JPS6163513A - シリコンの融解方法及びその装置 - Google Patents
シリコンの融解方法及びその装置Info
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- JPS6163513A JPS6163513A JP60153897A JP15389785A JPS6163513A JP S6163513 A JPS6163513 A JP S6163513A JP 60153897 A JP60153897 A JP 60153897A JP 15389785 A JP15389785 A JP 15389785A JP S6163513 A JPS6163513 A JP S6163513A
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- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本願の発明は、元素シリコンの融解つまりシリコン融液
の生成と、シリコンウェハの製造のために切断され得る
高純度シリコン体の引上げや基層上にシリコンまたはシ
リコン化合物を堆積させたりするためのシリコンの気化
等のためのシリコン融液の使用とに関する。
の生成と、シリコンウェハの製造のために切断され得る
高純度シリコン体の引上げや基層上にシリコンまたはシ
リコン化合物を堆積させたりするためのシリコンの気化
等のためのシリコン融液の使用とに関する。
〔発明のイ既要〕
本願の発明によるシリコン融液の高純度形成方法は、電
極が挿入されるべき穴が穿孔されている固形のシリコン
体を利用する。電極もシリコン製であるのが好ましい。
極が挿入されるべき穴が穿孔されている固形のシリコン
体を利用する。電極もシリコン製であるのが好ましい。
アークを発生させるために電極を通じてアーク電流が流
され、発生したアークは、シリコン体を融解させて、融
液を収容する空洞をそのシリコン体の内部に形成する。
され、発生したアークは、シリコン体を融解させて、融
液を収容する空洞をそのシリコン体の内部に形成する。
融液は、シリコン体の引上げや真空室内で気相のシリコ
ンを融液から基層上に堆積させるために使用することが
できる。
ンを融液から基層上に堆積させるために使用することが
できる。
本出願人による同時係属出願「元素シリコンの融解方法
並びに単結晶シリコン体の引上げ方法及び引上げ装置」
（特願昭６０ ＝ １２３４６２号、昭和６０年６月
６日出願）の中で、電子技術における半導体回路素子の
製造において単結晶ウェハが非常に重要であることを、
本出願人が指摘した。
並びに単結晶シリコン体の引上げ方法及び引上げ装置」
（特願昭６０ ＝ １２３４６２号、昭和６０年６月
６日出願）の中で、電子技術における半導体回路素子の
製造において単結晶ウェハが非常に重要であることを、
本出願人が指摘した。
この様なシリコンウェハを製造する場合、石英るつぼつ
まり容器内に収容されている元素シリコンの融液中に高
純度の単結晶シリコン種結晶を上方から浸すことが、一
方に行われている。そして、融液が維持されるべき温度
に対する感受性のために、上記の石英るつぼは、一般に
は黒鉛またはカーボン製の外側容器内に支持されている
。
まり容器内に収容されている元素シリコンの融液中に高
純度の単結晶シリコン種結晶を上方から浸すことが、一
方に行われている。そして、融液が維持されるべき温度
に対する感受性のために、上記の石英るつぼは、一般に
は黒鉛またはカーボン製の外側容器内に支持されている
。
シリコン体の製造には様々な技術が用いられており、融
液の汚染を最小限にするために制御された雰囲気または
真空中でその工程が行われてよい。
液の汚染を最小限にするために制御された雰囲気または
真空中でその工程が行われてよい。
石英るつぼが軟化しまたは融液に汚染物質を与えること
、汚染物質が支持容器から移動して融液に混入すること
、融液を生成するための誘導加熱法がシリコンの安定性
に不利に作用することも、上記の出願で指摘されている
。
、汚染物質が支持容器から移動して融液に混入すること
、融液を生成するための誘導加熱法がシリコンの安定性
に不利に作用することも、上記の出願で指摘されている
。
同時係属出願「気相へ電気的に変換された材料でセラミ
ック及び石英るつぼを被覆する方法」（米国特許願第６
１４，４３４号、１９８４年５月２５日出願）では、る
つぼを被覆することによってるつぼの変形及び劣化をあ
る程度は防ぐことができることも指摘されている。
ック及び石英るつぼを被覆する方法」（米国特許願第６
１４，４３４号、１９８４年５月２５日出願）では、る
つぼを被覆することによってるつぼの変形及び劣化をあ
る程度は防ぐことができることも指摘されている。
石英るつぼに関する上記の同時係属出願には、元素シリ
コンを気化して元の位置に気相の炭化シリコン及び窒化
シリコンを生成する方法と、石英るつぼをシリコン及び
上記の化合物で被覆する方法とが記載されている。
コンを気化して元の位置に気相の炭化シリコン及び窒化
シリコンを生成する方法と、石英るつぼをシリコン及び
上記の化合物で被覆する方法とが記載されている。
石英るつぼの軟化作用のために、被覆によってもなお問
題点が残っていることを、上記の特願昭６０−１２３４
６２号は認めている。
題点が残っていることを、上記の特願昭６０−１２３４
