JP2575838B2 - シリコン・デンドライトウェブ結晶成長方法 - Google Patents
シリコン・デンドライトウェブ結晶成長方法Info
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- JP2575838B2 JP2575838B2 JP63223368A JP22336888A JP2575838B2 JP 2575838 B2 JP2575838 B2 JP 2575838B2 JP 63223368 A JP63223368 A JP 63223368A JP 22336888 A JP22336888 A JP 22336888A JP 2575838 B2 JP2575838 B2 JP 2575838B2
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- gas chamber
- helium
- silicon
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- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- 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
- C30B15/34—Edge-defined film-fed crystal-growth using dies or slits
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、従来法で得られたものと比べ純度が高く、
かくして効率が高いシリコン・デンドライトウェブ結晶
の成長方法に関する。
かくして効率が高いシリコン・デンドライトウェブ結晶
の成長方法に関する。
シリコン・デンドライトウェブ結晶は（111）の結晶
方向で成長した構造上の品質が高い単結晶材料の長くて
薄いリボンである。今日、シリコン・デンドライトウェ
ブの開発を押し進めているのは、シリコン・デンドライ
トウェブが日光を電気的エネルギへ直接変換する低コス
トで且つ効率の高い太陽電池の製造に用いられる可能性
があるらである。結晶が薄いリボン状のものであるため
にデバイス製造に先立って殆ど二次加工を行う必要がな
い。これとは対照的に、従来のチョクラルスキー法によ
る結晶で作られたウェーハ基板は大量に製造できるとい
う経済性はあるが、使用に先立って薄切り、ラップ仕上
げ及び磨き仕上げを行う必要があり、製造コストが高
い。また、シリコンリボンの形状が矩形なので個々の太
陽電池を効率良く集積して太陽電池の大型モジュール化
及びアレイ化を実現できる。
方向で成長した構造上の品質が高い単結晶材料の長くて
薄いリボンである。今日、シリコン・デンドライトウェ
ブの開発を押し進めているのは、シリコン・デンドライ
トウェブが日光を電気的エネルギへ直接変換する低コス
トで且つ効率の高い太陽電池の製造に用いられる可能性
があるらである。結晶が薄いリボン状のものであるため
にデバイス製造に先立って殆ど二次加工を行う必要がな
い。これとは対照的に、従来のチョクラルスキー法によ
る結晶で作られたウェーハ基板は大量に製造できるとい
う経済性はあるが、使用に先立って薄切り、ラップ仕上
げ及び磨き仕上げを行う必要があり、製造コストが高
い。また、シリコンリボンの形状が矩形なので個々の太
陽電池を効率良く集積して太陽電池の大型モジュール化
及びアレイ化を実現できる。
デンドライトウェブ結晶を効率的に成長させて実用化
するためには、かかる結晶及び該結晶の成長に用いられ
る設備が十分な純度を有することが必要である。たとえ
ば、成長室に導入される酸素の量が多すぎると二酸化シ
リコンがシリコン融液の上方に存在するガスの中に生成
