ITTO20000512A1 - Crogiuolo di vetro di silice, e procedimento per la sua fabbricazione. - Google Patents
Crogiuolo di vetro di silice, e procedimento per la sua fabbricazione. Download PDFInfo
- Publication number
- ITTO20000512A1 ITTO20000512A1 IT2000TO000512A ITTO20000512A ITTO20000512A1 IT TO20000512 A1 ITTO20000512 A1 IT TO20000512A1 IT 2000TO000512 A IT2000TO000512 A IT 2000TO000512A IT TO20000512 A ITTO20000512 A IT TO20000512A IT TO20000512 A1 ITTO20000512 A1 IT TO20000512A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- silica glass
- crucible
- glass crucible
- bubbles
- arc
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 218
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 78
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 53
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 41
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 41
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 37
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 36
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 28
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 24
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 20
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 10
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 238000001307 laser spectroscopy Methods 0.000 claims description 3
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 72
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 10
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000011034 rock crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002231 Czochralski process Methods 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B20/00—Processes specially adapted for the production of quartz or fused silica articles, not otherwise provided for
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/09—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould
- C03B19/095—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould by centrifuging, e.g. arc discharge in rotating mould
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Crogiuolo di vetro di silice, e procedimento per la sua fabbricazione",
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Sfondo dell'invenzione
1. Campo dell'invenzione
La presente invenzione è relativa ad un crogiolo di vetro di silice e ad un procedimento per la sua fabbricazione. Più in particolare, la presente invenzione è relativa ad un crogiuolo di vetro di silice in grado di aumentare la resa di conversione in singolo cristallo durante l'estrazione di un singolo cristallo di silicio ed un procedimento per la sua produzione.
2. Descrizione della tecnica relativa
Il singolo cristallo di silicio da incorporare nel substrato di un dispositivo a semiconduttore è di solito preparato tramite un processo di Czochralski (processo Cz). Secondo il processo CZ, si carica un crogiuolo di vetro di silice con silice policristallina come materiale iniziale. La silice viene quindi riscaldata in senso circonferenziale in modo da fonderla. Si consente ad un cristallo di seme appeso di venire a contatto con la fusione di silicio, e quindi lo si estrae da essa.
Il crogiuolo di vetro di silice convenzionale viene prodotto tramite fusione sotto vuoto o simili. Quando la temperatura del crogiuolo di vetro di silice aumenta durante l'estrazione del singolo cristallo, si producono bolle nello strato trasparente, generando la deformazione del crogiuolo di vetro di silice. Inoltre, la fusione di silice erode la superficie del crogiuolo di vetro di silice. L'erosione genera bolle ad uno strato trasparente (strato interno) del crogiuolo di vetro di silice che vengono esposte all’interfaccia con la fusione di silice, rendendo instabile la conversione in singolo cristallo. Come risultato, si abbassa la resa della conversione in singolo cristallo. Le bolle prodotte nello strato trasparente sono composte principalmente da ossigeno. Porzioni contenenti molte impurità o acqua strutturale enucleano per le bolle. L'ossigeno circostante si diffonde nelle bolle così formate per far sì che le bolle crescano.
Negli anni recenti, sono stati studiati vari procedimenti di preparazione per preparare un crogiuolo di vetro di silice con il suo strato trasparente privo di bolle. Tuttavia, nessuna di queste proposte consente l'eliminazione totale delle bolle. Anche se questi procedimenti proposti consentono una riduzione notevole della produzione di bolle nello strato trasparente a confronto con il crogiuolo di vetro di silice convenzionale, la resa di conversione in un singolo cristallo di silicio che si richiede abbia elevata qualità non può necessariamente essere migliorata a sufficienza in misura soddisfacente.
[0005]
E’ stato finora messo comunemente in pratica un procedimento per la preparazione di crogiuoli che comprende la fusione di una polvere al quarzo come materiale iniziale in uno stampo a pressione ridotta per formare uno strato trasparente sul lato interno di un crogiuolo. In questo procedimento di preparazione, tuttavia, vengono lasciate bolle nello strato trasparente nelle vicinanze della superficie interna del crogiuolo. Quando si estrae un singolo cristallo dal crogiuolo preparato tramite tale procedimento di preparazione, le bolle si espandono nello strato trasparente. Quando lo strato trasparente sul lato interno del crogiuolo si scioglie via, le bolle entrano nella fusione di silicio. Così, le bolle vengono portate nel singolo cristallo di silicio così estratto dal crogiuolo. Le bolle generano una dislocazione del cristallo dando come risultato una dislocazione (difetto del cristallo), abbassando la conversione percentuale nel singolo cristallo.
Vari procedimenti di preparazione sono stati studiati per preparare un crogiuolo di vetro al silice con il suo strato trasparente privo di bolle.
Per esempio, come procedimento per la preparazione di un crogiuolo di vetro di silice avente meno bolle nello strato trasparente è descritto nel documento JP-A-1-157426 (Il termine "JP-A" come qui utilizzato significa una "domanda di brevetto giapponese pubblicata non esaminata") un procedimento che comprende la fornitura di una polvere al quarzo come materiale iniziale in uno stampo permeabile all'aria per formare un prodotto stampato a forma di crogiuolo riducendo la pressione nel sistema, e quindi fondendo il materiale con gas elio, gas argo o una loro miscela che è alimentata in esso per preparare un crogiuolo. Secondo il procedimento di preparazione, si può preparare un crogiuolo con il suo strato trasparente avente un tenore di bolle in qualche misura inferiore. Tuttavia, quando si estrae un singolo cristallo da questo crogiuolo di vetro di silice, le bolle si espandono come nel crogiuolo di vetro di silice preparato fondendo una polvere al quarzo come materiale iniziale alla pressione atmosferica. Le bolle vengono quindi portate nel singolo cristallo al silico così estratto, causando la dislocazione dello cristallo dando come risultato una dislocazione e rendendo in tal modo impossibile fornire un miglioramento sufficiente di conversione percentuale in un singolo cristallo.
Inoltre, il documento JP-A-1-157427 descrive un procedimento che comprende la fornitura di una polvere al quarzo con materiale iniziale in uno stampo permeabile all'aria per formare un prodotto stampato a forma di crogiuolo, riducendo la pressione nel sistema, e quindi alimentando gas idrogeno, gas elio o una miscela nel sistema gali’inizio della fusione per preparare un crogiuolo. Secondo questo procedimento di preparazione, gas idrogeno e gas elio si diffondono nello strato trasparente del crogiuolo, facendo sì che altri gas si diffondano nello strato trasparente. Così, i gas nelle bolle formate durante la fusione si diffondono via fuori dal vetro di silice. Tuttavia, quando si prepara un crogiuolo alimentando gas elio dall'inizio della fusione fino al termine della fusione, si verificano gli stessi problemi dei precedenti procedimenti di preparazione. Quando si prepara un crogiuolo alimentando gas idrogeno o una miscela di gas idrogeno e gas elio dall'inizio della fusione fino al termine della fusione, si può inibire l'espansione di bolle durante l'estrazione del singolo cristallo, ma la concentrazione di OH nel crogiuolo di vetro di silice aumenta per abbassare la viscosità del vetro di silice, generando occasionalmente la deformazione del crogiuolo. Questo svantaggio diventa notevole in particolare con crogiuoli di vetro di silice di grandi dimensioni previsti per un utilizzo prolungato.
Inoltre, il documento JP-A-7-330358 descrive un procedimento per la preparazione di un crogiuolo di vetro di silice e comprende il raffreddamento della superficie interna di un crogiuolo di vetro di silice con una atmosfera di idrogeno dopo il termine della fusione ad arco.
Secondo questo procedimento di preparazione, si possono inibire la produzione e la crescita di microbolle. Tuttavia, dato che si effettua l'alimentazione di idrogeno dopo il termine della fusione ad arco, si rende difficile ridurre la quantità di bolle che non rimangono un po' nello strato trasparente del crogiuolo e impediscono l'espansione di bolle nello strato opaco esterno.
Inoltre, il documento JP-A-5-124889 descrive un procedimento che comprende la fase di sottoporre un crogiuolo formato tramite fusione ad arco (che è stato lasciato raffreddare a temperatura ambiente) a trattamento termico ad una temperatura da 300°C a 1200°C in una atmosfera di idrogeno. Secondo questo procedimento di preparazione, si può risolvere il problema di espansione delle bolle nel crogiuolo. Tuttavia la superficie interna del crogiuolo viene erosa considerevolmente in parte durante l'estrazione del singolo cristallo, dando come risultato la caduta della conversione percentuale nel singolo cristallo.