６２号は認めている。
この結果、シリコンの微粒子または粉末（広く言えば粒
子）の熱及び電気の両方の伝導度が比較的低く、従って
また上記の様なシリコン粒子の塊の中でアークを発生さ
せて電気的融解を行い、るつぼと生成された融液との間
に残りの粒塊で遮蔽層を形成することが可能であるとい
う発見を利用して、融液及び融液から製造されるシリコ
ンの汚染を除去する独自の方法を、特願昭６０−１２３
４６２号が提供している。
子）の熱及び電気の両方の伝導度が比較的低く、従って
また上記の様なシリコン粒子の塊の中でアークを発生さ
せて電気的融解を行い、るつぼと生成された融液との間
に残りの粒塊で遮蔽層を形成することが可能であるとい
う発見を利用して、融液及び融液から製造されるシリコ
ンの汚染を除去する独自の方法を、特願昭６０−１２３
４６２号が提供している。
しかし、汚染物質が多孔質塊の間隙を経由して移動する
可能性や、粒子の表面が汚染される可能性や、或いは汚
染物質が遮蔽層を通って融液中へ移動する可能性が常に
存在するために、上記の方法は、特に高純度のシリコン
融液を製造する方法としては完全には満足されるもので
はない。
可能性や、粒子の表面が汚染される可能性や、或いは汚
染物質が遮蔽層を通って融液中へ移動する可能性が常に
存在するために、上記の方法は、特に高純度のシリコン
融液を製造する方法としては完全には満足されるもので
はない。
従って、どの様な目的にも合うシリコン融液の生成方法
であって、そのためには上述の欠点を伴うことなく上記
の様な融液を形成することが要求される方法の改良され
た方法を提供することが、本願の発明の主な目的である
。
であって、そのためには上述の欠点を伴うことなく上記
の様な融液を形成することが要求される方法の改良され
た方法を提供することが、本願の発明の主な目的である
。
シリコンウェハが切断され得る特に高純度のシリコン体
を製造する方法を提供することが、本願の発明の他の目
的である。
を製造する方法を提供することが、本願の発明の他の目
的である。
高純度のシリコン被覆を形成する方法を提供することも
、本願の発明の一つの目的である。
、本願の発明の一つの目的である。
さらに、上記の方法を実行するための改良された装置を
提供する、：とも、本願の発明の他の目的である。
提供する、：とも、本願の発明の他の目的である。
上述の先願で説明されている原理を拡張するシリコンの
融解方法及びその装置を提供することも、本願の発明の
一つの目的である。
融解方法及びその装置を提供することも、本願の発明の
一つの目的である。
元素シリコンの特性を利用しておりるつぼを全く使用し
ないシリコン融液の生成を提供することができることを
、本願の発明者が発明した。シリコン融液の生成は、単
結晶または多結晶の塊としての元素シリコンのブロック
を形成し、このブロック内にアーク発生用の一対の電極
を配することによって行われる。アークの発生は、電極
とアークとを通して電流が流れる様にして行われる。す
ると、シリコンブロックが内部から外部へ向かって融解
して、上述の融液が生成される。この融液は、単結晶棒
の引上げや、シリコンウェハの製造や、被覆のために利
用され得る。内部に融液が生成されている固形のシリコ
ンブロックは、不純物に対して実質的に不透性であって
、ブロック内の元の位置に形成されている融液を収容し
ている空洞へ不純物を侵入させないという事実のために
、必要であれば、特に高純度の元素シリコンの鋳造にも
、上記の融液が利用され得る。
ないシリコン融液の生成を提供することができることを
、本願の発明者が発明した。シリコン融液の生成は、単
結晶または多結晶の塊としての元素シリコンのブロック
を形成し、このブロック内にアーク発生用の一対の電極
を配することによって行われる。アークの発生は、電極
とアークとを通して電流が流れる様にして行われる。す
ると、シリコンブロックが内部から外部へ向かって融解
して、上述の融液が生成される。この融液は、単結晶棒
の引上げや、シリコンウェハの製造や、被覆のために利
用され得る。内部に融液が生成されている固形のシリコ
ンブロックは、不純物に対して実質的に不透性であって
、ブロック内の元の位置に形成されている融液を収容し
ている空洞へ不純物を侵入させないという事実のために
、必要であれば、特に高純度の元素シリコンの鋳造にも
、上記の融液が利用され得る。
本願の発明は、単一のシリコンブロックに穿孔された穴
に電極がぴったりはめ込まれ得るにもかかわらず、電極
の電気伝導度が電極の周囲のシリコンブロックの電気伝
導度よりも高いために、電極及び電極間の間隙を通って
電流を流してアークを発生させることができるという発
見に基づいている。実際、電極自体が、シリコンから成
っており、シリコンブロックの穴に挿入された時に形成
される界面によってのみシリコンブロックから分離され
ている場合でも、電流は主として電極及び電極間の間隙
を通じて流れ、電極に隣接している部分を通って分散す
る電流は極めてわずかである。 ゛ブロックへの
電流及び電力の消散が上述の融解操作を妨げる程十分に
は大きくないことは、本当に驚くべきことである。
に電極がぴったりはめ込まれ得るにもかかわらず、電極
の電気伝導度が電極の周囲のシリコンブロックの電気伝
導度よりも高いために、電極及び電極間の間隙を通って
電流を流してアークを発生させることができるという発