したりシリコン融液の表面上に生じて結晶の成長に悪影
響を及ぼすことがある。また、酸素は成長中の結晶に対
しても有害な作用を及ぼし、これにより結晶に紺青色及
び／又は金色の酸化膜が生じるが、この酸化膜は結晶を
処理して太陽電池の状態にする前に除去しなければなら
ない。そこで、従来法では、排気してパージしたガス室
内でデンドライトウェブ結晶を成長させるが、このガス
室にはアルゴンガスを導入してシリコン融液及び成長中
の結晶に対する酸素の影響を最少限に抑えている。
するためには、かかる結晶及び該結晶の成長に用いられ
る設備が十分な純度を有することが必要である。たとえ
ば、成長室に導入される酸素の量が多すぎると二酸化シ
リコンがシリコン融液の上方に存在するガスの中に生成
したりシリコン融液の表面上に生じて結晶の成長に悪影
響を及ぼすことがある。また、酸素は成長中の結晶に対
しても有害な作用を及ぼし、これにより結晶に紺青色及
び／又は金色の酸化膜が生じるが、この酸化膜は結晶を
処理して太陽電池の状態にする前に除去しなければなら
ない。そこで、従来法では、排気してパージしたガス室
内でデンドライトウェブ結晶を成長させるが、このガス
室にはアルゴンガスを導入してシリコン融液及び成長中
の結晶に対する酸素の影響を最少限に抑えている。
しかしながら、アルゴンガスの使用だけでは成長設備
内の不純物に関する問題の全ては解決できない。たとえ
ば、黒ずんだ付着物が成長装置の蓋及び遮蔽体上に集積
する傾向があり、それにより有害な対流が生じ、結晶の
成長が悪影響を受ける。デンドライトウェブ結晶は一般
に石英製のるつぼから成長させるが、この石英製るつぼ
は加熱時に溶融シリコンと反応しがちであり、この反応
が起こるとガス状の二酸化シリコンが生じるが、これは
成長中のデンドライトウェブ上で凝縮して、除去を要す
る薄茶色の粉末状酸化物被膜になる。また一般的に粘着
性酸化物、即ちデンドライトウェブの表面上に直接生じ
る酸化物も生成するが、これら酸化物は湿式化学的処理
により除去しなければならない。また、成長装置は水分
を取り込む傾向があるが、この水分が内部のモリブデン
製の部品と反応するとモリブデンが遊離するが、遊離し
たモリブデンは成長設備内を移動し、デンドライトウェ
ブの表面に付着して該ウェブの結晶構造中に拡散するこ
とがある。ウェブが光伝導体としての特性を有する限
り、ウェブ結晶構造中のモリブデンの濃度が極めて小さ
ければ容認できる。
内の不純物に関する問題の全ては解決できない。たとえ
ば、黒ずんだ付着物が成長装置の蓋及び遮蔽体上に集積
する傾向があり、それにより有害な対流が生じ、結晶の
成長が悪影響を受ける。デンドライトウェブ結晶は一般
に石英製のるつぼから成長させるが、この石英製るつぼ
は加熱時に溶融シリコンと反応しがちであり、この反応
が起こるとガス状の二酸化シリコンが生じるが、これは
成長中のデンドライトウェブ上で凝縮して、除去を要す
る薄茶色の粉末状酸化物被膜になる。また一般的に粘着
性酸化物、即ちデンドライトウェブの表面上に直接生じ
る酸化物も生成するが、これら酸化物は湿式化学的処理
により除去しなければならない。また、成長装置は水分
を取り込む傾向があるが、この水分が内部のモリブデン
製の部品と反応するとモリブデンが遊離するが、遊離し
たモリブデンは成長設備内を移動し、デンドライトウェ
ブの表面に付着して該ウェブの結晶構造中に拡散するこ
とがある。ウェブが光伝導体としての特性を有する限
り、ウェブ結晶構造中のモリブデンの濃度が極めて小さ
ければ容認できる。
デンドライトウェブ結晶中に存在する上記不純物の濃
度を直接測定することは可能ではあるけれどもこの手順
は実施困難であり、しかも費用及び時間がかかる。或る
結晶の純度を知る一層有効な目安はその結晶で製造した
光電池の光起電効率と他の結晶で製造した光電池の光起