Si è desiderato fornire un crogiuolo di vetro di silice che consenta l'estrazione di un singolo cristallo ad una elevata conversione percentuale in singolo cristallo senza portare le bolle nel singolo cristallo di silicio così estratto e generando la dislocazione, che possa essere utilizzato per un periodo di tempo prolungato e possa essere ottenuto in una dimensione grande e un procedimento per la sua preparazione con una elevata resa.
L'invenzione
La presente invenzione è stata elaborata nelle precedenti circostanze. Uno scopo della presente invenzione è quello di prevedere un crogiuolo di vetro di silice che consenta l'estrazione di un singolo cristallo ad una elevata conversione percentuale in singolo cristallo senza portare bolle nel singolo cristallo di silicio così estratto e senza generare la dislocazione, che possa essere utilizzato in un periodo di tempo prolungato e possa essere ottenuto in una dimensione grande ed un procedimento per la sua preparazione con una elevata resa .
Una prima implementazione della presente invenzione realizzata per ottenere il precedente scopo è un crogiuolo di vetro di silice avente un a pari a 0,05 o meno in uno spessore di 0,5 mm o più dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice, a essendo ottenuto dividendo l'intensità fluorescente integrata su un campo di lunghezze d'onda da 4000 cm<-1 >a 4.100 cm<-1 >tramite l'intensità fluorescente integrata ad una lunghezza d'onda di 800 cm<'1 >dove compare un punto di SiO come determinato sottoponendo una sezione dello spessore del crogiuolo di vetro di silice a spettroscopia laser di Raman che comporta l'eccitazione tramite un raggio laser di 514 nm, ed una concentrazione di gruppi ossidrili di 100 ppm o meno nell'intera periferia al di là dello spessore di almeno 1,0 mm dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice .
Una seconda implementazione della presente invenzione è un crogiuolo di vetro di silice secondo la prima implementazione, sostanzialmente privo di micro-cricche sulla sua superficie interna.
Una terza implementazione della presente invenzione è un procedimento per la preparazione di un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio che comprende la fornitura di una polvere al quarzo come materiale iniziale in uno stampo rotante per formare un prodotto stampato a forma di crogiuolo che viene quindi fuso all'arco, caratterizzato dal fatto che la fornitura di gas elio o gas argon almeno all'interno di detto prodotto stampato a forma di crogiuolo è seguita dall'inizio o dalla continuazione della fusione ad arco prima del termine della quale si sospende l'alimentazione di gas argon o la quantità alimentata di gas argon viene ridotta e si dà inizio all'alimentazione di gas idrogeno.
Una quarta implementazione della presente invenzione è un procedimento per la preparazione di un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la terza implementazione, in cui la riduzione di pressione è effettuata sul lato periferico del prodotto stampato a forma di crogiuolo tramite lo stampo prima o contemporaneamente a detta fusione all'arco o dopo la fusione della superficie interna del prodotto stampato a forma di crogiuolo tramite la fusione ad arco.
Una quinta implementazione dell'invenzione è un procedimento per la preparazione di un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la quarta implementazione, in cui là riduzione di pressione è ridotta o sospesa prima dell'inizio dell'implementazione di gas idrogeno.
La sesta implementazione della presente invenzione è un procedimento per la preparazione di un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la quarta implementazione, in cui si innesta l'alimentazione di gas idrogeno al più tardi 5 minuti prima del termine della fusione ad arco.
La settima implementazione della presente invenzione è un procedimento per la preparazione di un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la sesta implementazione, in cui si innesta l'alimentazione di gas idrogeno dopo che è trascorso un tempo corrispondente al 40% del tempo di fusione ad arco totale dall'inizio della fusione ad arco.
Breve descrizione dei disegni La Figura 1 è un diagramma che illustra il crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione.
La Figura 2 una vista ingrandita della porzione A di Figura 1.
La Figura 3 è un diagramma che illustra il procedimento per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione.
La Figura 4 è un diagramma di flusso per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione.
La Figura 5 è un altro diagramma di flusso per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione.
La Figura 6 è un altro ulteriore diagramma di flusso per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione.
La Figura Ί illustra lo spettro di Raman di un crogiuolo di vetro di silice (Esempio 1) preparato tramite il procedimento per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione.
La Figura 8 illustra lo spettro di Raman di un altro crogiuolo di vetro di silice (Esempio 2) preparato tramite il procedimento per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione.
La Figura 9 illustra le misure dell'intensità di fluorescenza della sezione trasparente del crogiuolo di vetro di silice (Esempio 1) preparato tramite il procedimento per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione .
La Figura 10 illustra le misure dell'intensità di fluorescenza della sezione trasparente del crogiuolo di vetro di silice (Esempio 2) preparato tramite il procedimento per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione .
La Figura 11 illustra le misure dell'intensità di fluorescenza della sezione trasparente di un crogiuolo di vetro di silice (Esempio comparativo 1).
La Figura 12 illustra le misure dell'intensità di fluorescenza della sezione trasparente di un crogiuolo di vetro di silice (Esempio comparativo 2).
La Figura 13 illustra le misure dell'intensità di fluorescenza della sezione trasparente di un crogiuolo di vetro di silice (Esempio convenzionale 1).
La Figura 14 illustra le misure dell'intensità di fluorescenza della sezione trasparente di un crogiuolo di vetro di silice (Esempio convenzionale 2).
La Figura 15 illustra la distribuzione della concentrazione di gruppi OH sullo spessore di crogiuoli di vetro di silice naturali preparati tramite il procedimento per la preparazione di un crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione e crogiuoli di vetro silice degli esempi comparativi ed esempi convenzionali.
La Figura 16 illustra la distribuzione della concentrazione di gruppi OH sullo spessore di crogiuoli di vetro di silice sintetici preparati tramite il procedimento della preparazione dei crogiuoli di vetro di silice secondo la presente invenzione e crogiuoli di vetro di silice di esempi comparativi ed esempi convenzionali.
Descrizione della forma di attuazione preferita Forme di attuazione dell'implicazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione e dei procedimenti per la sua preparazione saranno descritte qui di seguito in relazione ai disegni allegati.
La Figura 1 è un diagramma che illustra un crogiolo di vetro di silice 1 secondo la presente invenzione. Il crogiuolo di vetro di silice 1 è formato da due strati, cioè uno strato trasparente (strato interno) 3 previsto sul suo lato di superficie interna 2 ed uno strato opaco (strato esterno) 5 previsto secondo sul suo lato di periferia esterna 4.
Come illustrato in Figura 2, che è una vista ingrandita di una parte di Figura 1, il crogiuolo di vetro di silice 1 ha un a pari a 0,05 o meno in uno spessore di 0,5 mm o più dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice, a essendo ottenuto dividendo l'intensità fluorescente integrata su un campo di lunghezze d'onda da 4000 cm<-1 >a 4100 cm<-1 >tramite l'intensità di fluorescenza integrata ad una lunghezza d'onda di 800 cm<-1 >dove compare un picco di SiO come determinato sottoponendo una sezione dello spessore del crogiuolo di vetro di silice a spettroscopia laser di Raman che comporta l'eccitazione tramite il raggio laser di 514 nm, ed una concentrazione di gruppi OH pari a 100 ppm o meno nell'intera periferia al di là di uno spessore di almeno 1,0 mm dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice.
Nella suddetta soluzione, il crogiuolo di vetro di silice 1 non è soggetto alla produzione o espansione di bolle nello strato trasparente 3 durante l'estrazione del singolo cristallo tramite il procedimento di CZ. Inoltre, il crogiuolo di vetro di silice 1 non è sottoposto ad alcuna deformazione durante l'estrazione del singolo cristallo. Come risultato, si può realizzare una elevata conversione percentuale in singolo cristallo.
Quando non si soddisfa il requisito che il valore di a sia 0,05 o meno in uno spessore di 0,5 mm o più dalla superficie interna 2 del crogiuolo di vetro di silice 1, non si possono impedire la produzione e l'espansione delle bolle. Inoltre, quando non si soddisfa il requisito della concentrazione di gruppi OH sia di 100 ppm o meno nell'intera periferia al di là dello spessore di almeno 1,0 mm dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice, non si può inibire la deformazione dell’intero crogiuolo di vetro di silice 1.