見に基づいている。実際、電極自体が、シリコンから成
っており、シリコンブロックの穴に挿入された時に形成
される界面によってのみシリコンブロックから分離され
ている場合でも、電流は主として電極及び電極間の間隙
を通じて流れ、電極に隣接している部分を通って分散す
る電流は極めてわずかである。 ゛ブロックへの
電流及び電力の消散が上述の融解操作を妨げる程十分に
は大きくないことは、本当に驚くべきことである。
電極を加熱し及び／または電極の周囲のプロ７りを冷却
することによって電極に沿う電流を増大させることが可
能であることを、本願の発明者は発見した。上述の界面
を横切る方向における電気伝導度及び熱伝導度は、電極
に沿う方向及びブロック内における電気伝導度及び熱伝
導度よりも明らかに著しく低い。
することによって電極に沿う電流を増大させることが可
能であることを、本願の発明者は発見した。上述の界面
を横切る方向における電気伝導度及び熱伝導度は、電極
に沿う方向及びブロック内における電気伝導度及び熱伝
導度よりも明らかに著しく低い。
このために、電極の電気伝導度を高めるために電極を加
熱し、ブロックの電気伝導度を低くするためにブロック
の外部を冷却することによって、重しが存在する領域で
の局部的な熱の発生が一層確実に行われる。一旦初期融
液が生成されると、シリコン体のうちで融液に隣接する
領域の融解または溶解は、一層容易に進行する。電極が
シリコンから成っている場合、電極から汚染物質が融液
中に混入することは勿論ない。
熱し、ブロックの電気伝導度を低くするためにブロック
の外部を冷却することによって、重しが存在する領域で
の局部的な熱の発生が一層確実に行われる。一旦初期融
液が生成されると、シリコン体のうちで融液に隣接する
領域の融解または溶解は、一層容易に進行する。電極が
シリコンから成っている場合、電極から汚染物質が融液
中に混入することは勿論ない。
なお、電極は空洞の壁と実質的に同じ割合で融解する傾
向があるので、電極間の間隙が空洞の幅よりも狭くなる
様に、周期的、連続的、または断続的に電極を押し出す
ことが望ましい。
向があるので、電極間の間隙が空洞の幅よりも狭くなる
様に、周期的、連続的、または断続的に電極を押し出す
ことが望ましい。
電流は、蒸気の発生を伴うことな（融解を行う様に調節
でき、またシリコンを気化させて基層を被覆させるため
に増大させることもできる。
でき、またシリコンを気化させて基層を被覆させるため
に増大させることもできる。
例えば、融液からシリコン体を引上げるために融解を行
う場合には、７０アンペアの電流が使用され、シリコン
の気化を行う場合には、同一の構成で上記電流を例えば
１２０アンペアまで増大させることができる。
う場合には、７０アンペアの電流が使用され、シリコン
の気化を行う場合には、同一の構成で上記電流を例えば
１２０アンペアまで増大させることができる。
更に、本願の発明によれば、アーク発生用電極を他の電
極のうちの一つの電極に近づけ実際に接触させてアーク
を発生させた後、更にアークを発生させつつまたは発生
させることなくアーク発生用電極を離間させるかまたは
融解されるべき場所に残すことができる。
極のうちの一つの電極に近づけ実際に接触させてアーク
を発生させた後、更にアークを発生させつつまたは発生
させることなくアーク発生用電極を離間させるかまたは
融解されるべき場所に残すことができる。
上記及び上記以外の本願の発明の目的、構成及び効果は
、以下の記述から容易に明らかになる。
、以下の記述から容易に明らかになる。
以下、図面を参照しながら本願の発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図の１０で示されているシリコン体は、夫夫の電極
が挿入され得る穴１１及び１２を備えている。シリコン
体１０は融解シリコンを適当な形の鋳型で鋳造して製造
することができ、その結果、穴１１と１２とが穿孔され
ている。
が挿入され得る穴１１及び１２を備えている。シリコン
体１０は融解シリコンを適当な形の鋳型で鋳造して製造
することができ、その結果、穴１１と１２とが穿孔され
ている。
第２図に示されている装置は、穴１２ヘアーク発生用電
橿１３が挿入されるシリコン体ＩＯ用のテーブルまたは
支持台２３を備えていてよい。矢印１４と電極移動部材
１５とで示されている様に、アーク発生用電極１３は上
下に移動可能である。
橿１３が挿入されるシリコン体ＩＯ用のテーブルまたは
支持台２３を備えていてよい。矢印１４と電極移動部材
１５とで示されている様に、アーク発生用電極１３は上
下に移動可能である。
電極１３の温度がシリコン体ｌＯの温度よりも高くなる
様に、電極１３を取り巻いているコイル１７を加熱器１
６が有している。従って、電極１３の電気伝導度は、シ
リコン体１０の電気伝導度よりも高い。
様に、電極１３を取り巻いているコイル１７を加熱器１
６が有している。従って、電極１３の電気伝導度は、シ
リコン体１０の電気伝導度よりも高い。
支持台２３中で冷却コイル１９の曲り角に接続されてい
てよい冷却コイル１８によって、シリコン体１０が近接
包囲されていてよい。シリコン体１０の温度を電極１３
の温度よりも低くするために、冷却コイル１８、】９に
は、冷却剤循環器２０によって循環冷却流体が供給され
ている。管２１及び２２が、冷却コイル１８．１９に接
読されている。
てよい冷却コイル１８によって、シリコン体１０が近接
