DD265916A1

DD265916A1 - Verfahren zur zuechtung von hochreinen siliciumeinkristallen

Info

Publication number: DD265916A1
Application number: DD30886187A
Authority: DD
Inventors: Klaus Schmugge; Werner Geil; Fritz Stiehler; Elke Bormann
Original assignee: Freiberg Spurenmetalle Veb
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1989-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuechtung von hochreinen Siliciumeinkristallen nach dem Czochralskiverfahren unter Verwendung von Hochfrequenzheizung. Ziel der Erfindung ist es, die Schmelze frei von durch die Zuechtungsanordnung verursachten Verunreinigungen zu halten. Das Ziel wird dadurch erreicht, dass die Waermeabgabe des Tiegels, die Frequenz und die Stromstaerke so aufeinander abgestimmt werden, dass die Temperatur an der inneren Tiegelwand unterhalb der Schmelztemperatur des Siliciums bleibt.

Description

Der Vorteil der Erfindung besteht Insbesondei ι darin, daß die Schmelze durch keinerlei Einbauten im Tiegel beziehungsweise zusätzliche Anordnungen der Züchtungsappai itur beeinträchtigt wird. Darüber hinaus wird der direkte Kontakt der Schmelze mit der Tiegelwand vermieden. Die Schmelze bleibt frei von Verunreinigungen, so daß Einkristalle hoher Reinheit gezüchtet werden können.

Claims

1. Verfahren zum Züchten von hochreinen Siliciumeinkristallen nach der Czochralski-Methode unter Verwendung der Hochfrequenzheizung, gekennzeichnet dadurch, daß die Wärmeabgabe des T «gels, die Frequenz und die Stromstärke aufeinander abgestimmt werden, derart, daß die Temperatur an der inneren Tiegelwand unterhalb der Schmelztemperatur des Siliciums bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wärmeabgabe des Tiegels durch Zuführung von Schutzgas eingestellt wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Vorfahren zur Züchtung von hochreinen Siliciumeinkristallen nach der Czochralski-Methode unter Anwendung von Hochfrequenzheizung.

Charakteristik det bekannten Stande« der Technik

Es ist ein Verfahren bekannt zum Herstellen von hochreinen Siliclumetäben (OE-OS 3519632). Bei diesem Verfahren wird eine aus Siliciumgranulaten bestehende Masse in elnom Tiegel elektrisch derart geschmolzen, daß sie die Schmelze zur Tiegelwand hin abschirmt und isoliert und dadurch verhindert, daß aus dem Tiegel Verunreinigungsstoff G in die Sillciumschmelze gelangen können. Zur Durchführung dieses Verfahrens werden zwei Elektrode': in einem Quarztiegel angeordnet. Durch die zwischen den beiden Elektroden befindliche Masse wird ein elektrischer Strom geführt und so lange erhalten, wie die Sillciumschmelze entsteht. Der Schmelzvorgang findet in einem begrenzten Bereich der zwischen den Elektroden vorhandenen Masse statt, so daß mindestens eine Granulatschicht erhalten bleib:. Der Nachteil dieses Verfahrens ist nicht mir die konstruktiv aufwendige Anbringung der Elektroden, sondern vor allem die mit dem Einbau der Elektroden im Tiegel entstehende Beeinträchtigung der Schmelze durch Fremdmaterial und die dadurch verursachte Verunreinigung.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum Züchten von hochreinen Siliciumeinkristallen nach der Czochralski-Methode, wobei Verunreinigungen der Schmelze, die durch die Züchtungsanordnung entstehen, weitgehend ausgeschlossen werden und eine reine Schmelze gewährleistet wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln zum Züchten von Siliciumeinkrietallon aus der Schmelze unter Anwendung der Hochfrequenzheizung, wobei Fremdstoffe von der Schmelze ferngehalten werden durch zweckmäßige, die Schmelzqualität nicht beeinträchtigende Mittel.

Erflndungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß die Wärmeabgabe des Tiegels mit der Frequenz und der Stromstärke derart abgestimmt Ist, daß die Temperatur der inneren Tiegelwandung unterhalb der Schmelztemperatur des Siliciums bleibt. Vorteilhafterwelse kann die Tiegeltemperatur durch Schutzgaszuführung gekühlt werden. Infolge der eingestellten Temperaturverhältnisse bildet slcii zwischen der Tiegelwand und der Im Tiegel befindlichen Schmelze eine feste Slliciumschicht aus. Diese Siliciumschicht verhindert das Diffundieren von Fremdstoffen aus der Tiogelwand in die Schmelze, gewährleistet aber weiterhin den nahezu ungedämpften Durchgang der Hochfrequenzenergie, die infolge des geringeren spezifischen Widerstandes von der Schmelze absorbiert wird.

Ausftihrungsbefsplel

Die Erfindung wird anhand eines Ausfuhrungsbeioplels und einer Zeichnung näher erläutert. Fig. 1: zeigt eine schematiche Züchtungsanordnung im Schnitt.

Aus der In einem Tiegel 3 aus Quarzglas befindlichen Sillciumschmelze 2 wird ein Siliciumeinkristall 1 gezogen. Der Tiegel 3 ist auf der Bodenplatte β angeordnet und wird durch die Tiegelwelle 7 bewegt. Ort, don Tiegel 3 ist die Hochfrequenzspule 4 angeordnet. Die Frequenz ist < 1 MHz. Die erforderliche Stromstärke ist in Abhängigkeit von der Tiegefgröße, der Spulengeometrie und den bestehenden Wärmeübergangsbedingungen einstellbar. Die während des Züchtungsprozeoses erfolgende Wärmeabgabe dea Degels 3 führ*, zur Kühlung der Tiegelwandung und der angrenzenden Siliclumschmefze 2. Dadurch erstarrt eine in Abhängigkeit von der Frequenz und dem Wärmeübergang unterschiedlich dicke Schmelzschicht, so daß sich eine feste Sillciumschteht 6 zwischen der Tiegelwand und der Im Tiegel 3 befindlichen Schmelze 2 ausbildet. Diese Schicht 6 verhindert, daß Verunreinigungen aus der Tiegelwandung in die Schmelze 2 gelangen.