Allo scopo di impedire la produzione di bolle nello strato trasparente durante l'estrazione del singolo cristallo di silicio dal crogiuolo di vetro di silice, è necessario che le impurità o l'acqua strutturale che possono enucleare siano tolte oppure si tolga l'ossigeno sciolto in eccesso nel vetro di silice o legato in modo instabile all'atomo di Si.
Con riferimento alla prima soluzione, è difficile rimuovere completamente le impurità o acqua strutturale. Con riferimento alla seconda soluzione, si può inibire la produzione di bolle formando, ri-riscaldando o fondendo lo strato trasparente in idrogeno.
L'effetto dell'idrogeno sull'inibizione della produzione di bolle può essere spiegato come segue. In primo luogo togliendo ossigeno dall'atmosfera, l'ossigeno sciolto in eccesso nel vetro di silice può essere escluso dal vetro di silice. In secondo luogo, l'ossigeno instabile viene portato e fissato nella struttura di rete di vetro o stabilizzato come gruppo OH. Si ritiene che l'idrogeno agisca in modo da convertire l'ossigeno nell'atmosfera in acqua, abbassando in tal modo la concentrazione di ossigeno nell'atmosfera, così come converta l'ossigeno instabile nel vetro di silice in un gruppo OH in modo che esso sia fisso.
La precedente congettura può basarsi sulla seguente conoscenza.
Dalla conoscenza che ossigeno in eccesso contenente ossigeno instabile emette una fluorescenza rossa avente un picco a 650 nra, gli inventori hanno trovato che i raggi a infrarossi emessi irradiando il vetro di silice con raggio laser possono essere rilevati in modo da giudicare la rimozione percentuale dell'ossigeno in eccesso, cioè se l'ossigeno si può diffondere o sciogliere nel vetro di silice abbastanza a fondo da togliere l'ossigeno instabile.
L'intensità fluorescente può essere rilevata tramite spettroscopia laser di Raman utilizzando un raggio laser di 514 nm, che può essere misurato tramite spettroscopia laser di Raman. Lo spettro di Raman così sviluppato ha un picco avente una frequenza centrale di circa 4000 cm<-1>. In un certo dettaglio, si taglia un provino a colonna comprendente lo strato trasparente dal crogiuolo di vetro di silice. Si leviga quindi a specchio il provino. Il provino così levigato a specchio viene quindi irradiato con un raggio laser. Si misura quindi la fluorescenza risultante sul lato anteriore del provino. I picchi di fluorescenza si distribuiscono in un campo da 2000 cm<-1 >a 6000 cm<-1>. Così, si può effettuare la misura in qualsiasi punto in questo campo di frequenze. Tuttavia, quando si effettua la misura sul lato delle lunghezze d'onda brevi, i picchi fluorescenti si sovrappongono ai picchi di SiO, e la misura è soggetta all'effetto della fluorescenza gialla. Di conseguenza, si effettua preferibilmente la misura sul lato di lunghezze d'onda lunghe.
La misura può essere effettuata in un punto. Tuttavia, si può determinare l'intensità integrale in un certo campo per aumentare la sensibilità di misura. Di conseguenza, si calcola la densità di area della fluorescenza rossa nel campo di frequenza da 4000 cm<'1 >a 4100 cm<'1>, dove si ha una scarsa interferenza e si può ottenere l'intensità sufficiente. Si misura il picco di rete di SiO che compare a 800 cm<-1 >come picco di riferimento. Si calcola l'intensità di area del picco di rete di SiO in un campo di frequenza da 700 cm<"1 >a 900 cm<"1>. L'intensità di fluorescenza è definita dal rapporto dell'intensità di area della fluorescenza rossa rispetto all'intensità di area del picco di riferimento. Si è trovato che quando il rapporto di intensità è pari a 0,05 o meno come valutato in precedenza, si può inibire la produzione di bolle.
Il livello zero nelle misure dell'intensità di fluorescenza indica il caso in cui il provino non è irradiato da un raggio laser. Lo spettroscopio utilizzato deve essere in grado di rimuovere a fondo la dispersione di Rayleigh sviluppata dal raggio laser incidente. La ragione per cui il tasto di misura varia da 4000 cm<-1 >a 4100 cm<'1 >è che l'intensità di fluorescenza diventa massima entro questo campo. Un'altra ragione è che si desidera eliminare l'effetto della fluorescenza gialla sul lato a bassa frequenza tenendo conto dell'interferenza da parte del picco di OH che compare nel campo da 3500 cm<-1 >a 3800 cm<-1 >e il picco di H2 che compare nel campo da 4100 cm<-1 >a 4200 cm<-1>. Il picco di SiO viene tagliato da una linea di base lineare tra 700 cm<-1 >e 900 cm<-1 >e integrato in questo campo.
Il crogiuolo di vetro di silice 1 è preferibilmente sostanzialmente privo di microcricche sulla sua superficie interna. Il termine "sostanzialmente privo di micro-cricche" come qui utilizzato vuole indicare che non si producono configurazioni bianche visive anche dopo 5 ore o più di immersione in acido fluoridrico (HF) avente una concentrazione dal 15% al 17%.
Tale forma di attuazione preferita ha le seguenti basi.
Come procedimento per inibire l'espansione di bolle nel crogiuolo di vetro di silice, cioè l'espansione volumetrica del crogiuolo di vetro di silice, è stato finora messo in pratica un procedimento che comprende le fasi di sottoporre un crogiuolo di vetro di silice formato tramite fusione all'arco (che è stato lasciato raffreddare a temperatura ambiente) a trattamento termico ad una temperatura da 300°C a 1200°C in una atmosfera di idrogeno (JP-A-5-124889) . Secondo gli esperimenti degli inventori, si è confermato che detto procedimento dà certamente una soluzione al problema dell'espansione delle bolle nel crogiuolo di vetro di silice ma è soggetto ad una considerevole erosione parziale della superficie interna del crogiuolo di vetro di silice durante l'estrazione di un singolo cristallo danno come risultato la diminuzione della conversione percentuale in singolo cristallo. Si presume che l'erosione parziale della superficie interna del crogiuolo di vetro di silice comporti il seguente fenomeno. In altre parole, quando il crogiuolo di vetro di silice che è stato in precedenza raffreddato viene sottoposto a trattamento termico nella seguente atmosfera di idrogeno, aree contenenti impurità disperse sulla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice sono erose dall'idrogeno, facendo sì che si verifichino numerose micro-cricche invisibili dappertutto sulla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice. Si presume cosi che quando si estrae un singolo cristallo dal crogiuolo di vetro di silice, l'erosione da parte del Si fuso cominci in maniera selettiva con le precedenti microcricche.
Le precedenti micro-cricche non possono essere confermate anche tramite un misuratore di rugosità superficiale o simili. Tuttavia, il precedente crogiuolo di vetro di -silice..può ..essere osservato visivamente per rilevarne configurazioni bianche quando la sua superficie interna è immersa in una soluzione di acido fluoridrico avente una concentrazione dal 15% al 17% per un periodo da 5 a 10 ore. Al contrario, gli inventori hanno trovato che quando si estrae un singolo cristallo da un crogiuolo di vetro di silice che non presenta nessuna di queste configurazioni, che è un crogiuolo di vetro di silice sostanzialmente privo di microcricche sulla sua superficie interna, non si verifica alcuna rugosità notevole sulla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice durante l'estrazione del singolo cristallo a differenza dei procedimenti convenzionali.
Il procedimento per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione sarà ora descritto qui di seguito.
Come illustrato in Figura 3, un apparecchio 11 per la preparazione di crogiuoli di vetro di silice ha un stampo di formazione di crogiuoli 12 comprendente un organo interno 13 formato da un organo permeabile al gas quale uno stampo avente una pluralità di fori passanti formati in esso e uno stampo di carbonio poroso assai purificato ed un fermo 15 per trattenere l'organo interno 13 con un passaggio 14 per l'aria previsto interposto tra essi.
Fissato al fermo 15 nella sua porzione inferiore si ha un albero rotante 16 che è connesso a mezzi rotanti (non illustrati). L'albero rotante 16 sostiene in modo rotante lo stampo di formazione di crogiuoli 12. Il passaggio 14 per l'aria è connesso a una uscita per l'aria 1-8 prevista al centro dell'albero rotante 16 tramite una apertura prevista nella porzione inferiore del fermo 15. Il passaggio 14 per l'aria è connesso infine ad un meccanismo di evacuazione 19.
