JPH04362088A - 粒状シリコン供給装置 - Google Patents
粒状シリコン供給装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
つぼ中に供給しながら連続的に単結晶を育成するシリコ
ン単結晶の連続チョクラルスキー法に用いる粒状シリコ
ン供給装置に関するものである。
隔壁を設け、その外側に原料を供給しながら、内側の融
液から単結晶を引き上げる方法については、従来いくつ
かの方法が提案されている。
特公昭61−17537号公報では振動フィーダの一種
が提案されている。その振動フィーダは振動板の上に原
料粒子を供給し、板の振動の触れ巾あるいは振動数を制
御することにより供給量を制御するものである。
バルブ方式または、スクリュー方式があるが、その場合
、ケーシングと可動部分へのシリコンの噛み込み、摩耗
によりシリコン純度が低下してしまう。またこれらの供
給装置は、供給速度の変動も大きく、このことがシリコ
ン融液中の温度変動を引き起こすため、シリコン単結晶
の安定引き上げには適さない。
リーフィーダの一種が提案されている。これは、水平な
回転軸を有し、かつ外周に向けて開口され、外周に沿っ
て配置された複数の升を有するローターと、その上方に
貯蔵されたシリコン粒子を下方に開口した排出口よりロ
ーターに供給する貯蔵ホッパーとからなり、ローターの
回転速度によって供給を制御するものである。
かなり安定した原料供給が可能となるが、ローター上に
積み上がったシリコン粒子がローターの回転によって崩
れ落ちるので、数秒周期の小さな変動が生じてしまう。 供給速度の変動はるつぼ内の熱環境の変動につながるば
かりでなく、この周期がるつぼの回転数に合ってしまう
と、部分的に溶け残りや凝固が発生し、シリコン単結晶
安定育成に好ましくない結果となる。本発明者等の実験
によると、ローターの回転速度が大きくなるにつれ供給
速度の変動の周期は短くなる。
離が長くなるほどその周期は短くなり、粒子が安息角で
止められる限界まで離すと周期はほとんど無くなる。
、安息角は粒子の大きさに依存するので、供給速度の変
動が生じないように貯蔵ホッパーとローターとの距離を
決定すると原料供給の停止性が悪くなる恐れがある。
供給速度の変動を緩和する手段として、供給管に邪魔板
等の障害を設けることが開示されている。
速を主な目的としているが、この方法を用いることによ
って供給速度の変動がある程度緩和されることは明かで
ある。しかし、充分な問題の解決にはなっていない。
従来の技術の問題点を解決することにあり、粒状シリコ
ン供給装置において、粒状シリコンの供給速度の変動に
よるシリコン融液の温度変動を抑制する原料供給装置を
提供することを目的とする。
ン供給装置は、シリコン原料粒子をるつぼ中に供給しな
がら単結晶を育成するシリコン単結晶の連続チョクラル
スキー法に用いる粒状シリコン供給装置において、減圧
及び不活性ガス雰囲気に置換可能なように、気密に封ぜ
られた箱体内に、下方に開口した排出口を有する粒状シ
リコンを貯蔵する貯蔵ホッパ−と、該貯蔵ホッパ−の排
出口と連通され、上部が開口され、ローターの回転軸に
対して平行な壁面を1つと垂直な壁面を2つと底面を有
してなる粒状原料案内箱と、該粒状原料案内箱内に、回
転軸が水平な回転体の外周部に開口方向が回転軸と垂直
かつ放射状の多数の升及び/又は回転軸に対して放射状
に配置されたブレードを有する回転体とを、納めてなり
、該貯蔵ホッパ−に貯蔵されたシリコン粒子を下方に開
口した排出口より該粒状原料案内箱の回転体に設けた放
射状の多数の升及び/又はブレードにより、るつぼ中へ
供給することを特徴とするものである。
ン粒子を下方に開口した排出口より粒状原料案内箱の回
転体に設けた放射状の多数の升及び/又はブレードによ
り、るつぼ中へ供給する間に、該シリコン粒子の流通経
路の異なる経路からなる均一化機構を設け、供給速度を
安定化することを特徴とするものである。
一化機構を、■シリコン原料粒子の経路を複数の長さの
異なる経路に分け、再び合流する。
片方の経路を螺旋状又はジグザグ状にし、長さ及び傾
斜を変更せしめて、再び合流する。
間隔をおいて複数段重ねたことからなる、等のものであ
り、更にまた、前記粒状原料案内箱の底面の端に三角形
,半円状,台形の切り込み,端を斜めに切断した又は張
り出し部分を設けることにより供給速度を安定化するこ
とを特徴とするものである。
の停止時には、貯蔵ホッパーの下部排出口から流出した
シリコン原料粒子は、粒状原料案内箱中で一定の安息角
をもって堆積している。この時回転体ー升の先端、ある
いはブレードの先端が堆積した粒状シリコンに埋もれて
いることが必要である。
リコンが回転体の升、またはブレードによってかき出さ
れ、粒状原料案内箱から排出される。
れるシリコン粒子は常に安息角をもって積み上げられて
いるので、排出は連続した流れとなる。しかも、回転体
の回転を止めることによって、原料の供給停止を確実に
行うことができる。