包囲されていてよい。シリコン体１０の温度を電極１３
の温度よりも低くするために、冷却コイル１８、】９に
は、冷却剤循環器２０によって循環冷却流体が供給され
ている。管２１及び２２が、冷却コイル１８．１９に接
読されている。
アーク発生用電極１３は、間隙２６を形成している一対
のアーク接続用電極２４及び２５と協働している。
のアーク接続用電極２４及び２５と協働している。
電極２４及び２５を取り巻いている夫々のコイル２９及
び３０を備えている夫々の加熱器２７及び２８によって
、電極２４及び２５が交互に加熱される。加熱器２７．
２８は、加熱用流体を循環させることのできる加熱器か
、または電極２４．２５を取り巻いている抵抗加熱コイ
ルに電流を流すことのできる加熱器であってよい。
び３０を備えている夫々の加熱器２７及び２８によって
、電極２４及び２５が交互に加熱される。加熱器２７．
２８は、加熱用流体を循環させることのできる加熱器か
、または電極２４．２５を取り巻いている抵抗加熱コイ
ルに電流を流すことのできる加熱器であってよい。
切換装置３２を経由して、アーク電流供給源３１が電極
１３．２４．２５に接続され得る。
１３．２４．２５に接続され得る。
ある位置（図示されている位置）で、アーク電流供給源
３１の一方の端子に電極２４及び２５が接続され、且つ
アーク電流供給＃３１の他方の端子が電極１３に接続さ
れる様に、切換装置３２が接続されている。なおアーク
電流供給源３１は、直流電源であってよい。
３１の一方の端子に電極２４及び２５が接続され、且つ
アーク電流供給＃３１の他方の端子が電極１３に接続さ
れる様に、切換装置３２が接続されている。なおアーク
電流供給源３１は、直流電源であってよい。
部材Ｉ５を使用することによって、電極Ｉ３を電極２４
及び２５に近接及び接触させることができる。ごのため
に、電極１３を引き離した時にアークが発生し、その後
このアークが安定する。
及び２５に近接及び接触させることができる。ごのため
に、電極１３を引き離した時にアークが発生し、その後
このアークが安定する。
電極２４及び２５を通じてアーク電流を流すために、ス
イッチ３２が操作されてよい。その後、電極１３は引き
離されるか、またはアークの発生を再度行う場合はその
位置に残される。
イッチ３２が操作されてよい。その後、電極１３は引き
離されるか、またはアークの発生を再度行う場合はその
位置に残される。
第３図から明らかな様に、シリコン体１０内で融解して
いる空洞３５の幅Ｗよりも小さい間隙２６を維持可能な
電極供給装置３３及び３４を、電極２４及び２５が備え
ることができる。
いる空洞３５の幅Ｗよりも小さい間隙２６を維持可能な
電極供給装置３３及び３４を、電極２４及び２５が備え
ることができる。
特願昭６０−１２３４６２号で述べた様に、軸３６上の
種結晶を上方から融液中に浸し次いで矢印３７で示す通
り上方へ引上げることによって、融液からシリコン体を
引上げることができる。上記の出願中で述べた７３に軸
３６とシリコン体１０とは互いに逆方向へ回転可能であ
り、またその処理は吸引ポンプ３９を備えている真空室
３８内で行われる。
種結晶を上方から融液中に浸し次いで矢印３７で示す通
り上方へ引上げることによって、融液からシリコン体を
引上げることができる。上記の出願中で述べた７３に軸
３６とシリコン体１０とは互いに逆方向へ回転可能であ
り、またその処理は吸引ポンプ３９を備えている真空室
３８内で行われる。
第４図の実施例では、真空質１３８は、ポンプ１３９に
よって排気されており、また板として表されている基［
１４０を収容している。シリコン体１１０で形成されて
おり上方へ移動する容器からのシリコン蒸気によって、
基Ｊｉ１４０の表面１４１が被覆される。基層１４０に
接触するためにシリコン蒸気が上昇して来る空洞１３５
は、シリコン体１１０によって取り囲まれている。表面
１４１を完全に被覆するために、シリコン体１１０は部
材１４２及び１４３によってＸ軸及びＹ軸に沿って移動
可能となっている。既述の様な方法によって一対の電極
１２４及び１２５の間でアークが維持され、アーク発生
のための使用が終了した後は、電極１１３が引下げられ
る。
よって排気されており、また板として表されている基［
１４０を収容している。シリコン体１１０で形成されて
おり上方へ移動する容器からのシリコン蒸気によって、
基Ｊｉ１４０の表面１４１が被覆される。基層１４０に
接触するためにシリコン蒸気が上昇して来る空洞１３５
は、シリコン体１１０によって取り囲まれている。表面
１４１を完全に被覆するために、シリコン体１１０は部
材１４２及び１４３によってＸ軸及びＹ軸に沿って移動
可能となっている。既述の様な方法によって一対の電極
１２４及び１２５の間でアークが維持され、アーク発生
のための使用が終了した後は、電極１１３が引下げられ
る。
何れの実施例においても、るつぼを使用する必要はなく
、また汚染物質発生源に直接に接している融液の容器で
あった容器をブロック１１０を支持するための容器とし
て提供することができる。
、また汚染物質発生源に直接に接している融液の容器で
あった容器をブロック１１０を支持するための容器とし
て提供することができる。
旦］１舛
第１図に示されている様な円筒状のシリコン体が半径方
向に穿孔されており、このシリコン体の直径に沿って伸
びる貫通孔が形成されている。そして、貫通孔中に一対