Previsti opposti all'organo interno 13 nella sua porzione superiore vi sono elettrodi ad arco 20 per la scarica ad arco, un ugello 21 per l'alimentazione di materiale iniziale, un tubo 22 per 1'alimentazione di gas inerte ed un tubo 23 per l'alimentazione di gas idrogeno.
Di conseguenza, allo scopo di preparare un crogiuolo utilizzando l'apparecchio 11 per la preparazione di crogiuoli di vetro di silice precedente, si attiva una sorgente di comando rotante (non illustrata) per far ruotare l'albero rotante 16 nella direzione indicata dalla freccia, facendo sì che lo stampo di formazione di crogiuoli 12 ruoti ad una predeterminata velocità. Nello stampo di formazione di crogiuoli 12 nella sua porzione superiore viene alimentata una polvere di silice ad elevata purezza come materiale iniziale attraverso l'ugello 21 per l’alimentazione di materiale iniziale. La polvere di silice così alimentata viene premuta contro l'organo interno 13 dello stampo di formazione di crogiuoli 12 tramite una forza centrifuga per formare un prodotto 24 stampato a forma di crogiuolo. Come precedente polvere di silice si può utilizzare una polvere di silice naturale quale una polvere di cristallo di roccia oppure una polvere di silice sintetica come ottenuta tramite il procedimento di sol-gel o simili, singolarmente oppure in una combinazione appropriata .
Successivamente si segue il diagramma di flusso per la preparazione illustrata in Figura 4. In un certo dettaglio, si attiva il meccanismo di evacuazione 19 per evacuare l'interno dell'organo interno 13. Si alimenta gas elio o gas argon nell'interno 24i del prodotto stampato 24 ad una velocità costante, ad esempio 80 l/min attraverso il tubo 22 di alimentazione di gas inerte. Dopo 5 minuti di alimentazione di gas elio, gli elettrodi ad arco 20 sono eccitati in modo continuo per riscaldare internamente il prodotto stampato 24, formando in tal modo uno strato fuso sulla superficie interna del prodotto stampato 24.
Dopo che è trascorso un predeterminato periodo di tempo, il meccanismo di evacuazione 19 viene quindi regolato o sospeso per regolare o sospendere l'evacuazione dell'interno dello stampo di formazione di crogiuoli 12 allo scopo di formare in modo appropriato uno strato opaco contenente numerose bolle sul lato esterno del crogiuolo. Con l'evacuazione che diminuisce o viene sospesa, si continua la fusione ad arco per il tempo di fusione ad arco totale (T minuti). Dopo che è trascorso un predeterminato periodo di tempo dall'inizio della fusione ad arco, si sospende l'alimentazione di gas elio. Dopo la sospensione dell'alimentazione di gas elio, si dà inizio all'alimentazione di gas idrogeno, ad esempio contemporaneamente alla sospensione dell'alimentazione di gas elio. Si alimenta gas idrogeno nell'interno 24i del prodotto stampato 24 ad una velocità costante ad esempio pari a 100 l/min attraverso il tubo 23 di alimentazione di gas idrogeno. Si dà inizio all'alimentazione di gas idrogeno al più tardi a 5 minuti, ad esempio 10 minuti, prima della sospensione della fusione ad arco e dopo che sono trascorsi t minuti corrispondenti al 40% del tempo totale di fusione ad arco (T minuti) (t > 0,4 T). Dopo che è trascorso un predeterminato periodo di tempo T dall'inizio della fusione ad arco, si sospende l'eccitazione della fusione ad arco e l'alimentazione di gas idrogeno per terminare il processo di preparazione di crogiuoli .
Secondo il precedente procedimento di preparazione di crogiuoli, l'alimentazione di gas elio rende possibile ridurre in maniera appropriata la quantità di bolle nello strato opaco previsto sul lato esterno del crogiuolo di vetro di silice. Inoltre, l'alimentazione di gas elio e l'alimentazione di gas idrogeno durante la seconda metà della fase di preparazione rendono possibile ridurre drasticamente la quantità di bolle nello strato trasparente. Inoltre, si può impedire l'espansione delle bolle rimaste nello strato trasparente e delle bolle nello strato opaco durante l'estrazione del singolo cristallo.
Inoltre, la fusione sotto vuoto rende possibile ridurre la quantità di bolle rimaste nello strato trasparente. Inoltre, la regolazione del grado di vuoto rende possibile controllare la quantità e il diametro delle bolle nello strato opaco. La fusione sotto vuoto viene effettuata preferibilmente prima o nello stesso tempo in cui si ha l'inizio della fusione ad arco oppure dopo che la superficie interna del prodotto stampato a forma di crogiuolo è stata fusa tramite fusione ad arco nello spessore, ad esempio, pari a 100 pm per ottenere il primo effetto. Inoltre, la riduzione a sospensione dell'evacuazione durante la fusione ad arco rende possibile controllare la quantità di bolle nello stato opaco in maniera più appropriata.
Inoltre, dato che si dà inizio all'alimentazione di gas idrogeno 5 minuti prima della sospensione della fusione ad arco, si può esercitare a sufficienza l'effetto di alimentazione dell'idrogeno rendendo possibile ridurre la quantità di bolle rimaste nello strato trasparente previsto sul lato interno del crogiuolo e impedire l'espansione di bolle nello strato opaco previsto sul lato esterno del crogiuolo.
Inoltre, dato che si dà inizio all'alimentazione di gas idrogeno dopo il trascorrere di un tempo t corrispondente al 40% del tempo di fusione all'arco totale T, non si può deteriorare la viscosità ad alta temperatura del vetro di silice che costituisce il 'crogiuolo rendendo possibile ottenere un crogiuolo di vetro di silice che può essere utilizzato per un periodo di tempo esteso.
Quando si dà inizio all'alimentazione di gas idrogeno prima del trascorrere del tempo t corrispondente al 40% del tempo totale di fusione ad arco a T, esistono un maggior numero di aree contenenti il gruppo OH nel vetro di silice ad una elevata concentrazione, deteriorando la viscosità ad alta temperatura dell'intero crogiuolo. Il crogiuolo risultante è sottoposto ad una deformazione durante l'estrazione del singolo cristallo e così non può essere utilizzato per un periodo di tempo prolungato.
Nella precedente forma di attuazione, si dà inizio all'alimentazione di gas idrogeno contemporaneamente alla sospensione dell'alimentazione di gas elio. Come illustrato in Figura 5, tuttavia, si può continuare l'alimentazione di gas elio con la velocità ridotta da 80 l/min a 10 l/min invece di sospenderla. Si può dare inizio all'alimentazione di gas idrogeno nello stesso tempo in cui si ha la riduzione della velocità di alimentazione.
Inoltre, l'alimentazione di gas idrogeno può non essere innescata nello stesso periodo in cui si ha la sospensione di gas elio. Anche quando si dà inizio all'alimentazione di idrogeno dopo che è trascorso un predeterminato periodo di tempo dalla sospensione dell'alimentazione del gas elio nella misura in cui esso sia abbastanza breve, ci si può attendere l'effetto della presente invenzione.
Inoltre, come illustrato in Figura 6, si può continuare l'alimentazione di gas idrogeno fino a quando si lascia raffreddare il crogiuolo a 800°C dopo la sospensione dell'eccitazione per la fusione ad arco.
In altre parole, il procedimento per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silice secondo la presente invenzione comporta la fusione ad arco con gas elio o gas arco in alimentazione, l'alimentazione di gas elio o argo essendo sospesa o diminuita dopo che è trascorso un predeterminato periodo di tempo dall'inizio della fusione ad arco, accompagnata dall'inizio dell'alimentazione di gas idrogeno, l'inizio e il tempo dei quali sono regolati .
Di conseguenza, l'effetto sinergico del gas elio o del gas argon e del gas idrogeno causa la riduzione delle bolle rimaste nello strato trasparente e impedisce l'espansione delle bolle rimaste nello strato trasparente, rendendo possibile impedire che le bolle entrino nella fusione di silicio durante l'estrazione del singolo cristallo di silicio e pertanto impedire il verificarsi della dislocazione nel singolo cristallo di silicio dovuta alla dislocazione di cristallo. Cosi, si può ottenere una elevata conversione percentuale in un singolo cristallo. Come risultato, si può ottenere un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio avente una elevata viscosità che non è sottoposta ad alcuna deformazione anche dopo un utilizzo prolungato con una dimensione grande.