の均一化機構に示した如く、長さの違う複数の経路、ま
たは傾斜の違う複数の経路に分けられ、再び合流してる
つぼに至る。
うため、通過に要する時間も各々の経路によっ違ってく
ることになる。従って、例えば長い経路、または緩傾斜
の経路を経たシリコン粒子が合流点に達するときには、
短い経路、または急傾斜の経路を経たシリコン粒子はす
でに合流点を通過していることになる。
均一化することができ、るつぼに安定した原料供給が可
能となる。
の底面の端に三角形,半円状,台形の切り込み,端を斜
めに切断した又は張り出し部分を設けることにより増す
ものである。
がら詳細に説明する。
ン供給装置の断面の模式図であり、図2及び図3は別の
実施態様に係る粒状シリコン供給装置の断面の模式図で
ある。
囲気に置換可能なように、気密に封ぜられた箱体、12
は原料シリコン粒子25の貯蔵ホッパー、13は回転体
(ローター)、14は水平に保持された回転体13の回
転軸、15は案内箱受け台であり、16は貯蔵ホッパー
12の受け台で、15と16はいずれも箱体11に取付
けられている。17は上部が開口され、ローターの回転
軸14に対して平行な壁面を1つと垂直な壁面を2つと
底面を有してなる粒状原料案内箱であり、18は箱体1
1の開閉用蓋体(上部箱体)で19はOリング、22は
単結晶引き上げ装置のチャンバー蓋、23はるつぼのシ
リコン融液27に原料シリコン粒子25を供給するため
のロート状案内管、26は後述する均一化機構、28は
升、29はブレ−ド、30,30a,30bは分岐点、
31,31a,31bは合流点である。
蓋22の上部に、同チャンバーと連通する上記の箱体1
1を設け、同箱体11の内部をチャンバーと同様に減圧
不活性ガス雰囲気に置換するとともに、箱体11上部に
はシリコン粒子25を補充する際の開閉用蓋体18を設
け、箱体11とボルト締めされ、かつOリング19によ
り気密にシールされている。
粒状シリコン25の貯蔵ホッパー12、同ホッパー12
を保持する貯蔵ホッパー受け台16、水平な回転軸14
を有し、開口方向が回転軸14と垂直かつ放射状の多数
の升28、或いは回転軸に対して放射状に配置されたブ
レード29を有するローター13と、上部が開口され、
ローター13の回転軸に対して平行な壁面を1つと垂直
な壁面を2つと底面を有しL型形状の、ローター13を
納めた粒状原料案内箱17、それを支える案内箱保持材
15、チャンバー蓋22の開口部には、粒状シリコンを
るつぼに導くロート状案内管23が設けられている。
断面形状がL型形状をしているがこの形状に限定される
ものではない。
ら落下した粒状シリコンを矢視する如く、分岐点30a
,30bにて分岐せしめ、3つの長さの違う経路に分け
、再び合流点31a,31bにて合流させる均一化機構
26が設けられている。
と異なる実施態様例である粒状シリコン供給装置の断面
の模式図である。
分岐点30にて2つに分け、片方を螺旋状の経路を経て
31にて合流させることによって、長さだけでなく傾斜
も異なるようにした均一化機構26の実施例である。
長さ及び傾斜を変えているが、この例に限定されず、例
えばジグザグの経路によってもよい。
の部分に管を使用せず、分岐点30aにて傾斜した板に
より2つに分け、片方の流れを分岐点30bにて傾斜し
た板により2つに分け、更に片方の流れを分岐点30c
にて傾斜した板により2つに分け、合流点31にて合流
させる傾斜した板を内部に有する箱体を用いたものであ
る。
るつぼの間ならば、どこに配置しても同じ効果が得られ
る。
3の外周に配置されたブレード29、あるいは升28の
様々な配置の実施態様例を示す。
をローター13の外周に兼ね備えた例であり、図4(b
)は、ブレード29を互い違いにずらして配置した例で
あり、図4(c)は、ブレード29を用いず、ローター
の外周にくぼみを付けることによって升28を備えた例
であり、第4図(d)はローター13の外周にブレード
29のみを備え付けた例である。
形状を色々に変化せしめた場合の実施態様例図である。
端を変化せしめない場合の上からみた図を示し、図5(
b)は底面の端に三角形の切込みを入れた例であり、図
5(c)は底面の端に半円状の切込みを入れた例であり
、図5(d)は底面の端に台形状の切込みを入れた例で
あり、図5(e)は底面の端を斜めにした例である。 また図5(f)は底面の端に半円状の張り出しを付けた
例である。
コン供給装置の作用について説明する。
貯蔵ホッパー12の下部排出口から連続的に排出された
シリコン粒子25は、粒状原料案内箱17の中でロータ
ー13の升28、またはブレード29に触れ、かつ一定
の安息角をもって堆積する。この時ローター13の升2
8の先端、あるいはブレード29の先端が堆積した粒状
シリコンに埋もれているので、ローター13が回転する
と、堆積していた粒状シリコン25がローター13の升
28、またはブレード29によって粒子原料案内箱17
中を移動し、最終的には重力によって落下し、ロート状
案内管23を経てるつぼ(図示せず)内のシリコン融液
に供給される。
