JP5886831B2 - 単結晶半導体材料の生成 - Google Patents
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Description
(態様1)
半導体材料からなる出発材料を提供する工程と、
該出発材料を加熱区間に移送する工程であって、半導体材料からなる溶融物が、該出発材料を供給される工程と、
該溶融物の下端において、該半導体材料が所望の構造で結晶化すると伴に、凝固先端が形成するように、該加熱区間から該溶融物を下降させ、かつ/または該加熱区間を上昇させる工程と、
の各ステップを含んで成る、単結晶半導体材料、特に単結晶ケイ素を生成するための方法であって、
該半導体材料からなる出発材料が液体形態で提供され、そして液体形態の該溶融物に供給される、方法。
(態様2)
液体の出発材料を提供するために、該半導体材料の粒子および/または該半導体材料の前駆体化合物がガス流中に供給され、該ガス流が該半導体材料の粒子を固体から液体状態および/またはガス状態に転化する程、そして/または該前駆体化合物を熱的に分解する程、充分に高温を有することを特徴とする、態様1に記載の方法。
(態様3)
該液体の出発材料が濃縮され、そして/または該ガス流から分離される反応炉容器中に、該ガス流が導かれること、および該液体の出発材料が、反応炉容器から該半導体材料からなる溶融物中に、直接供給されることを特徴とする、態様2に記載の方法。
(態様4)
該反応炉容器が内面を凝固した半導体材料からなる固体層によって被覆されていること、特に該液体の半導体材料と接触する領域において、内面を凝固した半導体材料からなる固体層によって被覆されていることを特徴とする、態様3に記載の方法。
(態様5)
該層の厚さが、センサーによって、特に超音波センサーによって監視され、そして加熱媒体および/または冷却媒体によって制御されていることを特徴とする、態様4に記載の方法。
(態様6)
該反応炉が、生成される半導体材料から少なくとも部分的になる、固体の底領域を有することを特徴とする、態様3〜5のいずれか一項に記載の方法。
(態様7)
該液体の半導体材料を該溶融物中に供給するために、該生成される半導体材料から少なくとも部分的になる底領域が、制御された様式で溶融する工程を特徴とする、態様6に記載の方法。
(態様8)
該溶融する工程が、該底領域中に並べられているか、または該底領域に割り当てられている加熱媒体および/または冷却媒体によって、制御されることを特徴とする、態様7に記載の方法。
(態様9)
該加熱媒体および/または冷却媒体が、少なくとも1種の誘導加熱システムおよび/または焦点を合わせることのできる光線および/または物質のビーム、例えば、レーザーまたは電子ビームを含むことを特徴とする、態様8に記載の方法。
(態様10)
単結晶半導体材料、特に単結晶ケイ素を生成するための設備であって、出発材料として機能する液体の半導体材料の供給源、該半導体材料からなる溶融物を生成し、そして/または維持するための加熱媒体、および好ましくは、出発材料として機能する該液体の半導体材料の該溶融物中への制御された供給のための媒体をまた含んで成る、設備。
(態様11)
該出発材料として機能する液体の半導体材料が形成され、そして/または収集される、反応炉容器および/または収集容器を、該供給源が含むことを特徴とする、態様10に記載の設備。
(態様12)
該出発材料として機能する液体の半導体材料の該溶融物中への制御された供給のための手段が、溝および/またはパイプ、好ましくは石英、グラファイトおよび/または窒化ケイ素から少なくとも部分的になる溝および/またはパイプを含むことを特徴とする、態様10または11に記載の設備。
Claims (10)
- 半導体材料からなる出発材料を提供する工程と、
該出発材料を加熱区間に移送する工程であって、半導体材料からなる溶融物が、該出発材料を供給される工程と、
該溶融物の下端において、該半導体材料が所望の構造で結晶化すると伴に、凝固先端が形成するように、該加熱区間から該溶融物を下降させ、かつ/または該加熱区間を上昇させる工程と、
の各ステップを含んで成る、単結晶半導体材料を生成するための方法であって、
該半導体材料からなる出発材料が液体形態で提供され、そして液体形態の該溶融物に供給され、
液体の出発材料を提供するために、該半導体材料の粒子および/または該半導体材料の前駆体化合物がガス流中に供給され、該ガス流が該半導体材料の粒子を固体から液体状態および/またはガス状態に転化する程、そして/または該前駆体化合物を熱的に分解する程、充分に高温を有し、
該液体の出発材料が濃縮され、そして/または該ガス流から分離される反応炉容器中に、該ガス流が導かれ、
該反応炉が、生成される半導体材料から少なくとも部分的になる固体の底領域を有し、
該液体の出発材料が、制御された様式で該底領域を溶融することにより、反応炉容器から該溶融物中に直接供給され、
該底領域の該溶融物が、該底領域中に並べられているか、または該底領域に割り当てられている加熱手段および/または冷却手段によって、制御され、
該加熱手段および/または冷却手段が、少なくとも1種の誘導加熱システムおよび/または焦点を合わせることのできる光線および/または物質のビームを含む、方法。 - 単結晶ケイ素を生成するための方法であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 該反応炉容器が内面を凝固した半導体材料からなる固体層によって被覆されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 該反応炉容器が、該液体の半導体材料と接触する領域において内面を、凝固した半導体材料からなる固体層によって被覆されていることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 該層の厚さが、センサーによって監視され、そして加熱媒体および/または冷却媒体によって制御されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 該層の厚さが、超音波センサーによって監視され、そして加熱媒体および/または冷却媒体によって制御されていることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 単結晶半導体材料を生成するための設備であって、
出発材料として機能する液体の半導体材料の供給源と、
該半導体材料からなる溶融物を生成し、そして/または維持するための加熱媒体と、
好ましくはまた、出発材料として機能する該液体の半導体材料の該溶融物中への制御された供給のための媒体と、
生成される該半導体材料から少なくとも部分的になる底領域を有する反応炉容器と、
生成される該半導体材料から少なくとも部分的になる該底領域を制御された様式で溶解するための加熱手段および/または冷却手段と、
を含み、
該加熱手段および/または冷却手段が、該反応炉容器の該底領域に配置されるか、または少なくとも該反応炉容器の該底領域に割り当てられ、そして少なくとも1種の誘導加熱システムおよび/または少なくとも1種の焦点を合わせることのできる光線および/または物質のビームを含む、設備。 - 単結晶ケイ素を生成するための設備であることを特徴とする、請求項7に記載の設備。
- 該出発材料として機能する液体の半導体材料が形成され、そして/または収集される、反応炉容器および/または収集容器を、該供給源が含むことを特徴とする、請求項7または8に記載の設備。
- 該出発材料として機能する液体の半導体材料の該溶融物中への制御された供給のための手段が、溝および/またはパイプ、好ましくは石英、グラファイトおよび/または窒化ケイ素から少なくとも部分的になる溝および/またはパイプを含むことを特徴とする、請求項7〜9のいずれか一項に記載の設備。
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