[Esempi]
Si sono preparati crogiuoli di vetro di silice. I crogiuoli di vetro di silice così preparati sono stati quindi esaminati per rilevarne le caratteristiche. Utilizzando questi crogiuoli di vetro di silice, si sono condotti test effettivi per l'estrazione del singolo cristallo di silicio. Così, si sono valutati in modo omnicomprensivo i vari crogiuoli di vetro di silice.
[1] Preparazione del crogiuolo di vetro di silice (Esempio 1):
Uno stampo di crogiuoli avente un diametro esterno di 560 mm e una altezza d 500 mm è stato caricato con un materiale iniziale avente un diametro di particelle medio di 230 pm preparato macinando cristallo di roccia naturale e purificando il materiale ad uno spessore di deposito di 25 mm. Si è quindi alimentato gas elio all'interno del prodotto stampato ad una velocità di 80 l/min evacuando contemporaneamente all'esterno lo stampo di crogiuolo così caricato ad una pressione di fusione di 300 Torr utilizzando una pompa a vuoto. Quando sono passati 5 minuti dopo l'inizio dell'alimentazione di gas elio, si sono eccitati in modo continuo gli elettrodi d'arco per riscaldare internamente il prodotto stampato per 60 minuti in totale. Quando sono passati 15 minuti dopo l'inizio della fusione ad arco, si è ridotta la pressione di fusione a 700 Torr. Quando sono trascorsi 50 minuti dopo il trascorrere di circa l'83% del tempo totale di fusione dell'arco (60 minuti) si è sospesa l'alimentazione di gas elio. Contemporaneamente, si è alimentato gas idrogeno all'interno del prodotto stampato ad una velocità di 100 l/min.
Dopo ciò, si sono continuate la fusione ad arco e l'alimentazione di gas idrogeno. Quando sono passati 10 minuti dopo l'inizio dell'alimentazione di gas idrogeno, si sono sospese la fusione di argo e l'alimentazione di gas idrogeno contemporaneamente per terminare il procedimento di preparazione di crogiuoli, ottenendo in tal modo un crogiuolo di vetro di silice.
[2] Esame delle caratteristiche del crogiuolo di vetro di silice
(1) Condizioni per la preparazione di un campione di crogiuoli di vetro di silice.
Esempio 1: Crogiuolo di vetro di silice preparato tramite il procedimento di preparazione descritto nella Clausola [1] (si è utilizzato un materiale di silice naturale; spessore di deposito; 25 min).
Esempio 2: crogiuolo di vetro di silice preparato nella maniera identica a quella descritta nella Clausola [1] tranne che si sono utilizzati i seguenti materiali. (Lato esterno. Si è utilizzato un materiale di silice naturale (spessore di deposito: 17 mm); lato di superficie interna: si è utilizzata silice sintetica (spessore di deposito: 8 ram).
Esempio comparativo 1: Crogiuolo di vetro di silice preparato da un solo materiale di silice naturale in maniera identica all'Esempio 1 tranne che si era alimentato gas idrogeno sulla superficie interna del prodotto stampato in polvere nel periodo prima dell'inizio della fusione ad arco e la sospensione della fusione ad arco.
Esempio comparativo 2: crogiuolo di vetro di silice preparato da materiale di silice naturale e materiale di silice sintetica analogamente all'Esempio 2 ma in maniera identica all'Esempio comparativo 1.
Esempio convenzionale 1: Crogiuolo di vetro di silice preparato dal solo materiale di silice naturale in maniera identica all'Esempio 1 tranne che si è effettuata la fusione ad arco nell 'atmosfera.
Esempio convenzionale 2: crogiuolo di vetro di silice preparato da materiale dì silice naturale per lo strato esterno e materiale di silice sintetica per lo strato interno in maniera identica all'Esempio 2 tranne che si è effettuata la fusione ad arco nell'atmosfera.
(2) Misura dell'intensità di fluorescenza
Si è tagliato un provino a colonna dal crogiuolo di vetro di silice (Esempio 1) preparato tramite il procedimento di preparazione descritto nella clausola (1)· Il provino è stato levigato a specchio, e quindi sottoposto a spettroscopia laser di Raman. In qualche dettaglio, il provino è stato irradiato in perpendicolare sulla sua faccia laterale con un raggio laser di Ar di 5\4 mm ad una potenza di 400 mW. Si sono misurate la dispersione di Raman e la fluorescenza risultante sulla faccia anteriore del provino. La dispersione di Raman e la fluorescenza sono state sottoposte ad analisi spettroscopica utilizzando uno spettroscopio del tipo Zernitana avente una risoluzione di 1 cm<-1 >o meno. Si è quindi rilevata l'intensità di fluorescenza tramite CCD che era stato raffreddato con azoto liquefatto.
La Figura 7 indica lo spettro del provino dell'Esempio 1 ad uno spessore di 0,5 mm della sua superficie interna. La Figura 8 indica lo spettro del provino dell'Esempio 1 ad uno spessore di 2 mm dalla sua superficie interna.
Si è confermato che la elevata fluorescenza rossa sviluppata dall'ossigeno sciolto compare nello strato trasparente. Come descritto nelle Figure 7 e 8, il valore di a ottenuto dividendo l'intensità fluorescente integrata su un campo di lunghezze d'onda da 4000 cm<-1 >a 4100 cm-<1 >tramite l'intensità fluorescente integrata ad una lunghezza d'onda di 800 cm<-1 >dove compare un picco di SiO come determinato sottoponendo una sezione dello spessore del crogiuolo di vetro di silice a spettroscopia laser di Raman che comporta l'eccitazione tramite raggio laser di 514 mm è T2/T1 oppure T3/T1, che è chiamata intensità di fluorescenza.
(3) Misura della variazione dell'intensità di fluorescenza
Si è tagliato un provino a colonna dei vari crogiuoli di vetro di silice {Esempi 1 e 2, Esempi comparativi 1 e 2, Esempi convenzionali 1 e 2) preparato nelle condizioni di preparazione descritte nella clausola (1), lo si è levigato a specchio e quindi lo si è esaminato per rilevare la variazione di intensità di fluorescenza della sezione dello strato trasparente tramite la precedente spettroscopia laser di Raman. I risultati della misura sono evidenziati nelle Figure da 9 a 14.
* Come illustrato nelle Figure 9 e 10, gli esempi 1 e 2 comportano ciascuno la formazione di uno strato trasparente gas elio seguita dal riscaldamento dello strato di superficie del crogiuolo in idrogeno e presentano così una diminuzione di intensità di fluorescenza a 0,05 o meno in uno spessore di 1,2 min e 1,0 min dalla superficie dello strato trasparente, rispettivamente. Questo significa che il riscaldamento nell'idrogeno fa sì che l'idrogeno si diffonda o si sciolga nello strato di superficie di vetro, rimuovendo l'ossigeno sciolto e l'ossigeno instabile.
Come illustrato nelle Figure 11 e 12, gli Esempi comparativi 1 e 2 comportano ciascuno la formazione di uno strato trasparente in una atmosfera di idrogeno e presentano così una diminuzione di intensità di fluorescenza a 0,05 o meno in uno spessore di 4,0 mm e 4,3 mm dalla superficie dello strato trasparente, rispettivamente. Questo significa che sono stati tolti l'ossigeno sciolto e l'ossigeno instabile.
Come illustrato nelle Figure 13 e 14, gli Esempi convenzionali 1 e 2 comportano ciascuno la formazione di uno strato trasparente in aria. Così, nell'Esempio convenzionale 1, l'intensità di fluorescenza è di 0,05 o meno in uno spessore di 0,2 mm dalla superficie dello strato trasparente, e più di 0,05 su uno spessore all'esterno del punto di 0,5 mm dalla superficie dello strato trasparente.
Nell'Esempio convenzionale 2, l'intensità di fluorescenza è superiore a 0,05 nell'intero spessore dello strato trasparente. Ciò significa che l'ossigeno sciolto e l'ossigeno instabile sono stati lasciati nello strato trasparente .
(4) Misura della concentrazione di gruppi OH.
Si è tagliato un provino a colonna dei vari crogiuoli di vetro di silice (Esempi 1 e 2, Esempi comparativi 1 e 2, Esempi convenzionali 1 e 2) preparati secondo le condizioni di preparazione descritte nella Clausola [2](1) in maniera identica a quella descritta nella Clausola (1), e quindi lo si è misurato per rilevare la concentrazione di gruppi OH nella direzione verticale tramite spettroscopia agli infrarossi. I risultati della misura sono evidenziati nelle Figure 15 e 16.