の外周部に配置されたブレード29によって、この場合
、シリコン粒子25の供給量つまり、るつぼ内へのシリ
コン粒子25の供給は、粒状原料案内箱17中でロータ
ー13の外周のブレード29によって移動するシリコン
粒子25の速度によって決まるので、ローター13の回
転速度を任意に調節することにより、供給量を制御する
ことができる。
ーター13の外周に配置されたブレード29、あるいは
升28は様々な配置があるが、この装置に用いるロータ
ー13は、堆積したシリコン粒子25をかき出すことが
出来ればどんな形状でも良いが、供給量を正確に制御す
るためには升28とブレード29の両方を外周に兼ね備
えた図4(a)のものが望ましい。
安定化するためには粒状原料案内箱17の底面の幅の間
で、堆積したシリコン粒子25の崩れるタイミングを分
散させた方がよい。具体的には図5に示すように、底面
の端に切り込みを入れたり、張り出した部分を付ける。
コン粒子25は、図1に示すように、ロート状案内管2
3に落下し、分岐点30(a)で2つに分けられ、その
片方はさらに分岐点30(b)で2つに分けられる。分
岐点30(b)で分けられたシリコン粒子は合流点31
(b)で合流するが、長い経路を経たものが合流31(
b)に達したとき、短い経路を経たものはすでに合流点
31(b)を通過することになる。
るように、分岐点30にて2つに分け、片方を螺旋状の
経路を経て31にて合流させることによって、調節した
ものである。
点30又は30(a)で分けられたシリコン粒子25に
関しても合流点31又は31(b)で時間差をもって合
流することになる。その結果シリコン粒子25が変動を
伴ってロート状案内管23に落下してきたとしても、均
一化機構26を通ることにより変動が緩和されることに
なる。
から落ちたシリコン粒子25は、分岐点30(a)で2
つに分けられた後、合流点31で合流するが、図中の右
側の経路を経たものが合流31に達したとき、左側の経
路を経たものはすでに合流点31を通過しているので、
時間差をもって合流することになる。その結果シリコン
粒子25が変動を伴ってロート状案内管23に落下して
きたとしても、均一化機構26を通ることにより変動が
緩和されることになる。
位置も上下させて適度に分岐点の機構をもたせる方が望
ましい。
)と時間(分)との関係を表すグラフである。図6(a
)は均一化機構を設けない場合のシリコン粒子の供給速
度変動のグラフであり、図6(b)は図1の実施例にお
ける、るつぼへの供給速度変動を示したグラフ、図6(
c)は図2の実施例における、るつぼへの供給変動を示
したグラフ、図6(d)は図3の実施例におけるるつぼ
への供給速度変動を示したグラフである。
合の図6(a)においても、その変動量(%)は3%以
内であり、均一化機構26を設けた場合は明らかに供給
速度の変動が大幅に緩和され、特に図6(d)の図3の
実施例の場合において改善が著しいことが分かる。
の粒状シリコン供給装置は、粒状シリコンを堆積する粒
状原料案内箱と、堆積したシリコン粒子をかき出すロー
ターと、粒状シリコンが通過時間の異なる複数の経過に
分けられ、再び合流する均一化手段とを有するので、る
つぼへの粒状シリコンの供給速度変動が抑制されシリコ
ン融液の温度変動が低減される。
の断面の模式図。
置の断面の模式図。
置の断面の模式図。
施態様例の説明図。
ラフ。
Claims (6)
- 【請求項1】 シリコン原料粒子をるつぼ中に供給し
ながら単結晶を育成するシリコン単結晶の連続チョクラ
ルスキー法に用いる粒状シリコン供給装置において、減
圧及び不活性ガス雰囲気に置換可能なように、気密に封
ぜられた箱体内に、下方に開口した排出口を有する粒状
シリコンを貯蔵する貯蔵ホッパ−と、該貯蔵ホッパ−の
排出口と連通され、上部が開口され、ローターの回転軸
に対して平行な壁面を1つと垂直な壁面を2つと底面を
有してなる粒状原料案内箱と、該粒状原料案内箱内に、
回転軸が水平な回転体の外周部に開口方向が回転軸と垂
直かつ放射状の多数の升及び/又は回転軸に対して放射
状に配置されたブレードを有する回転体とを、納めてな
り、該貯蔵ホッパ−に貯蔵されたシリコン粒子を下方に
開口した排出口より該粒状原料案内箱の回転体に設けた
放射状の多数の升及び/又はブレードにより、るつぼ中
へ供給することを特徴とする粒状シリコン供給装置。 - 【請求項2】 シリコン原料粒子をるつぼ中に供給し
ながら単結晶を育成するシリコン単結晶の連続チョクラ
ルスキー法に用いる粒状シリコン供給装置において、減
圧及び不活性ガス雰囲気に置換可能なように、気密に封
ぜられた箱体内に、下方に開口した排出口を有する粒状
シリコンを貯蔵する貯蔵ホッパ−と、該貯蔵ホッパ−の
排出口と連通され、上部が開口され、ローターの回転軸
に対して平行な壁面を1つと垂直な壁面を2つと底面を
有してなる粒状原料案内箱と、該粒状原料案内箱内に、
回転軸が水平な回転体の外周部に開口方向が回転軸と垂
直かつ放射状の多数の升及び/又は回転軸に対して放射
状に配置されたブレードを有する回転体とを、納めてな