の電極棒が挿入されて、互いに接触させられている。電
極棒もまたシリコンから成っている。約８０アンペアの
アーク電流が電極棒に流され、これらの電極棒はアーク
を発生させるために互いに離間させられる。アークの周
囲のシリコンブロックが融解した時は、アークの電圧が
８０〜１００ボルトに、電流が８０〜１００アンペアに
夫々維持される。融液がシリコン体の表面に達した時、
電流は約１２０アンペアに増加され、この表面でシリコ
ン融液の気化が発生し、この気化が基層の被覆に用いら
れる。
向に穿孔されており、このシリコン体の直径に沿って伸
びる貫通孔が形成されている。そして、貫通孔中に一対
の電極棒が挿入されて、互いに接触させられている。電
極棒もまたシリコンから成っている。約８０アンペアの
アーク電流が電極棒に流され、これらの電極棒はアーク
を発生させるために互いに離間させられる。アークの周
囲のシリコンブロックが融解した時は、アークの電圧が
８０〜１００ボルトに、電流が８０〜１００アンペアに
夫々維持される。融液がシリコン体の表面に達した時、
電流は約１２０アンペアに増加され、この表面でシリコ
ン融液の気化が発生し、この気化が基層の被覆に用いら
れる。
特願昭６０−１２３４６２号で述べた様に、上記の融液
はシリコン棒引上げ用の融解シリコン源としても使用さ
れる。電極はシリコン床に挿入された時点で約３００℃
に加熱され、一方、シリコン体の表面は約Ｏ℃に冷却さ
れる。
はシリコン棒引上げ用の融解シリコン源としても使用さ
れる。電極はシリコン床に挿入された時点で約３００℃
に加熱され、一方、シリコン体の表面は約Ｏ℃に冷却さ
れる。
本願の発明は、固形のシリコン体の内部に少なくとも一
対の電極を配し、これらの電極の間でアークを発生させ
て、固形のシリコン体を内部から外部へ向かって融解さ
せる様にしている。従って、シリコン融液を収容するた
めのるつぼが不要であり、このるつぼから汚染物質が融
液中へ混入することがないので、高純度のシリコン融液
を形成することができる。
対の電極を配し、これらの電極の間でアークを発生させ
て、固形のシリコン体を内部から外部へ向かって融解さ
せる様にしている。従って、シリコン融液を収容するた
めのるつぼが不要であり、このるつぼから汚染物質が融
液中へ混入することがないので、高純度のシリコン融液
を形成することができる。
また本願の発明は、固形のシリコン体の内部に配されて
いる一対のシリコン電極に十分な大きさの電流を流す手
段と、シリコン体を冷却するための手段とによって、熱
を局部的に発生させてシリコンの融解を局所化させる様
にしている。従って、高純度のシリコン融液を確実に形
成することができる。
いる一対のシリコン電極に十分な大きさの電流を流す手
段と、シリコン体を冷却するための手段とによって、熱
を局部的に発生させてシリコンの融解を局所化させる様
にしている。従って、高純度のシリコン融液を確実に形
成することができる。
また本願の発明は、固形のシリコン体に開口が形成され
るまでシリコンを融解し、このシリコン融液からシリコ
ン体を引上げる様にしているので、高純度のシリコン体
を製造することができる。
るまでシリコンを融解し、このシリコン融液からシリコ
ン体を引上げる様にしているので、高純度のシリコン体
を製造することができる。
また本願の発明は、固形のシリコン体の内部にシリコン
融液を形成し、このシリコン融液を真空室内で気化させ
て、基層に堆積させる様にしている。従って、基層を高
純度のシリコンで被覆することができる。
融液を形成し、このシリコン融液を真空室内で気化させ
て、基層に堆積させる様にしている。従って、基層を高
純度のシリコンで被覆することができる。
第１図は本願の発明によるシリコンの融解に用いられる
シリコン体の立面図、第２図は融解操作の開始前におけ
る融解装置の高度に図式化された断面図、第３図は融液
からのシリコン体の引上げに用いられた時の第２図の装
置の一部のみを同様に図式化した断面図、第４図は第３
図に類似しているがシリコンの被覆を基層に形成する装
置の断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １０−・−・−・−・−・・−シリコン体１１．１２−
−−−一穴 １３−−−−−−−−・−一−−−アーク発生用電極１
ｇ、１９−・−・−冷却コイル ２０・−・−・・−・−−−−−−−一冷却剤循環器２
４．２５−・−一−−−−−−・アーク持続用電極３１
−一−〜−−−・・・・・−・・−アーク電流供給源３
５−・・＝−・−・−・−空洞 ３８−・・・−・−・−−−−−・−真空室１１０・−
・−−−−−−−−−シリコン体１１３・−−−ｍ＝−
−・−・−・−・電極１２４．１２５−・−電極 １３５−・−・・〜−〜−−−−−−−空洞１３８−・
−・−−〜−−−−−−−−真空室１４０−−−−−・
・−・・−・・−基層である。
シリコン体の立面図、第２図は融解操作の開始前におけ
る融解装置の高度に図式化された断面図、第３図は融液
からのシリコン体の引上げに用いられた時の第２図の装
置の一部のみを同様に図式化した断面図、第４図は第３
図に類似しているがシリコンの被覆を基層に形成する装
置の断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １０−・−・−・−・−・・−シリコン体１１．１２−
−−−一穴 １３−−−−−−−−・−一−−−アーク発生用電極１
