuu nebo při nizkém tlaku v průtočném prostředí inertního plynu, nebo plynu nereagujícího a roztaveným křemíkem. Tzv. teplotní uzel je tvořen koaxiální soustavou, složenou z rostoucího monokrystalu křemiku, taveniny křemiku v křemenném kelímku vloženém do podpůrného grafitového kelímku, který je obklopen grafitovým nahřivatelem a vnější izolační soustavou několika grafitových zrcadel, popřípadě vyplněnou grafitovou pleti.
Optimalizace teplotních podmínek v průběhu procesu pěstováni monokrystalů křemiku metodou Czochralekiho, na kterých závisi parametry vyrobených monokrystalů, úspěšnost růstu a ekonomičnost výroby, so velmi složitě a citlivě zajišťuje stabilizaci a řizenim tepelného výkonu nahřlvatele, rychlosti posuvu a rotace monokrystalů, rýchloeti posuvu a rotace křemenného kelímku.
Při dosud používaných způsobech pěstováni monokrystalů polovodičového křemíku metodou Czochralekiho je zvléší obtížná optimalizace teplotních podmínek v končící fázi růstu monokrystalu, kdy ea prudce měni poměr plochy povrchu k objemu taveniny a snižuje se účinnost převodu tepla z nahřlvatele. V této fázi procesu pěstováni si různá hlediska, napřiklad maximální využiti navážky a objemová, radiální i axiální homogenita vlastnosti vyrobeného monokrystalu, vynucuji protichůdné technologické zásahy, takže stávajícím technologickým postupem není komplexní optimalizace teplotních podmínek prakticky možná.
Podle způeobu řešeni úpravy teplotních podmínek je nevýhodou stávajícího způsobu pěstováni zvýšená objemová nehomogenita vlastnosti připravených morxkryetalů, popřípadě zatuháváni taveniny od vnitřního povrchu křemenného kelímku, popřípadě nižší výtěžnost přípravy způsobená větším nezpracovatelným zbytkem v křemenném kelímku, což je spojeno s akutním nebezpečím znehodnoceni nebo zničeni grafitových dilů.
Uvedená nevýhody odstraňuje zařízeni pro pěstováni monokrystalu křemíku, sestávající z koaxiální soustavy grafitového nahřlvatele, grafitového kelímku a křemenného kelímku, kde stěna grafitového kelímku je alespoň ve evé spodní polovině opatřena průchozími přihřivacimi průzory. Tyto přihřivaci průzory zaujímají 5 až 50 % plochy grafitového kelímku a jsou rovnoměrně rozloženy po obvodu a radiálně k povrchu etěny grafitového kelímku.
Výhodou zařízeni podle vynálezu Je zvýšeni efektivity pěstováni monokrystalů, omezení četnosti nezdarů a výskytu krystalograficky defektních monokrystalů. Současně se eliminuje nebezpečí zatuháváni taveniny od stěn kelímku a zmenšuje se hmotnost technologicky nezpracovatelného zbytku taveniny křemiku v křemenném kelímku o 30 až 50 %.
Na připojeném výkresu Je v částečném řezu znázorněn teplotní uzel zařízeni pro pěstováni monokrystalu křemiku metodou Czochralekiho, tvořený koaxiální soustavou složenou z rostoucího monokrystalu, taveniny křemiku v křemenném kelímku, vloženém do podpůrného kelímku, který Je obklopen grafitovým nahřivatelem < vnější izolační soustavou grafitových zrcadel.
Přiklad provedeni
Připrava bezdislokačnlch monokrystalů křemiku o β 20 vysoce dotovaných borem na koncentraci 5.1018 at/cm3 až 5.1019 at/cm3, odpovidajici rezistivitě 0,002 až 0,015 Zicm, p-typu
CS 271 848 Bl elektrické vodivosti, které se zpracovávají na křemíkové elektrody se provede metodou. Czochralekiho v zařízeni, kde tepelný uzel je tvořen koaxiální soustavou. Soustava je složena z rostoucího monokrystalu JL, taveniny 2 křemíku v křemenném kelímku 3. o (3 152 mm, uloženém do podpůrného grafitového kelímku 4, který je obklopen grafitovým nahřivatelem 5 a vnější izolační soustavou grafitových zrcadel 6, 15, vyplněnou grafitovu plstí 7. Tavba se provádí v uzavřené pracovni komoře v průtočném prostředí Ar při tlaku 200 až 2 500 Pa a průtoku 2 až 20 1/min z navážky polykrystalickóho křemíku o hmotnosti 3 až 4 kg, tažením ze zárodku o krystalografické orientaci 111. Ve spodní čésti grafitového kelímku 4 ve spodní části do výšky 55 mm Jsou vytvořeny přihřivaci průzory í) ve formě průchozich zářezů o šířce 1 až 1,5 mm, rovnoměrně rozložených ve vzdálenosti 15 až 20 mm po obvodu grafitového kelímku 4, které jsou vedsny radiálně do jeho osy rotace.