* Come illustrato in Figura 15, l'esempio 1 presenta una distribuzione di concentrazione di gruppi OH variabile da 30 ppm a 43 ppiti in uno spessore esterno del punto di almeno 1,0 mm dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice e presenta una concentrazione di gruppi OH di 50 ppm o meno dappertutto in questo campo di settori.
Come illustrato in Figura 16, l'Esempio 2 presenta una distribuzione di concentrazione di gruppi OH variabile da 32 ppm a 71 ppm in uno spessore all'esterno del punto di almeno 1,0 mm dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice e presenta una concentrazione di gruppi OH di 100 ppm o meno in uno spessore all'esterno del punto di 7,5 mm dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice.
* Come illustrato in Figura 15, l'Esempio comparativo 1 presenta una distribuzione di concentrazione di gruppi OH variabile da 69 ppm a 208 ppm nello spessore totale dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice alla superficie esterna del crogiuolo di vetro di silice e presenta una concentrazione di gruppi OH di 100 ppm o meno in uno spessore all'esterno del punto di almeno 7,5 mm dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice. Come illustrato in Figura 16, l'esempio comparativo 16 presenta una distribuzione di concentrazione di gruppi OH variabile da 185 ppm a 246 ppm sullo spessore totale dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice alla superficie esterna del crogiuolo di vetro di silice e presenta una concentrazione di gruppi OH superiore a 100 ppm sullo spessore totale del crogiuolo di vetro di silice.
* Come illustrato nelle Figure 15 e 16, gli Esempi convenzionali 1 e 2 presentano quasi lo stesso contributo di concentrazione di gruppi OH degli Esempi 1 e 2, rispettivamente.
[3] Test di estrazione effettiva
Un singolo cristallo avente un diametro di 200 ram è stato estratto 10 volte ciascuno dai vari crogiuoli di vetro di silice preparati secondo le condizioni di preparazione descritte nella Clausola [2] (1) in maniera identica a quella descritta nella Clausola [1] che sono-stati caricati con 180 kg di polisilicio. Si sono ottenuti i seguenti risultati .
Esempio 1: qualsiasi sezione del crogiuolo di vetro di silice così utilizzata non ha presentato nè espansione di bolle nè lo strato trasparente nè deformazione del crogiuolo di vetro di silice. La conversione percentuale media risultante in un singolo cristallo è staa del 97%.
Esempio 2: Qualsiasi sezione del crogiuolo di vetro di silice così utilizzato non ha presentato nè espansione di bolle nello strato trasparente nè deformazione del crogiuolo di vetro di silice. La conversione percentuale media risultante di un singolo cristallo è stata del 99%.
Esempio comparativo 1: qualsiasi sezione del crogiuolo di vetro di silice così utilizzato non ha presentato alcuna espansione di bolle nello strato trasparente. Tuttavia, il crogiuolo di vetro di silice è stato osservato e generalmente deformato. In alcune sezioni, si è osservata la porzione periferica rettilinea inclinata verso l'interno. La conversione media risultante di un singolo cristallo è stata dell'89%.
Esempio comparativo 2: Qualsiasi sezione del crogiuolo di vetro di silice così utilizzata non ha presentato alcuna espansione di bolle nello strato trasparente. Tuttavia, il crogiuolo di vetro di silice è stato osservato generalmente deformato. In alcune sezioni, si è osservata la porzione periferica rettilinea inclinata verso l'interno. La conversione media risultante di un singolo cristallo è stata del 92%.
Esempio convenzionale 1: qualsiasi sezione del crogiuolo di vetro di silice così utilizzato non ha presentato alcuna deformazione generale dello strato trasparente. Tuttavia, si sono osservate numerose bolle considerevolmente grandi, e si è osservata una certa espansione delle bolle. La conversione media risultante di un singolo cristallo è stata dell'85%.
Esempio convenzionale 2: qualsiasi sezione del crogiuolo del vetro di silice così utilizzata non ha presentato alcuna deformazione generale dello strato trasparente. Tuttavia, si sono osservate numerose bolle considerevolmente grandi, e si è osservata una certa espansione delle bolle. La conversione media risultante in singolo cristallo è stata dell'87%.
Per la valutazione dell'espansione delle bolle, lo strato trasparente nella sezione del crogiuolo di vetro di silice così utilizzato è stato osservato a confronto con quello del crogiuolo di vetro di silice non utilizzato.
Il crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la presente invenzione ha poche bolle rimaste nello strato trasparente. Inoltre, si può inibire l'espansione delle bolle rimaste nello strato trasparente, rendendo possibile impedire che le bolle nello strato trasparente entrino nel silicio stampato durante l'espansione di un singolo cristallo di silicio. In questa soluzione, il singolo cristallo di silicio così estratto dal crogiuolo di vetro di silice non viene sottoposto ad alcuna dislocazione dovuta alla dislocazione del cristallo. Come risultato, si può ottenere una conversione elevata in un singolo cristallo. Inoltre, il crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la presente invenzione non si sottopone ad alcuna deformazione anche dopo un utilizzo prolungato. La zona di vetro di silice secondo la presente invenzione può essere inoltre preparata anche in una dimensione grande.
In un certo dettaglio, il valore di a ottenuto dividendo l'intensità di fluorescente integrata su un campo di lunghezze d'onda da 4.000 cm<-1 >a 4.100 cm<-1 >tramite l'intensità fluorescente integrata ad una lunghezza d'onda di 800 cm<-1 >dove compare un picco di SiO come determinato sottoponendo una sezione dello spessore del crogiuolo di vetro di silice a spettroscopia laser di Raman che comporta l'eccitazione tramite un raggio laser di 514 mm è di 0,05 o meno in uno spessore di 0,5 mm o più dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice, e la concentrazione di gruppi OH è di 100 ppm o meno nell'intera periferia al di là di uno spessore almeno pari a 1,0 mm dalla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice. In questa soluzione, il crogiuolo di vetro di silice secondo la presente invenzione non genera alcuna produzione di bolle durante l'estrazione di un singolo cristallo e non presenta alcuna deformazione durante o dopo l'uso, rendendo possibile fornire una elevata estrazione percentuale di un singolo cristallo.
Inoltre, il crogiuolo di vetro di silice è sostanzialmente privo di micro-cricche sulla sua superficie interna. Così, non si verifica alcuna rugosità notevole sulla superficie interna del crogiuolo di vetro di silice durante l’estrazione del singolo cristallo, rendendo possibile fornire una elevata estrazione percentuale di singolo cristallo.
Secondo il procedimento per la preparazione del crogiuolo di vetro di silice e per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la presente invenzione, l'effetto sinergico del gas elio o del gas argo e del gas idrogeno causa la riduzione delle bolle rimaste nello strato trasparente e impedisce l'espansione delle bolle rimaste nello strato trasparente, rendendo possibile impedire alle bolle l'entrata nella fusione di silicio durante l'estrazione del singolo cristallo di silico e pertanto impedire il verificarsi della dislocazione nel singolo cristallo di silicio cosi estratto dovuta alla dislocazione del cristallo. Così, si può ottenere una elevata conversione percentuale in singolo cristallo. Come risultato, un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio avente elevata viscosità che non è sottoposto ad alcuna deformazione anche dopo un uso prolungato può essere ottenuto anche in dimensioni grandi. Inoltre, dato che si può ridurre la quantità di bolle nello strato trasparente sul lato interno del crogiuolo di vetro di silice, controllando l'alimentazione di gas elio o gas argo e gas idrogeno all'interno del crogiuolo, si può ottenere una elevata resa della produzione del crogiuolo.
In accordo con l'alimentazione di gas idrogeno dopo la riduzione dell'alimentazione del gas olio a 0, oppure la sospensione dell'alimentazione del gas olio o del gas argo, l'effetto di impedire l'espansione di bolle che è accompagnato alla fusione ad arco nell'alimentazione di gas idrogeno tende ad essere uniforme su tutta la superficie interna. Il motivo di questa tendenza non è chiaro ma sembra essere il seguente. Nel caso di alimentazione di gas idrogeno dopo la sospensione dell'alimentazione di gas olio o gas argo, la fase gassosa diviene uniforme. Al contrario, nel caso di alimentazione dì gas idrogeno con l'alimentazione di gas olio o gas argo, si forma lo stato in cui il gas olio o il gas argo non perviene uniformemente ne gas idrogeno, per cui l'effetto non è così uniforme.