ｇ、１９−・−・−冷却コイル ２０・−・−・・−・−−−−−−−一冷却剤循環器２
４．２５−・−一−−−−−−・アーク持続用電極３１
−一−〜−−−・・・・・−・・−アーク電流供給源３
５−・・＝−・−・−・−空洞 ３８−・・・−・−・−−−−−・−真空室１１０・−
・−−−−−−−−−シリコン体１１３・−−−ｍ＝−
−・−・−・−・電極１２４．１２５−・−電極 １３５−・−・・〜−〜−−−−−−−空洞１３８−・
−・−−〜−−−−−−−−真空室１４０−−−−−・
・−・・−・・−基層である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固形のシリコン体に少なくとも一つの穴を形成し、
少なくとも一方の電極が前記穴に挿入されている一対の
電極を前記シリコン体の内部で互いに近接配置する工程
と、 前記シリコン体の内部の前記電極の端部同士の間で電気
アークを発生させて、前記シリコン体からシリコンを融
解させると共に融解したシリコンを収容する空洞を前記
シリコン体の内部に形成するために、前記電極を通じて
電流を流す工程とを夫々具備するシリコンの融解方法。 ２ 前記シリコン体の内部で前記電気アークを発生させ
ている間は前記シリコン体を冷却する工程を更に具備す
る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記電極を通じて前記電流を流している間は前記電
気アークとは独立に前記電極を加熱する工程を更に具備
する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 前記電極がシリコンから成っている特許請求の範囲
第１項に記載の方法。 ５ 固形のシリコン体に少なくとも一つの穴を形成し、
少なくとも一方の電極が前記穴に挿入されている一対の
電極を前記シリコン体の内部で互いに近接配置する工程
と、 前記シリコン体の内部の前記電極の端部同士の間で電気
アークを発生させて、前記シリコン体からシリコンを融
解させると共に融解したシリコンを収容する空洞を前記
シリコン体の内部に形成するために、前記電極を通じて
電流を流す工程と、シリコン融液への接近が可能な様に
前記シリコン体の表面で前記空洞が開口するまで前記電
気アークを維持することによって前記シリコン体の融解
を継続する工程と、 融解したシリコンの柱を前記シリコン融液から引上げる
と共に棒を製造するために前記柱を冷却する工程とを夫
々具備するシリコン棒の製造方法。 ６ 前記シリコン体の内部で前記電気アークを発生させ
ている間は前記シリコン体を冷却する工程を更に具備す
る特許請求の範囲第５項に記載の方法。 ７ 前記電極を通じて前記電流を流している間は前記電
気アークとは独立に前記電極を加熱する工程を更に具備
する特許請求の範囲第５項に記載の方法。 ８ 前記電極がシリコンから成っている特許請求の範囲
第５項に記載の方法。 ９ 固形のシリコン体に少なくとも一つの穴を形成し、
少なくとも一方の電極が前記穴に挿入されている一対の
電極を前記シリコン体の内部で互いに近接配置する工程
と、 前記シリコン体の内部の前記電極の端部同士の間で電気
アークを発生させて、前記シリコン体からシリコンを融
解させると共に融解したシリコンを収容する空洞を前記
シリコン体の内部に形成するために、前記電極を通じて
電流を流す工程と、シリコン融液への接近が可能な様に
前記シリコン体の表面で前記空洞が開口するまで前記電
気アークを維持することによって前記シリコン体の融解
を継続する工程と、 前記空洞からシリコン融液を気化させるために前記電流
を制御する工程と、 シリコン蒸気が基層に接触し且つこの基層にシリコンが
堆積する様に前記基層を前記シリコン体に近接配置する
工程と、 前記シリコン体及び前記基層を取り囲んでおり且つその
中をシリコン蒸気が横断する空間を排気する工程とを夫
々具備するシリコンで基層を被覆する方法。 １０ 前記シリコン体の内部で前記電気アークを発生さ
せている間は前記シリコン体を冷却する工程を更に具備
する特許請求の範囲第９項に記載の方法。 １１ 前記電極を通じて前記電流を流している間は前記
電気アークとは独立に前記電極を加熱する工程を更に具
備する特許請求の範囲第９項に記載の方法。 １２ 前記電極がシリコンから成っている特許請求の範
囲第９項に記載の方法。 １３ 一対のシリコン電極が内部で互いに近接配置され
ている固形のシリコン体と、 前記シリコン体の内部の前記電極同士の間で電気アーク
を発生させて、前記シリコン体からシリコンを融解させ
ると共にシリコン融液を収容する空洞を前記シリコン体
の内部に形成するために、十分な大きさの電流を前記電
極を通じて流すための手段と、 前記シリコン体を冷却するための手段とを夫々具備する
シリコンの融解装置。 １４ 前記アークを発生させるために少なくとも一つの
他方の電極に対して近接及び離間可能なアーク発生用電
極を更に具備する特許請求の範囲第１３項に記載の装置
。 １５ 前記アークとは独立に前記電極を加熱するための
手段を更に具備する特許請求の範囲第１３項に記載の装
置。 １６ 前記融液からシリコン棒を引上げるための手段を
更に具備する特許請求の範囲第１３項に記載の装置。 １７ 前記シリコン体を収容する真空室を更に具備する
特許請求の範囲第１３項に記載の装置。 １８ 前記真空室内において前記融液からのシリコン蒸