電効率とを比較することにより得られる。一般的に言っ
て、結晶の純度は該結晶で作られた光電池の効率と直接
的な関係がある。結晶の純度が高ければ高いほど光電池
の実現可能な効率はそれだけ一層高くなる。したがっ
て、光電池の効率を向上させるためには従来方法で成長
させた結晶よりも純度の高い結晶を製造する手法を案出
することが有効である。また、不純物の付着した成長設
備により惹起される悪条件を軽減するためには、結晶成
長設備内部の純度を現在得られる純度よりも高く維持す
る方法を開発することが有効である。
度を直接測定することは可能ではあるけれどもこの手順
は実施困難であり、しかも費用及び時間がかかる。或る
結晶の純度を知る一層有効な目安はその結晶で製造した
光電池の光起電効率と他の結晶で製造した光電池の光起
電効率とを比較することにより得られる。一般的に言っ
て、結晶の純度は該結晶で作られた光電池の効率と直接
的な関係がある。結晶の純度が高ければ高いほど光電池
の実現可能な効率はそれだけ一層高くなる。したがっ
て、光電池の効率を向上させるためには従来方法で成長
させた結晶よりも純度の高い結晶を製造する手法を案出
することが有効である。また、不純物の付着した成長設
備により惹起される悪条件を軽減するためには、結晶成
長設備内部の純度を現在得られる純度よりも高く維持す
る方法を開発することが有効である。
本発明の目的は、純度が高く、従って光電池の光起電
効率を高くする結晶を製造することにある。かかるデン
ドライトウェブ結晶を製造するには、成長装置からのデ
ンドライトウェブ結晶の成長に先立つ予備処理段階とし
てヘリウムガスをガス室に導入する。これにより、通常
は成長設備内に見受けられる付着物が減るので結晶の成
長へのそれらの影響が軽減される。その仕組みは詳細に
は分からないが、ヘリウムが何らかの態様で結晶成長設
備をパージし、その結果、該設備内のガス室の壁、サセ
プタ、るつぼ及びその他の場所に集積している不純物が
払い落とされると考えられる。
効率を高くする結晶を製造することにある。かかるデン
ドライトウェブ結晶を製造するには、成長装置からのデ
ンドライトウェブ結晶の成長に先立つ予備処理段階とし
てヘリウムガスをガス室に導入する。これにより、通常
は成長設備内に見受けられる付着物が減るので結晶の成
長へのそれらの影響が軽減される。その仕組みは詳細に
は分からないが、ヘリウムが何らかの態様で結晶成長設
備をパージし、その結果、該設備内のガス室の壁、サセ
プタ、るつぼ及びその他の場所に集積している不純物が
払い落とされると考えられる。
さらに、予備処理用ヘリウムガスが上述のように導入
されるので、結晶表面への紺青色の粘着性酸化物の付着
が著しく減少し、或いは無くなり、従って場合によって
は従来法で成長させた結晶では必要な湿式化学的処理が
不要になる。
されるので、結晶表面への紺青色の粘着性酸化物の付着
が著しく減少し、或いは無くなり、従って場合によって
は従来法で成長させた結晶では必要な湿式化学的処理が
不要になる。
特許請求の範囲に記載の本発明は、添付の図面を参照
して好ましい実施例及びその実施に使用する装置につい
ての以下の説明を読むと一層明らかになろう。
して好ましい実施例及びその実施に使用する装置につい
ての以下の説明を読むと一層明らかになろう。
第１図は全体を参照番号１で指示した典型的なデンド
ライトウェブ結晶成長設備を示している。図示のように
サセプタ28が多結晶質シリコン融液31の入ったるつぼ30
を収容している。るつぼ／サセプタ装置上にはサセプタ
蓋15が載せられている。第２図に示すようにサセプタ蓋
15はスロット16を有するが、このスロット16からデンド
ライトウェブ結晶32を引き上げることができる。図示の
ようにデンドライトウェブ結晶32はシリコン融液31中で