り、該貯蔵ホッパ−に貯蔵されたシリコン粒子を下方に
開口した排出口より該粒状原料案内箱の回転体に設けた
放射状の多数の升及び/又はブレードにより、るつぼ中
へ供給する間に、該シリコン粒子の流通経路の異なる経
路からなる均一化機構を設け、供給速度を安定化するこ
とを特徴とする粒状シリコン供給装置。 - 【請求項3】 前記均一化機構がシリコン原料粒子の
経路を複数の長さの異なる経路に分け、再び合流し、供
給速度を安定化することを特徴とする請求項2記載の粒
状シリコン供給装置。 - 【請求項4】 前記均一化機構がシリコン原料粒子の
経路を2つに分け、片方の経路を螺旋状又はジグザグ状
にし、長さ及び傾斜を変更せしめて、再び合流し、供給
速度を安定化することを特徴とする請求項2又は3記載
の粒状シリコン供給装置。 - 【請求項5】 前記均一化機構がシリコン原料粒子の
経路に傾斜した板を間隔をおいて複数段重ね、供給速度
を安定化することを特徴とする請求項2記載の粒状シリ
コン供給装置。 - 【請求項6】 前記粒状原料案内箱の底面の端に三角
形,半円状,台形の切り込み,端を斜めに切断した又は
張り出し部分を設けたことを特徴とする請求項1〜5記
載の内少なくとも1項記載の粒状シリコン供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3134933A JP2525294B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 粒状シリコン供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP3134933A JP2525294B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 粒状シリコン供給装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04362088A true JPH04362088A (ja) | 1992-12-15 |
JP2525294B2 JP2525294B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=15139958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3134933A Expired - Fee Related JP2525294B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 粒状シリコン供給装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2525294B2 (ja) |
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KR970062082A (ko) * | 1996-02-08 | 1997-09-12 | 와다 다다시 | 입상실리콘 원료의 공급방법과 그 방법에 이용되는 공급관 및 실리콘 단결정의 제조방법 |
JPH09255488A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-09-30 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶の製造方法 |
JP2006021973A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Sumco Corp | 原料供給装置 |
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US11866845B2 (en) | 2022-01-06 | 2024-01-09 | Globalwafers Co., Ltd. | Methods for growing single crystal silicon ingots that involve silicon feed tube inert gas control |
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JPH0333092A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-13 | Nkk Corp | 粒状シリコン供給装置 |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP3134933A patent/JP2525294B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP2525294B2 (ja) | 1996-08-14 |
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