KR960000061B1

KR960000061B1 - Lids for improved dendritic web ribbon crystal growth

Info

Publication number: KR960000061B1
Application number: KR1019870008980A
Authority: KR
Inventors: 스튜어트 던칸 챠알스; 레오나드 코카 에드가; 앤쏘니 피오트로프스키 폴; 죠오지 지이덴스티커 레이몬드
Original assignee: 에바라 솔라 인코포레이티드; 리챠드 로시
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1987-08-17
Publication date: 1996-01-03
Also published as: AU586757B2; IT1229975B; KR880007196A; GB8719475D0; AU7668987A; GB2198965B; IN168114B; GB2198965A; JP2627901B2; MY101906A; IT8741659A0; JPS63166788A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Lead of susceptor for web growth

제1도는 본 발명에 의한 서스셉터의 리그 개략도.1 is a schematic of the league of the susceptor according to the present invention.

제2도 및 제3도는 수지형 웨브로부터 발생하는 방사열 손실을 도시하는 개략도.2 and 3 are schematic diagrams showing the radiant heat loss from a resinous web.

제4도는 본 발명에 따른 서스셉터의 리그 개략도.4 is a schematic of the league of the susceptor according to the present invention.

제5도는 제2도의 III-III선을 따른 단면도.FIG. 5 is a sectional view along line III-III of FIG. 2;

제6도는 제1도 및 제2도에 도시된 홈, 개구에 대한 개략도.6 is a schematic view of the grooves and openings shown in FIGS. 1 and 2;

제7도는 또다른 실시예의 개략도.7 is a schematic representation of another embodiment.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

7 : 서스셉터 9 : 리드7: susceptor 9: lead

11 : 외판면 15 : 홈11: outer plate surface 15: groove

17 : 개구 19 : 홈17: opening 19: groove

31 : 용융체 33 : 웨브31: melt 33: web

본 발명은 웨브근처에서 웨브의 열분위기를 위한 서스셉터(Susceptor)용 리드(lid)에 관한 것이다.The present invention relates to a lid for a susceptor for a thermal atmosphere of a web near the web.

나무가지 모양으로 된 웨브로부터 리본 결정체를 만드는 것은 주형의 형태보다는 표면인장력 및 결정학(Crystallography)에 의해서 조절된다. 인듐안티모나이드, 갤륨 아르세나이드, 게르마늄, 실리콘 또는 그 밖의 결정체 리본은 액상 결정체의 푸울을 마련하고, 과냉각결정체로 된 수지상(樹枝狀)의 핵을 용융푸울(molten pool)속에 위치시킴으로써 달성할 수 있는데, 이때 푸울속의 온도가 하강하면, 상기 핵은 우선 가로방향으로 뻗어나가 버튼(button)을 형성한다. 그리고 상기 핵은 위쪽으로 상승하면서 상기 버튼의 양 단부로부터 2개의 2차수지상 바운더리가 생겨나 푸울속으로 뻗어나가게 된다. 상기 버튼과 수지상 바운더리는 용융재료로 된 액상의 필름을 지지하는 프레임을 만들게 되며, 상기 필름은 0.1-0.2mm 두께의 웨브를 형성하도록 결정화한다. 상기 웨브와 수지상체는 수지상 리본이 푸울로부터 잡아당겨질때 이론적으로는 액상 푸울을 보충함으로써 연속적으로 발생할 수 있다. 리본의 폭과 성장속도는 용융푸울의 열적조건과 용탕속에 잠겨진 수지상 리본근처의 환경조건에 의해서 결정된다. 수지상 웨브의 형성을 좀더 상세히 설명하기 위해서 알.쥐.지이덴스티커(발명자중 1명)와 알.에이취.홉킨스에 의해 1980년 발행 ″결정성장매거진″, Vol 50, 221페이지에서 235페이지까지에 기재된 ″수지상 웨브처리에 의한 실리콘리본의 성장″에서의 방법을 참고할 수 있다.The production of ribbon crystals from tree-shaped webs is controlled by surface tension and crystallography rather than by the shape of the template. Indium antimonide, gallium arsenide, germanium, silicon or other crystalline ribbons can be achieved by providing a pool of liquid crystals and placing the dendritic nuclei of supercooled crystals in a molten pool. In this case, when the temperature in the pool is lowered, the nucleus first extends in the horizontal direction to form a button. As the nucleus rises upwards, two secondary resin boundaries are formed from both ends of the button and extend into the pool. The button and the dendritic boundary make a frame that supports a liquid film of molten material, the film crystallizes to form a 0.1-0.2 mm thick web. The web and dendritic body may occur continuously by replenishing the liquid pool theoretically when the dendritic ribbon is pulled from the pool. The width and growth rate of the ribbon are determined by the thermal conditions of the molten pool and the environmental conditions near the dendritic ribbon submerged in the melt. To explain in more detail the formation of dendritic webs, see Crystalline Growth Magazine, Vol. 50, pp. 221-235, published by R. Rat. Reference is made to the method described in "growth of silicon ribbon by resinous web treatment".

