DE3709731A1 - Verfahren und vorrichtung zur einkristallzuechtung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur einkristallzuechtungInfo
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Einkristallzüchtung, die in der Lage
sind, die Qualität von Einkristallen zu verbessern, indem
beim Ziehen der Kristalle nach dem Czochralski-
Verfahren aus dem geschmolzenen Material, das durch Erwärmen
der elektrisch leitfähigen Substanz erhalten
wird, ein Magnetfeld auf das geschmolzene Material angewendet
wird.
Das Czochralski-Verfahren ist als Verfahren zur Herstellung
von Einkristallen wie Silicium bekannt, und
dieses Verfahren umfaßt das Inkontaktbringen der Saatkristalle
mit der Oberfläche des geschmolzenen Materials
der Polykristalle, die in einem Tiegel geschmolzen wurden,
und die anschließende Züchtung von Einkristallen durch
langsames Hochziehen der Saatkristalle unter Rotation.
In diesem Fall unterliegt das geschmolzene Material
durch die Wärme, die von der Seite des geschmolzenen
Materials angewendet wird, und die zirkulierte Strömung,
wie die Zentrifugalströmung der Oberflächenschicht des
geschmolzenen Materials durch die Rotation der Saatkristalle
einer Wärmekonvektion. Die Wärmekonvektion und
die zirkulierte Strömung rufen an der Grenzfläche, an
der die Einkristalle wachsen, Temperaturschwankungen
hervor und rufen als Ergebnis unerwünschte Wirkungen der
Verursachung uneinheitlicher Eigenschaften und Mängel
der Kristalle auf der Innenseite der so gezüchteten Einkristalle
hervor.
In dem Fall, in dem das geschmolzene Material eine elektrisch
leitfähige Substanz wie Silicium ist, wird in
Anbetracht dessen in Horizontalrichtung des geschmolzenen
Materials ein paralleles Magnetfeld angewendet, wodurch
eine magnetische Viskosität des Materials verursacht
wird und dessen zirkulierte Strömung geregelt
wird. Als Einrichtung zur Anwendung des horizontalen
Magnetfeldes wurden Kernelektromagneten oder kernlose
Wicklungen vom gegenüberstehenden Zylinder-Typ, gegenüberstehenden
Scheiben-Typ oder gegenüberstehenden
Sattel-Typ verwendet. In dieser Erfindung werden im
Hinblick auf Ökonomie, physikalische Größe, Gewicht und
ebenfalls den Elektroenergieverbrauch supraleitfähige
kernlose Wicklungen verwendet, um ein hochmagnetisches
Feld mit großer Größe zu erhalten.
Wenn es jedoch beabsichtigt ist, mit der herkömmlichen
Technik Einzelkristalle mit großem Durchmesser zu erhalten,
resultieren für die Vorrichtung zur Anwendung
des Magnetfeldes auf das geschmolzene Material die folgenden
Probleme, da es notwendig ist, ein intensiveres
Magnetfeld auf das geschmolzene Material anzuwenden.
Bei den Kernelektromagneten wird mit der Erhöhung der
Ausgangsleistung des erzeugten Magnetfelds das Gewicht
übermäßig erhöht, genauso wie der Elektroenergieverbrauch
zur Erzeugung des Magnetfeldes und die Kühlwassermenge
der Wicklungen merklich vergrößert werden.