成長しているデンドライト10と境界を接している。
ライトウェブ結晶成長設備を示している。図示のように
サセプタ28が多結晶質シリコン融液31の入ったるつぼ30
を収容している。るつぼ／サセプタ装置上にはサセプタ
蓋15が載せられている。第２図に示すようにサセプタ蓋
15はスロット16を有するが、このスロット16からデンド
ライトウェブ結晶32を引き上げることができる。図示の
ようにデンドライトウェブ結晶32はシリコン融液31中で
成長しているデンドライト10と境界を接している。
また、第１図に示すようにデンドライトウェブ成長装
置は加熱要素17を有している。この加熱要素は通常はコ
イル誘導加熱器であり、これにより、るつぼ30に入った
シリコン31が大気圧状態でその融点1412℃まで昇温す
る。デンドライトウェブ成長装置全体はガス室18内に収
容されているが、このガス室は好ましくはガス入口ライ
ン19、ガス出口ライン20及び煙突21を有する。ガス出口
ライン19は好ましくはリング状部分26を有し、このリン
グ状部分は、好ましくはガス室18の底部27の近傍でガス
室の内部の周囲に延びている。リング状部分26は好まし
くはガス室18の充填用ガスを通すことのできる孔（図示
せず）を有する。ガス室18は通常、側部目視ポート22及
び一つ又はそれ以上の頂部目視ポート24を有し、ガス室
18の頂部23には煙突21を貫通して出口ポート25（第２図
参照）が設けられている。また、ガス室18の頂部23の目
視ポート24には別のガス流のための補助ラインを設ける
のが良い。煙突21は弁21bを備えたキャップ21aを有して
いるが、弁21bはガス室18の排気及び充填の際に煙突の
閉鎖に用いられる。弁21bはガス室18の最初のパージ中
は開かれるが、結晶を出口ポート25から引き上げる場合
にはキャップ21aは全て取り外される。
置は加熱要素17を有している。この加熱要素は通常はコ
イル誘導加熱器であり、これにより、るつぼ30に入った
シリコン31が大気圧状態でその融点1412℃まで昇温す
る。デンドライトウェブ成長装置全体はガス室18内に収
容されているが、このガス室は好ましくはガス入口ライ
ン19、ガス出口ライン20及び煙突21を有する。ガス出口
ライン19は好ましくはリング状部分26を有し、このリン
グ状部分は、好ましくはガス室18の底部27の近傍でガス
室の内部の周囲に延びている。リング状部分26は好まし
くはガス室18の充填用ガスを通すことのできる孔（図示
せず）を有する。ガス室18は通常、側部目視ポート22及
び一つ又はそれ以上の頂部目視ポート24を有し、ガス室
18の頂部23には煙突21を貫通して出口ポート25（第２図
参照）が設けられている。また、ガス室18の頂部23の目
視ポート24には別のガス流のための補助ラインを設ける
のが良い。煙突21は弁21bを備えたキャップ21aを有して
いるが、弁21bはガス室18の排気及び充填の際に煙突の
閉鎖に用いられる。弁21bはガス室18の最初のパージ中
は開かれるが、結晶を出口ポート25から引き上げる場合
にはキャップ21aは全て取り外される。
本発明では、ガス室18の排気は好ましくは最初に従来
法により、例えば、全てのポート及び弁を閉鎖し、ガス
入口ライン20を真空源に連結することにより行う。ガス
室18の排気後はアルゴンガスをガス入口ライン19を通し
て導入する。その目的は成長装置を補助的にパージする
ことにある。本発明の最適実施例では、アルゴンガスは
水素ガスを最高３％まで含有する。次いで、アルゴンガ
スをガス室18からガス出口ライン20を通して抜き出す。
この手順を好ましくは三回行うが、この手順の中には、
アルゴンガスの追加後に加熱要素17により成長装置を約
400℃まで予熱する予熱段階を含めるのが好ましい。
法により、例えば、全てのポート及び弁を閉鎖し、ガス