본 발명은 결정물질이 용융되어 있는 서스셉터의 리드에 관한 것이다. 상기 리드는 내부판측과 외부판측을 갖고 중앙에 홈이 형성되어 있는 판의 형태로 되어 있으며, 상기 홈을 통해서 수지상의 웨브가 잡아당겨진다. 상기 홈의 양단부에 하나의 열로 배치되어 있는 한쌍의 개구와, 상기 홈 및 개구사이에 위치하여 상기 외부판측으로부터 리드의 내부판측으로 연장하는 홈이 있다. 따라서 상기 홈과 개구 및 그 사이에 있는 홈이 상기 웨브로부터 방사하는 열을 제어하여 상기 리드의 내부판측 근처에서 수지상 웨브에 균일한 온도분포를 제공할 수 있다.The present invention relates to a susceptor lead in which a crystalline material is melted. The lid is in the form of a plate having an inner plate side and an outer plate side with a groove formed at the center thereof, and the resinous web is pulled through the groove. There are a pair of openings arranged in one row at both ends of the groove, and a groove located between the groove and the opening and extending from the outer plate side to the inner plate side of the lid. Thus, the grooves and the openings and the grooves therebetween can control the heat radiated from the web to provide a uniform temperature distribution to the dendritic web near the inner plate side of the lid.

본 발명을 좀더 명확하게 이해하기 위해 하나의 실시예를 들어 첨부한 도면을 참조하면서 설명한다.In order to more clearly understand the present invention, one embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도를 참조하면, 유도코일(3)에 의해 가열되는 몰리브데늄이나 그밖의 재료로 만들어진 서스셉터(7)가 도시되어 있다. 상기 장치(7)는 중앙에 있는 것은 이 장치(7)의 공동(5)으로서, 이 속에는 이 공동(5)을 구획하는 석영(石英)제의 도가니(7)가 위치한다. 상기 도가니(7)를 덮어씌우고 있는 것은 몰리브데늄판으로 된 리드(9)이며, 이 리드(9)는 외판 내판면(11,13)을 구비하고, 그 중앙에 홈(15)이 마련되어 있다. 그리고 상기 홈(15)의 끝에는 개구(17)가 형성되는데, 이 개구는 상기 리드(9)를 관통하고, 형상은 원형단면을 이룬다. 또한 상기 홈(15)과 개구(17) 사이에는 폭이 좁은 또다른 홈(19)이 있으며, 이 홈(19)은 외부판측(11)으로부터 인접하는 내부판측(13)으로 리드(9) 속을 통해 연장하며, 상기 홈(19)의 내부판측에는 얇은 스트립(21)이 만들어진다.Referring to FIG. 1, a susceptor 7 made of molybdenum or other material that is heated by an induction coil 3 is shown. In the center of the device 7 is a cavity 5 of the device 7, in which a crucible 7 made of quartz partitioning the cavity 5 is located. Covering the crucible 7 is a lead 9 made of molybdenum plate, the lead 9 having outer plate inner plate surfaces 11 and 13, with a groove 15 in the center thereof. . An opening 17 is formed at the end of the groove 15, which penetrates the lid 9 and has a circular cross section. In addition, there is another narrow groove 19 between the groove 15 and the opening 17, which is in the lead 9 from the outer plate side 11 to the adjacent inner plate side 13. It extends through, a thin strip 21 is made on the inner plate side of the groove 19.

여러개의 방열판(23,25)이 리드(9)의 외부판측에 인접하여 배치되며, 상기 방열판(23,25)은 리드(9)내에 있는 홈(15) 및 개구(17)와 연관되어 있는 홈(27,29)은 각각 갖는다. 상기 홈(27,29)은 모두 홈(15)와 개구(17)보다 폭이 넓고 더 길며, 외부판의 홈(29)이 내부판의 홈(27)보다 폭과 길이가 더 크다.A plurality of heat sinks 23 and 25 are disposed adjacent to the outer plate side of the lid 9, and the heat sinks 23 and 25 are grooves associated with the groove 15 and the opening 17 in the lid 9. 27 and 29 have each. The grooves 27 and 29 are both wider and longer than the groove 15 and the opening 17, and the groove 29 of the outer plate is larger in width and length than the groove 27 of the inner plate.

실리콘 용융체(31), 또는 다른 결정물질은 도가니에서 만들어지고, 상기 용융체(31)로부터 실리콘이나 또다른 결정체물질의 단일 결정웨브(33)가 나온다.The silicon melt 31, or other crystalline material, is made in a crucible, from which the single crystal web 33 of silicon or another crystalline material emerges.