Řizenim plošná hustoty, regulaci umístěni, respektive integrální plošné světlosti » přihřivacích průzorů _9 lze regulovat přihřivaci efekt. K optimalizaci objemového rozloženi teploty a časového průběhu teploty taveniny 2 křemíku v křemenném kelímku 3 v průběhu pěstování monokrystalu J. křemíku, zejména v končící fázi Jeho růstu, kdy se prudce mění poměr plochy povrchu k objemu taveniny 2 křemíku dojde přímým tepelným vyzařováním grafitového nahřivatele 5 průchozími přihřivacimi průzory 9 ve stěně 8 grafitového kelímku
4. Dochází k 10 až 20% prodlouženi stacionární čáeti regulace teplotních podmínek růstu monokrystalu .1 a končici fáze růstu se vyznačuje plynulejšími změnami Jednotlivých regulačních funkci.
Zařizení podle vynálezu Je zvláště vhodné pro přípravu vysocedotovaných monokrystalů křemíku,' například pro výrobu křemíkových elektrol nahrazujících Mo a W, popřípadě pro výrobu křemíkových substrátů pro epltaxii. Úpravu zařizení lze aplikovat na libovolné zařízeni pro taženi monokrystalů křemíku metodou Czochralekiho.
Claims (1)
- Zařízeni pro pěstováni monokrystalů polovodičového křemíku metodou Czochralskiho, sestávající z koaxiální soustavy grafitového nahřivatele, grafitového kelímku a křemenného kelímku, vyznačující ee tim, že stěna (8) grafitového kelímku (4) Je alespoň ve své spodní polovině opatřena průchožimi přihřivacimi průzory (9) zaujimajicimi 5 až 50 % plochy grafitového kelímku (4) a rovnoměrně rozloženými po obvodu a radiálně k povrchu stěny (8) grafitového kelímku (4).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS892109A CS271848B1 (en) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | Device for semiconductor silicon's monocrystals growing by means of czochralski method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS892109A CS271848B1 (en) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | Device for semiconductor silicon's monocrystals growing by means of czochralski method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS210989A1 CS210989A1 (en) | 1990-02-12 |
| CS271848B1 true CS271848B1 (en) | 1990-11-14 |
Family
ID=5357241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS892109A CS271848B1 (en) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | Device for semiconductor silicon's monocrystals growing by means of czochralski method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS271848B1 (cs) |
-
1989
- 1989-04-06 CS CS892109A patent/CS271848B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS210989A1 (en) | 1990-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5059596B2 (ja) | 単結晶シリコンにおける連続的成長用システム | |
| JP4147599B2 (ja) | シリコン単結晶及びその製造方法 | |
| JP2003277197A (ja) | ＣｄＴｅ単結晶およびＣｄＴｅ多結晶並びにその製造方法 | |
| EP0992618B1 (en) | Method of manufacturing compound semiconductor single crystal | |
| EP0141495B1 (en) | A method for pulling a single crystal | |
| JPH076972A (ja) | シリコン単結晶の成長方法及び装置 | |
| JPH06345584A (ja) | 単結晶引上げ方法およびその装置 | |
| CN101831696B (zh) | 硅单晶的生长方法 | |
| KR100331552B1 (ko) | 잉곳-용융물 경계의 중앙 및 가장자리에서의 온도구배의 조절에 의한 단결정 실리콘 잉곳의 제조를 위한 초크랄스키 풀러, 상기 초크랄스키 풀러용 열차단체 및 상기 초크랄스키 풀러의 개량방법. | |
| JP2000335993A (ja) | インゴット−溶融物の境界の中央及び縁での温度勾配の調節による単結晶シリコンインゴットの製造のためのチョクラルスキプーラー、チョクラルスキプーラー用熱遮断体及びチョクラルスキプーラーの改良方法 | |
| EP1774068B1 (en) | Method of growing single crystals from melt | |
| US7195671B2 (en) | Thermal shield | |
| CS271848B1 (en) | Device for semiconductor silicon's monocrystals growing by means of czochralski method | |
| Henry et al. | Growth of (100) GaAs by vertical zone melting | |
| Woodbury | Vertical-gradient-freeze growth of GaP | |
| CZ6682U1 (cs) | Zařízení k pěstování monokrystalů polovodičového křemíku metodou Czochralsklho | |
| CN221254774U (zh) | 一种直拉硅单晶炉用坩埚 | |
| GB1365724A (en) | Methods of manufacturing single crystals of semiconductor mater ial | |
| KR100324481B1 (ko) | 초크랄스키법에 의한 실리콘 단결정 성장용 흑연 도가니 | |
| JP3885245B2 (ja) | 単結晶引上方法 | |
| JPH08319189A (ja) | 単結晶の製造方法及び単結晶製造装置 | |
| JPH05294784A (ja) | 単結晶成長装置 | |
| JP2543449B2 (ja) | 結晶成長方法および装置 | |
| JP3860255B2 (ja) | 半導体単結晶の製造方法及び半導体単結晶 | |
| KR100194363B1 (ko) | 단결정실리콘의 제조방법과 장치 |