Inoltre, dato che la riduzione di pressione è effettuata sul lato periferico del prodotto stampato a forma di crogiuolo tramite lo stampo prima o nello stesso momento in cui si ha la fusione dell'arco o dopo la fusione della superficie interna del prodotto stampato a forma di crogiuolo tramite fusione ad arco, si può ridurre la quantità di bolle rimaste nello strato trasparente. Inoltre, la riduzione del grado di vuoto rende possibile controllare la quantità e il diametro delle bolle nello strato opaco.
Inoltre, dato che la riduzione di pressione è diminuita o sospesa prima dell'inizio dell'alimentazione di gas idrogeno, si può esercitare a sufficienza l'effetto di alimentazione di idrogeno, rendendo possibile ridurre la quantità di bolle rimaste nello strato trasparente previsto sul lato interno del crogiuolo e impedire l'espansione delle bolle nello strato opaco previsto sul lato esterno del crogiuolo.
Inoltre, dato che si dà inizio all'alimentazione di gas idrogeno almeno 5 minuti prima della sospensione della fusione ad arco, si può esercitare a sufficienza l'effetto di alimentazione dell'idrogeno, rendendo possibile ridurre la quantità di bolle rimaste nello strato trasparente previsto sul lato interno del crogiuolo e impedire l'espansione di bolle nello strato opaco previsto sul lato esterno del crogiuolo.
Inoltre, dato che si dà inizio all'alimentazione di gas idrogeno dopo che è trascorso un tempo corrispondente al 40% del tempo totale di fusione ad arco dall'inizio della fusione ad arco, non si può deteriorare la viscosità ad alta temperatura del vetro di silice che costituisce il crogiuolo rendendo possibile ottenere un crogiuolo di vetro di silice che può essere utilizzato per un periodo di tempo prolungato.
Descrizione dei numeri e dei segni di riferimento 1 Crogiuolo di vetro di silice
2 Superficie interna
3 Strato trasparente
4 Periferia esterna
5 Strato opaco
11 Apparecchio per la preparazione di crogiuoli di vetro di silice
12 Stampo di formazione di crogiuoli
13 Organo interno
14 Passaggio per l'aria
15 Fermo
16 Albero rotante
17 Apertura
18 Uscita per l'aria
19 Meccanismo di evacuazione
0 Elettrodo ad arco
21 Ugello per l'alimentazione di materiale iniziale
22 Tubo per l'alimentazione di gas inerte
23 Tubo per l'alimentazione di gas idrogeno
24 Prodotto stampato a forma di crogiuolo
24i Interno
Claims (9)
- RIVENDICAZIONI 1. - Crogiuolo di vetro di silice avente un a pari a 0,05 o meno su uno spessore di 0,5 mm o più dalla superficie interna di detto crogiuolo di vetro di silice, a essendo ottenuto dividendo l’intensità fluorescente integrata su un campo di lunghezze d'onda da 4000 cm<-1 >a 4100 cm-<1 >tramite l'intensità fluorescente integrata ad una lunghezza d'onda di 800 cm<'1 >dove compare un picco di SiO come determinato sottoponendo una sezione dello spessore di detto crogiuolo di vetro di silice a spettroscopia laser di Raman che comporta l'eccitazione tramite raggio laser di 514 mm, una concentrazione di gruppi OH di 100 ppm o meno sull'intera periferia al di là di uno spessore di almeno 1,0 mm dalla superficie interna di detto crogiuolo di vetro di silice.
- 2. - Crogiuolo di vetro di silice secondo la rivendicazione 1, sostanzialmente privo di microcricche sulla sua superficie interna.
- 3. - Procedimento per fabbricare un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio, comprendente le fasi di: formare un prodotto stampato a forma di crogiuolo alimentando una polvere di quarzo come materiale iniziale in uno stampo rotante per la formatura; rendere detto prodotto stampato a forma di crogiuolo con fusione ad arco alimentando gas elio o gas argo almeno all'interno di detto prodotto stampato a forma di crogiuolo; e dare inizio all'alimentazione di gas idrogeno con la riduzione dell'alimentazione di gas elio o gas argo prima del termine di cui si riduce la quantità alimentata di gas argo.
- 4. - Procedimento per fabbricare un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la rivendicazione 3, in cui la fase di alimentare l'idrogeno comprende la fase di sospendere la quantità di alimentazione di idrogeno.
- 5. - Procedimento per fabbricare un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la rivendicazione 3, in cui la fase di effettuare la fusione ad arco di detto prodotto stampato a forma di crogiuolo ha la fase di effettuare la riduzione di pressione sul lato periferico di detto prodotto stampato a forma di crogiuolo tramite detto stampo prima o nello stesso tempo in cui si ha detta fusione ad arco o dopo la fusione della superficie interna di detto prodotto stampato a forma di crogiuolo tramite detta fusione ad arco.
- 6. - Procedimento per fabbricare un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la rivendicazione 5, in cui la riduzione di pressione è diminuita o sospesa prima dell'inizio dell'alimentazione di gas idrogeno.
- 7 . - Procedimento per fabbricare un crogiuolo di vetro di silice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la rivendicazione 5, in cui l'alimentazione di gas di idrogeno è innescata al massimo 5 minuti prima del termine della fusione ad arco.
- 8. - Procedimento per fabbricare un crogiolo di vetro di sìlice per estrarre un singolo cristallo di silicio secondo la rivendicazione 7, in cui l'alimentazione di gas di idrogeno è innescata dopo che è trascorso un tempo corrispondente al 40% del tempo totale di fusione all'arco dall'inizio della fusione ad arco.
- 9. Crogiulo di vetro di silice e procedimento per la sua fabbricazione sostanzialmente come descritto ed illustrato.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15429599A JP3765368B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 石英ガラスルツボおよびその製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITTO20000512A0 ITTO20000512A0 (it) | 2000-06-01 |
| ITTO20000512A1 true ITTO20000512A1 (it) | 2001-12-01 |
| IT1320495B1 IT1320495B1 (it) | 2003-12-10 |
Family
ID=15581023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT2000TO000512A IT1320495B1 (it) | 1999-06-01 | 2000-06-01 | Crogiuolo di vetro di silice, e procedimento per la sua fabbricazione. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6652934B1 (it) |
| JP (1) | JP3765368B2 (it) |
| KR (1) | KR100377554B1 (it) |
| DE (1) | DE10027176C2 (it) |
| IT (1) | IT1320495B1 (it) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030024467A1 (en) * | 2001-08-02 | 2003-02-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method of eliminating near-surface bubbles in quartz crucibles |
| US20030226376A1 (en) * | 2002-06-10 | 2003-12-11 | General Electric Company | Fabrication of heavy walled silica tubing |
| JP4288652B2 (ja) * | 2002-10-22 | 2009-07-01 | ジャパンスーパークォーツ株式会社 | 溶融シリコンの湯面振動の判定方法 |
| US6887949B2 (en) * | 2002-11-15 | 2005-05-03 | General Electric Company | Star-branched silicone polymers as anti-mist additives for coating applications |
| JP4453954B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2010-04-21 | 信越石英株式会社 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボの製造方法および該製造方法で製造された石英ガラスルツボ |