入口ライン20を真空源に連結することにより行う。ガス
室18の排気後はアルゴンガスをガス入口ライン19を通し
て導入する。その目的は成長装置を補助的にパージする
ことにある。本発明の最適実施例では、アルゴンガスは
水素ガスを最高３％まで含有する。次いで、アルゴンガ
スをガス室18からガス出口ライン20を通して抜き出す。
この手順を好ましくは三回行うが、この手順の中には、
アルゴンガスの追加後に加熱要素17により成長装置を約
400℃まで予熱する予熱段階を含めるのが好ましい。
一つの好ましい手順では、先ずガス入口弁19a及びガ
ス室の全ての排気弁が閉じられていることを確かめた上
でアルゴンガスによるパージを行う。次に、ガス室内の
圧力が20ミリトル以下になるまでガス真空ポンプを用い
てガス室を排気する。次いで、真空弁20aを閉じ、ガス
入口弁19aを開き、その状態でガス室をアルゴンガスで
充填するが、この充填作業は内部圧力が約150Hg（3ps
i）になるまで行う。20ミリトル以下の圧力が得られる
まで真空弁20aを開き、この弁20aを閉じ、そしてガス入
口弁19aを開いてアルゴンガスを導入するという工程を
三回繰り返すことが好ましい。
ス室の全ての排気弁が閉じられていることを確かめた上
でアルゴンガスによるパージを行う。次に、ガス室内の
圧力が20ミリトル以下になるまでガス真空ポンプを用い
てガス室を排気する。次いで、真空弁20aを閉じ、ガス
入口弁19aを開き、その状態でガス室をアルゴンガスで
充填するが、この充填作業は内部圧力が約150Hg（3ps
i）になるまで行う。20ミリトル以下の圧力が得られる
まで真空弁20aを開き、この弁20aを閉じ、そしてガス入
口弁19aを開いてアルゴンガスを導入するという工程を
三回繰り返すことが好ましい。
最終的なパージを行ったアルゴンガスを抜き出した後
は真空弁20aを閉じ、ガス室18を、ガス入口ライン19を
通して導入したヘリウムガスで満たすが、これは煙突21
を閉鎖状態に保った状態で入口弁19aを開き、ガス室18
が大気圧状態のヘリウムガスで満たされるようになるま
で行う。弁21bを開いてヘリウムガスの流量を調節す
る。ヘリウムガスの流量は重要ではないが、好ましくは
ガス室18へのヘリウムガスの充填中は大気圧よりも僅か
に高い圧力を保つのに充分な流量にする。ガス室18がヘ
リウムガスで満たされた後も、大気圧よりも僅かに高い
圧力を維持した状態でヘリウムガスを続けてガス室内に
送り込むべきであり、このようにすると余分のヘリウム
ガスが弁21bを通って大気中へ抜け出る。充填工程で用
いられるヘリウムの純度は超高純度、即ち少なくとも9
9.999％の純度であることが好ましい。
は真空弁20aを閉じ、ガス室18を、ガス入口ライン19を
通して導入したヘリウムガスで満たすが、これは煙突21
を閉鎖状態に保った状態で入口弁19aを開き、ガス室18
が大気圧状態のヘリウムガスで満たされるようになるま
で行う。弁21bを開いてヘリウムガスの流量を調節す
る。ヘリウムガスの流量は重要ではないが、好ましくは
ガス室18へのヘリウムガスの充填中は大気圧よりも僅か
に高い圧力を保つのに充分な流量にする。ガス室18がヘ
リウムガスで満たされた後も、大気圧よりも僅かに高い
圧力を維持した状態でヘリウムガスを続けてガス室内に
送り込むべきであり、このようにすると余分のヘリウム
ガスが弁21bを通って大気中へ抜け出る。充填工程で用
いられるヘリウムの純度は超高純度、即ち少なくとも9
9.999％の純度であることが好ましい。
ガス室18をヘリウムで満たした後、加熱要素17によっ
て好ましくは特定の成長装置について定められた加熱速
度、即ち所謂「ランプ（ramp）」速度で成長装置を約13
00〜1350℃の温度まで加熱することが好ましい。この加