Bei den kernlosen Wicklungen ist der Elektroenergieverbrauch
und die Menge des verbrauchten Kühlwassers viel
größer als im Falle der Kernelektromagneten, obwohl sie
verglichen mit den Kernelektromagneten im Hinblick auf
das Gewicht manchmal vorteilhaft sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obengenannten
Probleme zu überwinden und ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Züchtung von Siliciumeinkristallen
mit hoher Qualität und großem Durchmesser zu schaffen,
indem die Konvektion und die zirkulierte Strömung der
geschmolzenen Siliciumflüssigkeit behindert werden können.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann durch
ein Verfahren zur Einkristallzüchtung gelöst werden,
welches umfaßt:
einen Schritt des Erwärmens einer elektrisch leitfähigen Substanz in einem zylindrischen Schmelztiegel und des Schmelzens dieser Substanz,
einen Schritt der Anwendung eines Magnetfeldes in einer Richtung, die im wesentlichen zur Flüssigkeitsströmung der geschmolzenen Substanz rechtwinklig ist, die durch die Wärmekonvektion hervorgerufen wird, die in der Nähe der Seitenwand des Schmelztiegels ansteigt, sich entlang der Radialrichtung des Schmelztiegels in der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche der geschmolzenen Substanz nach innen richtet, in dem Bereich von der Seitenwand abfällt und sich entlang dieser Radialrichtung in der Nähe des Bodens des Schmelztiegels nach außen richtet, und
einen Schritt des Hochziehens der Einkristalle aus der geschmolzenen Substanz.
einen Schritt des Erwärmens einer elektrisch leitfähigen Substanz in einem zylindrischen Schmelztiegel und des Schmelzens dieser Substanz,
einen Schritt der Anwendung eines Magnetfeldes in einer Richtung, die im wesentlichen zur Flüssigkeitsströmung der geschmolzenen Substanz rechtwinklig ist, die durch die Wärmekonvektion hervorgerufen wird, die in der Nähe der Seitenwand des Schmelztiegels ansteigt, sich entlang der Radialrichtung des Schmelztiegels in der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche der geschmolzenen Substanz nach innen richtet, in dem Bereich von der Seitenwand abfällt und sich entlang dieser Radialrichtung in der Nähe des Bodens des Schmelztiegels nach außen richtet, und
einen Schritt des Hochziehens der Einkristalle aus der geschmolzenen Substanz.
Darüber hinaus kann die obengenannte Aufgabe durch eine
Vorrichtung zur Einkristallzüchtung gelöst werden, welche
umfaßt:
einen zylindrischen Schmelztiegel,
eine ringförmige Heizvorrichtung, die koaxial mit der Mittelachse des Schmelztiegels an der Außenseite des Schmelztiegels angeordnet ist, um die elektrisch leitfähige Substanz in dem Schmelztiegel zu schmelzen, und
ein Paar entgegengesetzt zueinander, in bezug auf die Mittelachse des Schmelztiegels symmetrisch an der Außenseite der Heizeinrichtung angeordneter elektromagnetischer Wicklungen, die im wesentlichen auf der gleichen Höhe an dessen Rotationsachse angeordnet sind wie die Flüssigkeitsoberfläche der Substanz, die in diesem Schmelztiegel geschmolzen wird und die als effektiver Durchschnittsradius das 1,5- bis 5fache des Radius des Schmelztiegels aufweisen.
einen zylindrischen Schmelztiegel,
eine ringförmige Heizvorrichtung, die koaxial mit der Mittelachse des Schmelztiegels an der Außenseite des Schmelztiegels angeordnet ist, um die elektrisch leitfähige Substanz in dem Schmelztiegel zu schmelzen, und
ein Paar entgegengesetzt zueinander, in bezug auf die Mittelachse des Schmelztiegels symmetrisch an der Außenseite der Heizeinrichtung angeordneter elektromagnetischer Wicklungen, die im wesentlichen auf der gleichen Höhe an dessen Rotationsachse angeordnet sind wie die Flüssigkeitsoberfläche der Substanz, die in diesem Schmelztiegel geschmolzen wird und die als effektiver Durchschnittsradius das 1,5- bis 5fache des Radius des Schmelztiegels aufweisen.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen
Vorrichtung können Siliciumkristalle mit
hoher Qualität und mit großem Durchmesser gezüchtet
werden, da die Konvektion und die zirkulierte Strömung
des geschmolzenen Siliciummaterials behindert werden
können.