| US7383696B2 (en) | 2005-09-08 | 2008-06-10 | Heraeus Shin-Etsu America, Inc. | Silica glass crucible with bubble-free and reduced bubble growth wall |
| TWI408259B (zh) * | 2006-09-28 | 2013-09-11 | Shinetsu Quartz Prod | 具有鋇摻雜內壁的矽玻璃坩堝 |
| JP5398074B2 (ja) * | 2007-07-28 | 2014-01-29 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 石英ガラスルツボの製造方法および製造装置 |
| JP4995069B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2012-08-08 | ジャパンスーパークォーツ株式会社 | 内面結晶化ルツボおよび該ルツボを用いた引上げ方法 |
| JP2011088755A (ja) * | 2008-03-14 | 2011-05-06 | Japan Siper Quarts Corp | 石英ガラスルツボおよびその製造方法 |
| DE102008026890B3 (de) * | 2008-06-05 | 2009-06-04 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Tiegels aus Quarzglas |
| KR101156965B1 (ko) * | 2008-07-03 | 2012-06-20 | 쟈판 스파 쿼츠 가부시키가이샤 | 석영 유리 도가니의 제조 방법, 그에 의해 제조된 석영유리 도가니 및, 그의 제조 장치 |
| US8272234B2 (en) | 2008-12-19 | 2012-09-25 | Heraeus Shin-Etsu America, Inc. | Silica crucible with pure and bubble free inner crucible layer and method of making the same |
| CN102395535B (zh) * | 2009-05-26 | 2014-07-02 | 信越石英株式会社 | 二氧化硅容器及其制造方法 |
| US9003832B2 (en) | 2009-11-20 | 2015-04-14 | Heraeus Shin-Etsu America, Inc. | Method of making a silica crucible in a controlled atmosphere |
| JP4951057B2 (ja) | 2009-12-10 | 2012-06-13 | 信越石英株式会社 | シリカ容器及びその製造方法 |
| JP5500684B2 (ja) * | 2010-06-25 | 2014-05-21 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリカガラスルツボ及びその製造方法、シリコンインゴットの製造方法 |
| JP5500686B2 (ja) * | 2010-11-30 | 2014-05-21 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリカガラスルツボ |
| US8713966B2 (en) | 2011-11-30 | 2014-05-06 | Corning Incorporated | Refractory vessels and methods for forming same |
| CN104145051B (zh) * | 2011-12-22 | 2018-08-10 | 株式会社Sumco | 氧化硅玻璃坩埚的评价方法、单晶硅的制造方法 |
| JP5844638B2 (ja) * | 2011-12-29 | 2016-01-20 | 株式会社Sumco | シリコンガラスルツボにおける異常サイトの検査方法 |
| CN103703171A (zh) * | 2012-05-16 | 2014-04-02 | 信越石英株式会社 | 单晶硅提拉用二氧化硅容器及其制造方法 |
| JP5941384B2 (ja) * | 2012-09-25 | 2016-06-29 | クアーズテック株式会社 | シリコン単結晶引上げ用シリカガラスルツボの製造方法 |
| JP6405827B2 (ja) * | 2014-09-22 | 2018-10-17 | 株式会社Sumco | シリカガラスルツボの製造方法 |
| JP6405828B2 (ja) * | 2014-09-22 | 2018-10-17 | 株式会社Sumco | ルツボ測定方法 |
| JP5946560B2 (ja) * | 2015-05-13 | 2016-07-06 | 株式会社Sumco | シリカガラスルツボのラマンスペクトルの三次元分布の決定方法、シリコン単結晶の製造方法 |
| US9551649B2 (en) | 2015-05-28 | 2017-01-24 | Src, Inc. | Surface sampling method, device, and system for enhanced detection of chemical and biological agents |
| WO2017110967A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社Sumco | ルツボ検査装置、ルツボ検査方法、シリカガラスルツボ、シリカガラスルツボの製造方法、シリコンインゴットの製造方法、ホモエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| JP6123000B2 (ja) * | 2016-05-31 | 2017-04-26 | 株式会社Sumco | シリカガラスルツボの評価方法、シリコン単結晶の製造方法 |
| JP6713382B2 (ja) * | 2016-08-30 | 2020-06-24 | クアーズテック株式会社 | 石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボ |
| JP7128083B2 (ja) * | 2017-11-10 | 2022-08-30 | クアーズテック株式会社 | 石英ガラス部材の評価方法 |
| JP7157932B2 (ja) * | 2019-01-11 | 2022-10-21 | 株式会社Sumco | シリカガラスルツボの製造装置および製造方法 |
| CN113493925A (zh) * | 2020-04-08 | 2021-10-12 | 阔斯泰公司 | 石英玻璃坩埚及其制造方法 |
| JP2021167267A (ja) | 2020-04-08 | 2021-10-21 | クアーズテック株式会社 | 石英ガラスルツボ及びその製造方法 |
| US11821689B2 (en) * | 2021-09-09 | 2023-11-21 | James W. Masten, Jr. | High efficiency heating tank |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3522194A1 (de) * | 1985-06-21 | 1987-01-02 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung von glaskoerpern |
| US4828593A (en) * | 1986-02-28 | 1989-05-09 | Japan Oxygen Co., Ltd. | Process for the production of glass |
| JP2559604B2 (ja) | 1987-12-15 | 1996-12-04 | 東芝セラミックス株式会社 | 石英ガラスルツボの製造方法 |
| JP2577587B2 (ja) * | 1987-12-15 | 1997-02-05 | 東芝セラミックス株式会社 | 石英ガラスルツボ製造装置 |
| US5141786A (en) * | 1989-02-28 | 1992-08-25 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Synthetic silica glass articles and a method for manufacturing them |
| JP2933404B2 (ja) * | 1990-06-25 | 1999-08-16 | 信越石英 株式会社 | シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボとその製造方法 |
| DE69109026T2 (de) * | 1990-09-07 | 1995-12-07 | Mitsubishi Chem Corp | Silica-Glas Pulver und Verfahren seiner Herstellung und daraus hergestellter Silica-Glasgegenstand. |
| JP2747856B2 (ja) | 1991-10-31 | 1998-05-06 | 信越石英株式会社 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ及びその製造方法 |
| JP2736863B2 (ja) | 1994-05-31 | 1998-04-02 | 信越石英株式会社 | 石英ガラスルツボの製造方法 |
| JPH10330124A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Toshiba Corp | 石英ガラスおよびその製造方法、ならびにその石英ガラスを用いた熱処理装置および熱処理方法 |
-
1999
- 1999-06-01 JP JP15429599A patent/JP3765368B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-30 KR KR10-2000-0029297A patent/KR100377554B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-05-31 DE DE10027176A patent/DE10027176C2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-01 IT IT2000TO000512A patent/IT1320495B1/it active
- 2000-06-01 US US09/584,478 patent/US6652934B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10027176C2 (de) | 2003-01-30 |
| KR20010049448A (ko) | 2001-06-15 |
| ITTO20000512A0 (it) | 2000-06-01 |
| KR100377554B1 (ko) | 2003-03-26 |
| JP2000344536A (ja) | 2000-12-12 |
| IT1320495B1 (it) | 2003-12-10 |
| JP3765368B2 (ja) | 2006-04-12 |
| DE10027176A1 (de) | 2001-03-29 |
| US6652934B1 (en) | 2003-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ITTO20000512A1 (it) | Crogiuolo di vetro di silice, e procedimento per la sua fabbricazione. | |
| US6553787B1 (en) | Method for manufacturing quartz glass crucible | |
| TWI447079B (zh) | 氧化矽玻璃坩堝 | |
| US7305852B2 (en) | Method for manufacturing quartz glass ingot | |
| KR102494261B1 (ko) | 석영 유리 도가니 및 그의 제조 방법 | |
| KR20100071907A (ko) | 기포 없는 순수 내측 도가니 층을 구비하는 실리카 도가니 및 그 제조 방법 | |
| KR101023457B1 (ko) | 실리콘 단결정 인상용 석영 유리 도가니 제조 방법 | |
| EP2067883B1 (en) | Method for producing a vitreous silica crucible | |
| JP4717771B2 (ja) | シリカガラスルツボ | |
| JP2001328831A (ja) | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボの製造方法 | |
| JP4279015B2 (ja) | 石英ガラスルツボ及び石英ガラスルツボの製造方法 | |
| JP3625636B2 (ja) | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボの製造方法 | |
| KR101497385B1 (ko) | 단결정 실리콘 인상용 실리카 용기 및 그 제조 방법 | |
| TWI435961B (zh) | 氧化矽玻璃坩堝的製造方法 | |
| EP2471752B1 (en) | Method of manufacturing vitreous silica crucible | |
| JP5595615B2 (ja) | 単結晶シリコン引き上げ用シリカ容器及びその製造方法 | |
| JP4467391B2 (ja) | 石英ルツボ | |
| KR101403335B1 (ko) | 실리카 유리 도가니의 제조 방법 | |
| JP3672460B2 (ja) | シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法 | |
| JP4054434B2 (ja) | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボおよびその製造方法 | |
| JP6713382B2 (ja) | 石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボ | |
| EP2471753A2 (en) | Method of manufacturing vitreous silica crucible | |
| JPH08253333A (ja) | 石英ガラス質ルツボ | |
| CN113493925A (zh) | 石英玻璃坩埚及其制造方法 | |
| EP3018468B1 (en) | Method for evaluating suitability of silica powder for manufacturing of silica-glass crucible for pulling silicon single crystal |