熱中はヘリウムガスを大気圧よりも僅かに高い圧力で引
き続きガス室内へ送り込む。
て好ましくは特定の成長装置について定められた加熱速
度、即ち所謂「ランプ（ramp）」速度で成長装置を約13
00〜1350℃の温度まで加熱することが好ましい。この加
熱中はヘリウムガスを大気圧よりも僅かに高い圧力で引
き続きガス室内へ送り込む。
加熱段階の次に、ガス室へのアルゴンガスの導入段階
を実施するが、このアルゴンガス中でデンドライトウェ
ブ結晶を成長させることになる。このアルゴンガスの導
入を行うには、ヘリウムガスを成長装置に流入させた状
態でアルゴンガス供給装置をターンオンしアルゴンガス
をガス入口ラインを通して導入する。本発明の最適実施
例ではアルゴンガスは水素ガスを最高３％含有する。ア
ルゴンはヘリウムよりも重いのでアルゴンガスはヘリウ
ムガスを排除するが、このヘリウムガスは煙突21の開放
状態にある弁21bを通って成長設備から出ることにな
る。アルゴンガスがヘリウムガスを実質的に全て排除し
た後でヘリウムガスの供給を停止するのが良い。この時
点でヘリウムによる浄化工程は完了するが、成長装置を
引き続き約1412℃まで加熱してウェブ成長に適した条件
が得られるようにする。かかる温度条件が得られると
（なお、この温度条件は通常はヘリウムガスの供給停止
後約２時間経って得られる）、ウェブの成長を従来法で
始めることができる。
を実施するが、このアルゴンガス中でデンドライトウェ
ブ結晶を成長させることになる。このアルゴンガスの導
入を行うには、ヘリウムガスを成長装置に流入させた状
態でアルゴンガス供給装置をターンオンしアルゴンガス
をガス入口ラインを通して導入する。本発明の最適実施
例ではアルゴンガスは水素ガスを最高３％含有する。ア
ルゴンはヘリウムよりも重いのでアルゴンガスはヘリウ
ムガスを排除するが、このヘリウムガスは煙突21の開放
状態にある弁21bを通って成長設備から出ることにな
る。アルゴンガスがヘリウムガスを実質的に全て排除し
た後でヘリウムガスの供給を停止するのが良い。この時
点でヘリウムによる浄化工程は完了するが、成長装置を
引き続き約1412℃まで加熱してウェブ成長に適した条件
が得られるようにする。かかる温度条件が得られると
（なお、この温度条件は通常はヘリウムガスの供給停止
後約２時間経って得られる）、ウェブの成長を従来法で
始めることができる。
次頁の表Ｉは本発明のヘリウム浄化工程の実施により
得られる高い光電池効率を示している。表Ｉに示すよう
に、ヘリウムによる予備処理を行ったケースのうち殆ど
において、本発明の実施により得られた結晶で製造した
太陽電池の平均効率は、ヘリウムによる予備処理段階を
行わないで成長させた結晶で製造したものよりも優れて
いた。
得られる高い光電池効率を示している。表Ｉに示すよう
に、ヘリウムによる予備処理を行ったケースのうち殆ど
において、本発明の実施により得られた結晶で製造した
太陽電池の平均効率は、ヘリウムによる予備処理段階を
行わないで成長させた結晶で製造したものよりも優れて
いた。
以上、本発明を例示的に細部にわたって説明したが、
かかる細部は例示のためだけであり、当業者であれば特
許請求の範囲に記載の事項を除き、本発明の精神及び範
囲から逸脱することなく種々の変形を行うことができる
ことは理解されるべきである。たとえば、本発明は主と
してデンドライトウェブ結晶の成長に用いられるが、当
業者であれば、結晶と成長設備の双方又は何れか一方の
純度を高くすることが望まれるその他の結晶成長方法に
おいても本発明の作用効果が得られることは理解されよ
う。
かかる細部は例示のためだけであり、当業者であれば特
許請求の範囲に記載の事項を除き、本発明の精神及び範
囲から逸脱することなく種々の変形を行うことができる
ことは理解されるべきである。たとえば、本発明は主と