Die Zeichnungen zeigen
Fig. 1A eine Draufsicht, die die Strömung des geschmolzenen
Materials und das Magnetfeld
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeigt,
Fig. 1B einen Längsschnitt der Fig. 1A,
Fig. 2 eine Darstellung zur Verdeutlichung
des Verhältnisses zwischen dem Radius
der Wicklungen zur Anwendung des
Magnetfeldes auf das geschmolzene Material
und der Zwischenräume zwischen
den entgegengesetzten Wicklungen,
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Intensität
des Magnetfeldes auf der Z-Achse
in Fig. 2,
Fig. 4A einen Längsteilschnitt eines Teiles
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der den
auf das geschmolzene Material angewendeten
Magnetfluß zeigt,
Fig. 4B einen Teilquerschnitt der Fig. 4A,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der
Begrenzung für die Höhe der Einrichtung
zur Erhaltung einer geringen Temperatur, und
Fig. 6A und 6B Darstellungen der Vorrichtung zur Einkristallzüchtung,
die mit einer anhebbaren
Einrichtung zur Erhaltung einer
geringen Temperatur ausgestattet ist.
Fig. 1A und 1B stellen eine Draufsicht bzw. einen Längsschnitt
dar, die die Strömung des geschmolzenen
Materials und das Magnetfeld in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung verdeutlichen, und das Prinzip des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden unter Bezugnahme auf diese Figuren nachfolgend
erklärt.
Da das geschmolzene Material 2, das in den zylindrischen
Schmelztiegel 1 gefüllt ist, gewöhnlich von der Seite
erwärmt wird, ist die Temperatur an der Außenseite des
geschmolzenen Materials 2 höher als die Temperatur im
mittleren Bereich und eine Konvektion 3 resultiert in
Richtung des äußeren Umfangs des geschmolzenen Materials
2, wie es in den Fig. 1A und 1B gezeigt ist. Auf der anderen
Seite wird infolge der Rotation der Siliciumeinkristalle
4 die Oberflächenschicht des geschmolzenen Materials
2 gedreht, was durch die Zentrifugalströmung der
Oberflächenschicht und die Aufwärtsströmung in der Mitte
des geschmolzenen Materials eine zirkulierte Strömung 5
bewirkt. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein
Magnetfluß 6 im wesentlichen entlang des Außenumfanges
und des Bodens des Schmelztiegels 1 angewendet, wodurch
der Magnetfluß 6 über einen breiten Bereich des geschmolzenen
Materials 2 die Konvektion 3 und die zirkulierte
Strömung 5 im wesentlichen rechtwinklig dazu kreuzt, um
die Strömung des geschmolzenen Materials 2 wirksam zu
unterdrücken.
Fig. 2 ist eine Darstellung zur Verdeutlichung des Verhältnisses
zwischen dem Radius der Wicklungen zur Anwendung
des Magnetfeldes auf das geschmolzene Material und
dem Abstand zwischen den entgegengesetzten Wicklungen,
worin die Wicklungen 7, jeweils von identischer Form und
mit einem Radius r, entgegengesetzt sind, wobei ein Abstand 1
beibehalten wird, damit ihr Mittelpunkt auf der Z-Achse
angeordnet ist. In diesem Fall ist die Intensität des
Magnetfeldes, die Intensität B, auf der Z-Achse, so wie
sie durch die graphische Darstellung in Fig. 3 gezeigt
ist. Wenn r = 1 ist, wird eine im wesentlichen flache Verteilung
der Magnetfeldintensität B in der Nähe der Mitte
O jeder der Wicklungen 7 erhalten, wohingegen, wenn 1 < r ist,
die Magnetfeldintensität B in der Nähe der Mitte O verringert
wird. Während auf der anderen Seite, wenn 1 < r ist,
die Magnetfeldintensität B in der Nähe der Mitte O bei
einem Maximum ist. Zum Erhalt einer einheitlichen Magnetfeldintensität
B wird auf diese Weise in Betracht
gezogen, den Radius r der Wicklungen und den Abstand 1
zwischen den entgegengesetzten Wicklungen 7 wünschenswerterweise
so gleich wie möglich zu gestalten. Es ist
jedoch üblich, im Hinblick auf die Begrenzung für die
Anordnung der Wicklungen 1 < r festzulegen.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einkristallzüchtung
erklärt.