気を基層に堆積させる手段を更に具備する特許請求の範
囲第１７項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/633,124 US4548670A (en) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | Silicon melting and evaporation method for high purity applications |
| US633124 | 1984-07-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163513A true JPS6163513A (ja) | 1986-04-01 |
| JPH0116765B2 JPH0116765B2 (ja) | 1989-03-27 |
Family
ID=24538365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60153897A Granted JPS6163513A (ja) | 1984-07-20 | 1985-07-12 | シリコンの融解方法及びその装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4548670A (ja) |
| JP (1) | JPS6163513A (ja) |
| CA (1) | CA1240482A (ja) |
| DE (1) | DE3525177A1 (ja) |
| FR (1) | FR2567918A1 (ja) |
| GB (1) | GB2162766B (ja) |
| IL (1) | IL75715A (ja) |
| IT (1) | IT1185287B (ja) |
| SE (1) | SE8503405L (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010501A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Herzog Japan Ltd | ガラスビード作製装置及び方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2248852A (en) * | 1990-10-16 | 1992-04-22 | Secr Defence | Vapour deposition |
| JP2792483B2 (ja) * | 1995-10-26 | 1998-09-03 | 日本電気株式会社 | 半導体製造装置 |
| DE19638563C2 (de) * | 1996-09-20 | 1999-07-08 | Karlsruhe Forschzent | Verfahren zum Ziehen von Einkristallen |
| US6126742A (en) * | 1996-09-20 | 2000-10-03 | Forshungszentrum Karlsruhe Gmbh | Method of drawing single crystals |
| US6632277B2 (en) | 1999-07-14 | 2003-10-14 | Seh America, Inc. | Optimized silicon wafer gettering for advanced semiconductor devices |
| US6454852B2 (en) | 1999-07-14 | 2002-09-24 | Seh America, Inc. | High efficiency silicon wafer optimized for advanced semiconductor devices |
| US6395085B2 (en) | 1999-07-14 | 2002-05-28 | Seh America, Inc. | Purity silicon wafer for use in advanced semiconductor devices |
| US6228165B1 (en) * | 1999-07-28 | 2001-05-08 | Seh America, Inc. | Method of manufacturing crystal of silicon using an electric potential |
| US20100050932A1 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-04 | Bp Corporation North America Inc. | Apparatus and Method of Direct Electric Melting a Feedstock |
| EP2504470B1 (de) | 2009-11-24 | 2013-11-27 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von einkristallen aus halbleitermaterial |
| WO2011099110A1 (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-18 | Kaneko Kyojiro | シリコン真空溶解法 |