してデンドライトウェブ結晶の成長に用いられるが、当
業者であれば、結晶と成長設備の双方又は何れか一方の
純度を高くすることが望まれるその他の結晶成長方法に
おいても本発明の作用効果が得られることは理解されよ
う。
第１図は、本発明の実施に用いられるデンドライトウェ
ブ結晶成長設備の部分断面概略図である。 第２図は、シリコン・デンドライトウェブ結晶の成長に
通常用いられるサセプタ蓋の平面図である。 第３図は、本発明の実施に用いられるガス室の平面図で
ある。 〔主要な参照番号の説明〕 １……デンドライトウェブ結晶成長設備、15……サセプ
タ蓋、17……加熱要素、18……ガス室、19……ガス入口
ライン、19a……ガス入口弁、20……ガス出口ライン、2
0a……真空弁、21……煙突、21a……キャップ、21b……
弁、28……サセプタ、30……るつぼ、32……デンドライ
トウェブ結晶。
ブ結晶成長設備の部分断面概略図である。 第２図は、シリコン・デンドライトウェブ結晶の成長に
通常用いられるサセプタ蓋の平面図である。 第３図は、本発明の実施に用いられるガス室の平面図で
ある。 〔主要な参照番号の説明〕 １……デンドライトウェブ結晶成長設備、15……サセプ
タ蓋、17……加熱要素、18……ガス室、19……ガス入口
ライン、19a……ガス入口弁、20……ガス出口ライン、2
0a……真空弁、21……煙突、21a……キャップ、21b……
弁、28……サセプタ、30……るつぼ、32……デンドライ
トウェブ結晶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・アンソニー・ピオトロフスキー アメリカ合衆国，ペンシルベニア州，モ ンロービル，ノザーン・パイク 4607
Claims (7)
- 【請求項１】ガス室内に収容された加熱サセプタ内に位
置し、シリコン融液が入ったるつぼからシリコン・デン
ドライトウェブ結晶を成長させる方法において、ガス室
を排気し、排気されたガス室をヘリウムで充填してガス
室内に大気圧よりも僅かに高い圧力をつくり、ガス室内
の温度を約1300℃まで高め、別種のガスをガス室内に導
入し、ガス室内のヘリウムを前記別種のガスで置き換
え、その後にシリコン・デンドライトウェブ結晶の成長
を開始することを特徴とするシリコン・デンドライトウ
ェブ結晶成長方法。 - 【請求項２】ガス室を排気し、前記別種のガスによるガ
ス室の充填及びガス室の排気を複数回行い、その後、排
気されたガス室をヘリウムで充填することを特徴とする
請求項第（１）項記載のシリコン・デンドライトウェブ
結晶成長方法。 - 【請求項３】別種のガスはアルゴンガスであることを特
徴とする請求項第（１）項又は第（２）項記載のシリコ
ン・デンドライトウェブ結晶成長方法。 - 【請求項４】別種のガスは水素を約３％含有したアルゴ
ンガスであることを特徴とする請求項第（１）項又は第
（２）項記載のシリコン・デンドライトウェブ結晶成長
方法。 - 【請求項５】ヘリウムの純度は99.999％であることを特
徴とする請求項第（１）項又は第（２）項記載のシリコ
ン・デンドライトウェブ結晶成長方法。 - 【請求項６】ヘリウムの純度は99.999％であることを特
徴とする請求項第（３）項記載のシリコン・デンドライ
トウェブ結晶成長方法。 - 【請求項７】ヘリウムの純度は99.999％であることを特
徴とする請求項第（４）項記載のシリコン・デンドライ
トウェブ結晶成長方法。
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|---|---|---|---|
| US9538387A | 1987-09-08 | 1987-09-08 | |
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