Fig. 4A und 4B stellen einen Längsteilschnitt bzw. einen
Teilquerschnitt eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dar, die den auf das geschmolzene Material angewendeten
Magnetfluß verdeutlichen.
Ein Schmelztiegel 11 mit einem Radius r aus Quarzglas
wird in einem Schmelztiegelträger 10 aus Kohlenstoff
eingesetzt, und geschmolzenes Material 12 wird in den
Schmelztiegel gefüllt. Am Boden des Quarzglasschmelztiegels
11 ist der Krümmungsradius r b . Auf der anderen
Seite hängt ein gezüchteter Silicium-Einkristallkörper
13 mit einem Durchmesser D an einem Kristallziehdraht
14, so daß die untere Oberfläche der Kristalle in Kontakt
mit der Oberfläche des geschmolzenen Materials 12
steht. Der Schmelztiegel 11 ist in einer zylindrischen
elektrischen Heizeinrichtung 15 mit einem Radius r h enthalten,
und diese Heizeinrichtung 15 ist darüber hinaus
in einem zylindrischen Teil zur Temperaturerhaltung 16
(temperature keeping member) aus Kohlenstoff enthalten.
Flache plattenähnliche supraleitfähige Wicklungen 17 mit
einem Radius r c stehen sich zusammen mit einer Einrichtung
zur Erhaltung einer geringeren Temperatur 18 (lower
temperature keeping means) in einem Abstand L auf beiden
Seiten des Teils zur Temperaturerhaltung 16 gegenüber.
Die supraleitfähigen kernlosen Wicklungen 17 sind so angepaßt,
um im Hinblick auf Ökonomie, physikalische
Größe, Gewicht und Elektroenergieverbrauch ein hohes
Magnetfeld mit großer Größe zu erhalten. Der Magnetfluß
19 aus den Wicklungen 17 kann entlang der Außenseite des
Schmelztiegels 11 und ebenfalls entlang des Bodens des
Schmelztiegels 11 verlaufen, indem der Durchmesser r c
der Wicklungen 17, der Bodendurchmesser r b des Schmelztiegels
11 und der Abstand L zwischen den Wicklungen 17 geeignet
ausgewählt werden. Die Wicklungen 17 nehmen elektrischen
Gleichstrom auf.
Wenn ausführlicher auf die Bedingungen des Durchganges
des Magnetflusses 19 entlang der Außenseite und des
Bodens des Schmelztiegels 11 Bezug genommen wird, ist es
notwendig, daß die folgenden Verhältnisse zwischen dem
Krümmungsradius R MF des Magnetflusses 19 und dem Außendurchmesser
r des Schmelztiegels 11 bzw. zwischen dem
Krümmungsradius R MF und dem Bodenradius r b des Schmelztiegels
aufgestellt werden, welche lauten:
r ≦ R MF ≦ 4r
r b ≦ R MF ≦ 4r b .
r b ≦ R MF ≦ 4r b .
Zur Erfüllung der obengenannten Bedingungen ist es erwünscht,
daß der Radius r c der Wicklung 17 in folgendem
Verhältnis steht:
r c = (1,5-5)r.
Die Heizeinrichtung für das geschmolzene Material umfaßt
auf der anderen Seite gewöhnlich ein ringförmiges Kohlenstoffteil,
das koaxial mit der Mittelachse des
Schmelztiegels an dessen Außenseite angeordnet ist, und
die ringförmige Heizeinrichtung ist wechselseitig mit
Schlitzen vom oberen Ende und Schlitzen vom unteren Ende
im Umfang angeordnet. Folglich fließt elektrischer Heizstrom
durch die Heizeinrichtung zickzackförmig entlang
der Umfangsrichtung der Heizeinrichtung. Zur Vermeidung
von Schwingungen der Heizeinrichtung 15, die aus einer
Wechselwirkung zwischen dem elektrischen Strom und dem
Magnetfeld resultieren, ist es erwünscht, daß der Brummspannungswert
des Heizstromes der Heizeinrichtung 15 so
gering wie möglich ist.