| CN102275927A (zh) * | 2011-06-01 | 2011-12-14 | 邓小宝 | 燃气电弧双热式蓄热余热废气回燃环保节能高效炼硅炉 |
| DE102013205225A1 (de) * | 2013-03-25 | 2014-09-25 | Wacker Chemie Ag | Herstellung von Silicium enthaltenden nano- und mikrometerskaligen Partikeln |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE542056A (ja) * | 1954-10-15 | |||
| US3160497A (en) * | 1962-11-15 | 1964-12-08 | Loung Pai Yen | Method of melting refractory metals using a double heating process |
| DE1243641B (de) * | 1962-12-12 | 1967-07-06 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterstaeben durch Ziehen aus der Schmelze |
| US3392056A (en) * | 1964-10-26 | 1968-07-09 | Irc Inc | Method of making single crystal films and the product resulting therefrom |
| US3625660A (en) * | 1968-03-18 | 1971-12-07 | Massachusetts Inst Technology | Method and structure for growing crystals |
| US4165361A (en) * | 1975-11-28 | 1979-08-21 | Milstein Joseph B | Process and apparatus for preparation of single crystals and textured polycrystals |
-
1984
- 1984-07-20 US US06/633,124 patent/US4548670A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-06-24 CA CA000484991A patent/CA1240482A/en not_active Expired
- 1985-07-03 IL IL75715A patent/IL75715A/xx unknown
- 1985-07-09 SE SE8503405A patent/SE8503405L/ not_active Application Discontinuation
- 1985-07-12 JP JP60153897A patent/JPS6163513A/ja active Granted
- 1985-07-15 DE DE19853525177 patent/DE3525177A1/de not_active Withdrawn
- 1985-07-19 IT IT21642/85A patent/IT1185287B/it active
- 1985-07-19 FR FR8511416A patent/FR2567918A1/fr not_active Withdrawn
- 1985-07-22 GB GB08518400A patent/GB2162766B/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010501A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Herzog Japan Ltd | ガラスビード作製装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2567918A1 (fr) | 1986-01-24 |
| IT8521642A0 (it) | 1985-07-19 |
| GB2162766B (en) | 1987-10-28 |
| IL75715A0 (en) | 1985-11-29 |
| US4548670A (en) | 1985-10-22 |
| JPH0116765B2 (ja) | 1989-03-27 |
| GB2162766A (en) | 1986-02-12 |
| DE3525177A1 (de) | 1986-01-23 |
| GB8518400D0 (en) | 1985-08-29 |
| SE8503405D0 (sv) | 1985-07-09 |
| IT1185287B (it) | 1987-11-04 |
| IL75715A (en) | 1989-06-30 |
| SE8503405L (sv) | 1986-01-21 |
| CA1240482A (en) | 1988-08-16 |
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