Da der Heizstrom für einen herkömmlichen Gleichrichter,
der in einer CZ-Ziehvorrichtung (CZ-puller) verwendet
wird, gewöhnlich von 3 bis 5% Kapillarwellen enthält,
wenn die Wicklungen 17 und die Heizeinrichtung 15 enger
aneinander angeordnet sind, werden jedoch in dem Fall,
indem es Schwankungen des Stromwertes innerhalb des
obengenannten Bereiches gibt, durch das überschüssige
Magnetfeld der Wicklungen 17 und den schwankenden Strom
der Heizeinrichtung 15 bei hoher Temperatur wiederholt
große Belastungen auf die Heizeinrichtung 15 ausgeübt,
folglich wird die Haltbarkeit der Heizeinrichtung 15
verkürzt.
Diese kurze Haltbarkeit wird durch die Verwendung eines
starken elektrischen Richtstromes beseitigt. Der Gleichrichter,
der einen solchen starken elektrischen Richtstrom
liefert, ist jedoch teurer und größer als ein üblicher
Gleichrichter.
Wenn der Radius r c der Wicklung 17 und der Abstand L
zwischen den Wicklungen 17 so gewählt sind, daß sie die
Beziehungen
r c < r h , und L < 3r h ,
erfüllen, worin r h den Radius der Heizeinrichtung 15
darstellt, r c den Radius der Wicklung darstellt und L
den Abstand zwischen entgegengesetzten Wicklungen 17
darstellt, können als Ergebnis des Versuches die Zeiträume,
in denen die Heizeinrichtung 15 bei einem Brummspannungswert
von 4% des Heizstromes verwendet
wird, um von 20 bis 30% erhöht zu werden, verglichen mit
dem Fall:
r c ≦ r h , oder L ≦ 3r h .
Für ein beständiges Ziehen der Einkristalle in dem
Stadium, in dem das Magnetfeld auf das geschmolzene
Material angewendet wird, ist es übrigens wünschenswert,
daß das Verhältnis D/2r < 0,75 zwischen dem
Durchmesser D für die Einkristalle 13 und dem Durchmesser
2r für den Schmelztiegel 11 gilt, und es ergab
sich weiterhin aus dem Ergebnis dieses Versuches, daß
die Sauerstoffdichte in den gezüchteten Einkristallen 13
eine Beziehung zu dem Wert D/2r hat.
Das heißt, in dem Stadium, in dem ein Magnetfeld von
3000 G (3 × 10⁵ Vs/cm²) auf das geschmolzene Material 12
angewendet wird, kann die Sauerstoffdichte der Einkristalle
leicht auf weniger als 10 × 10¹⁷ Atome/cm³
verringert werden, wenn D/2r < 0,7 ist, und auf weniger
als 5 × 10¹⁷ Atome/cm³, wenn D/2r < 0,6 ist. Es ist bevorzugt,
daß D/2r < 0,5 ist und die Sauerstoffdichte kann
in diesem Fall so gering wie 1 × 10¹⁷ Atome/cm³ sein.
Der Durchmesser D der Einkristalle 13 ist im vorangegangenen
Versuch jedoch größer als 100 mm ⌀.
Fig. 5 ist eine Darstellung zur Verdeutlichung der Begrenzung
der Höhe der Einrichtung zum Erhalt einer geringen
Temperatur, in der gezogene Kristalle 20 innerhalb
einer Ziehkammer 21 angeordnet sind. Die Mittellinie
23 der Wicklungen 22 stimmt im wesentlichen mit
der Flüssigkeitsoberfläche 24 des geschmolzenen
Materials überein. Wenn der Durchmesser der Wicklungen
22 in der Einrichtung 25 zur Erhaltung einer geringen
Temperatur erhöht wird, werden der Außendurchmesser und
die Höhe der zylindrischen Einrichtung 25 zur Erhaltung
einer geringen Temperatur mit einer Vertikalachse für
die entgegengesetzten supraleitfähigen Wicklungen 22 in
Form flacher Platten erhöht. In der Versuchsvorrichtung,
die mit der zylindrischen Vorrichtungen zur Erhaltung
einer geringen Temperatur ausgestattet war, ist es wünschenswert,
daß die Höhe der Einrichtung zur Erhaltung
einer geringen Temperatur um 300 mm größer als die Höhe
des oberen Endes der Wicklungen ist, genauso wie der
Innendurchmesser der Einrichtung zur Erhaltung einer geringen
Temperatur, um mindestens 100 mm geringer als der
Abstand L zwischen den Wicklungen ist, und daß der
Außendurchmesser dieser Einrichtung auf einen Wert
größer als
festgelegt wird.
Im Hinblick auf den Betrieb dieser Vorrichtung ist
darüber hinaus eine große Einrichtung zur Erhaltung
einer geringen Temperatur nicht vorteilhaft, und sie ist
wünschenswerterweise auf eine solche Höhe begrenzt, daß
eine Meßwindung 26 (measuring wind) befriedigend arbeitet.
Das heißt, daß die äußere Größe der Meßeinrichtung
27 zur optischen Messung des Durchmessers der Einkristalle
20 etwa 10 cm × 30 cm oder etwa 7 cm ⌀ × 10 cm beträgt.
Zur visuellen Beobachtung der gezogenen Einkristalle
20 sollte die Haltestellung für die Meßeinrichtung
27 in einer Linie 28 angeordnet sein, die die Mitte
des Randes der Einkristalle mit der Mitte der Meßwindung
26 verbindet und die untere Grenze für die Höhe beträgt
200 mm über dem Flansch der Ziehkammer 21. Folglich ist
die Grenze für die Höhe der Einrichtung zur Erhaltung
einer geringen Temperatur 25 kleiner als 200 mm für h in Fig. 5.
Innerhalb dieses Bereiches bestehen keine Probleme für
die Befestigung der Einrichtung für die Erhaltung einer
geringen Temperatur 25 und für den Betrieb der Meßeinrichtung
27.
Es ist natürlich möglich, für die Form der Einrichtung
zur Erhaltung einer geringen Temperatur 25 verschiedene
Veränderungen vorzunehmen. Indem z. B. eine Einrichtung
zur Erhaltung einer geringen Temperatur vom abtrennbaren
Typ verwendet wird, können die obengenannten Beschränkungen
gemäßigt werden. Die äußere Form der Einrichtung
zur Erhaltung einer geringen Temperatur kann darüber
hinaus zylindrisch sein oder kann innen zylindrisch und
an der Außenseite in Form einer rechteckigen Säule
sein. Ein Beispiel für die Abmessung und das Gewicht der
Einrichtung zur Erhaltung einer geringen Temperatur zur
Verwendung mit einem Schmelztiegel von maximal 450 mm
Durchmesser war in diesem Fall: der Zylinderinnendurchmesser
betrug 900 mm, die Außengröße der rechteckigen
Säule betrug 1350 mm (Breite) × 1460 mm (Seitenabmessung)
× 1135 mm (Höhe), und das Gesamtgewicht betrug
2,6 t.
Fig. 6A ist eine Darstellung einer Vorrichtung zur
Einkristallzüchtung, die mit einer anhebbaren Einrichtung
zur Erhaltung einer geringen Temperatur ausgestattet
ist, in der die Einrichtung zur Erhaltung einer
geringen Temperatur 32 entgegengesetzt zur Ziehkammer 31
angeordnet ist. Beim Austausch der Bestandteile der
heißen Zone wie Heizeinrichtungen, beim Austausch der
Schmelztiegel, beim Befestigen des polykristallinen
Siliciums und bei der Wartung, wie Reinigung der Innenseite
der Kammer, kann die Einrichtung zur Erhaltung
einer geringen Temperatur 32 unter die Ziehkammer 31
gesenkt werden, um die Hantierbarkeit während der Wartung
zu verbessern. Darüber hinaus wird die Ziehkammer
31 auf einem Drehträger 33 und einem Drehträgerarm 34
getragen, worin die Ziehkammer 31 um den Drehträger 33
gedreht wird, um die Bestandteile der heißen Zone 35
freizulegen, wodurch die Betreibbarkeit während der
obengenannten Wartung verbessert wird.
Claims (5)
1. Verfahren zur Einkristallzüchtung, gekennzeichnet
durch:
einen Schritt des Erwärmens einer elektrisch leitfähigen Substanz in einem zylindrischen Schmelztiegel und des Schmelzens dieser Substanz,
einen Schritt der Anwendung eines Magnetfeldes in einer Richtung, die im wesentlichen zur Flüssigkeitsströmung der geschmolzenen Substanz rechtwinklig ist, die durch die Wärmekonvektion hervorgerufen wird, die in der Nähe der Seitenwand des Schmelztiegels ansteigt, sich entlang der Radialrichtung des Schmelztiegels in der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche der geschmolzenen Substanz nach innen richtet, in dem Bereich gesondert von der Seitenwand absinkt und sich entlang der Radialrichtung in der Nähe des Bodens des Schmelztiegels nach außen richtet, und
einen Schritt des Hochziehens der Einkristalle aus dem geschmolzenen Material.
einen Schritt des Erwärmens einer elektrisch leitfähigen Substanz in einem zylindrischen Schmelztiegel und des Schmelzens dieser Substanz,
einen Schritt der Anwendung eines Magnetfeldes in einer Richtung, die im wesentlichen zur Flüssigkeitsströmung der geschmolzenen Substanz rechtwinklig ist, die durch die Wärmekonvektion hervorgerufen wird, die in der Nähe der Seitenwand des Schmelztiegels ansteigt, sich entlang der Radialrichtung des Schmelztiegels in der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche der geschmolzenen Substanz nach innen richtet, in dem Bereich gesondert von der Seitenwand absinkt und sich entlang der Radialrichtung in der Nähe des Bodens des Schmelztiegels nach außen richtet, und
einen Schritt des Hochziehens der Einkristalle aus dem geschmolzenen Material.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Substanz polykristallines
Silicium umfaßt.
3. Vorrichtung zur Einkristallzüchtung, gekennzeichnet
durch
einen zylindrischen Schmelztiegel (11),
eine ringförmige Heizeinrichtung (15), die koaxial mit der Mittelachse des Schmelztiegels (11) an der Außenseite des Schmelztiegels angeordnet ist, um eine elektrisch leitfähige Substanz (12) in dem Schmelztiegel (11) zu schmelzen, und
ein Paar entgegengesetzt zueinander, in bezug auf die Mittelachse des Schmelztiegels (11) symmetrisch an der Außenseite der Heizeinrichtung (15) angeordneter elektromagnetischer Wicklungen (17, 22), die im wesentlichen auf der gleichen Höhe an dessen Rotationsachse angeordnet sind, wie die Flüssigkeitsoberfläche (24) der Substanz (12) die in diesem Schmelztiegel (11) geschmolzen wird, wobei der effektive Durchschnittsradius der Wicklung (17, 22) das 1,5- bis 5fache des Radius des Schmelztiegels (11) beträgt.
einen zylindrischen Schmelztiegel (11),
eine ringförmige Heizeinrichtung (15), die koaxial mit der Mittelachse des Schmelztiegels (11) an der Außenseite des Schmelztiegels angeordnet ist, um eine elektrisch leitfähige Substanz (12) in dem Schmelztiegel (11) zu schmelzen, und
ein Paar entgegengesetzt zueinander, in bezug auf die Mittelachse des Schmelztiegels (11) symmetrisch an der Außenseite der Heizeinrichtung (15) angeordneter elektromagnetischer Wicklungen (17, 22), die im wesentlichen auf der gleichen Höhe an dessen Rotationsachse angeordnet sind, wie die Flüssigkeitsoberfläche (24) der Substanz (12) die in diesem Schmelztiegel (11) geschmolzen wird, wobei der effektive Durchschnittsradius der Wicklung (17, 22) das 1,5- bis 5fache des Radius des Schmelztiegels (11) beträgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Substanz polykristallines
Silicium umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wicklungen supraleitfähige Wicklungen umfassen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|
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JP (1) | JP2561072B2 (de) |
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GB (1) | GB2191112B (de) |
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