제2도 및 제3도에서 도시된 것처럼, 상기 웨브(33)으로부터 발생하는 방사열손실은 홈(19)이 없을때와 홈(19)가 있을때가 서로 다르다. 상기 리드(9)에 있는 홈(19)은 상기 웨브(33)의 중앙부로부터 주위의 구역을 관찰할 수 있는 것과 거의 같은 정도로 성장하는 웨브(33)의 가장자리로부터 관찰하는 것을 가능하게 한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the radiant heat loss from the web 33 is different when there is no groove 19 and when there is a groove 19. The grooves 19 in the lid 9 make it possible to observe from the edges of the webs 33 growing to the same extent as the surrounding area can be observed from the center of the webs 33.

상기 홈(19)이 리드(9)를 완전히 관통하지 않고, 스트립(21)을 남겨놓기 때문에 상기 용융체(31)로부터 발생하는 열손실은 제2도에 도시된 것처럼 홈이 없는 리드(9)에서와 거의 같은 형식으로 조절될 수 있게 된다. 그러나 일단 웨브(33)가 리드(9)의내부판측위에 있게 되면, 상기 홈(15) 제3도에서 처럼 더 커진다. 제2도에서 용융체(31)로부터 생기는 열방사는 홈(15)의 단부근처에서 웨브(33)로부터의 열방사가 상기 홈(15)의 수직벽(35)에 의해 차단당하는 중에 리드(9)의 내부판측(13)에 의해 차단당한다.Since the grooves 19 do not completely penetrate the leads 9 and leave the strips 21, the heat loss from the melt 31 is reduced in the grooves 9 without grooves as shown in FIG. Can be adjusted in almost the same way as. However, once the web 33 is on the inner plate side of the lid 9, it becomes larger as in FIG. 3 of the groove 15. In FIG. 2, the heat radiation generated from the melt 31 is near the end of the groove 15, while the heat radiation from the web 33 is blocked by the vertical wall 35 of the groove 15. It is blocked by the plate side 13.

따라서 열손실은 실제로는 웨브의 전체폭에 걸쳐 일정하지 않으며, 가장자리 근처에서 위쪽으로 선회하는 웨브(33)를 통해 등온선분포를 유도하게 된다. 이 때문에 제3도에 도시된 것처럼 웨브에 높은 열응력이 발생하며, 홈(19)이 마련되어 있는 경우는 용융체(31)로부터의 열방사가 제2도에 도시된 것처럼 스트립(21)에 의해 차단된다. 그러나 상기 리드(9)의 내부판측 근처부에서 웨브(33)의 가장자리근처의 방사열손실은 홈(19)의 존재 때문에 웨브(33)의 전체폭에 걸쳐 비교적 일정한 양상을 나타낸다. 이것은 다시말해 웨브(33)의 폭에 걸쳐 평평한 등온선분포를 의미하며, 웨브(33)에서의 열응력을 감소시키는 결과를 가져오는 것이다. 웨브(33)에서의 열응력이 감소하는 이유 때문에 상기 웨브(33)는 더 얇고 폭이 넓은 웨브(33)를 만들어낼 수 있는 결정체의 성장을 가져오고 변형하지 않으며 아울러 상기 웨브(33)의 허용성장율을 근본적으로 증가시킬 수 있도록 좀더 신속하게 빠져나온다.Thus, the heat loss is not really constant over the entire width of the web, leading to an isotherm distribution through the web 33 pivoting upward near the edge. For this reason, high thermal stress is generated in the web as shown in FIG. 3, and when the grooves 19 are provided, heat radiation from the melt 31 is blocked by the strip 21 as shown in FIG. . However, the radiation heat loss near the edge of the web 33 near the inner plate side of the lid 9 is relatively constant over the entire width of the web 33 due to the presence of the grooves 19. This means in other words a flat isotherm distribution over the width of the web 33, resulting in a reduction of thermal stress in the web 33. Because of the reduced thermal stress in the web 33, the web 33 results in the growth of crystals that can produce thinner and wider webs 33 and does not deform, but also permits the web 33. It will exit more quickly to fundamentally increase the growth rate.

제4,5,6도에서는 아령처럼 생긴 홈(15a)을 형성하는 원형개구(35)에 의해 양단부가 확장된 홈을 표시하고 있다. 상기 홈(15a)과 개구(17)는 리드(9) 두께의 1/2 정도인 카운터보어(45,47) 형식의 개구로 되어 있다. 상기 카운터보어(45,47)는 리드(9)의 내부판측(11) 위에 형성된다. 추가 실리콘이나 다른 결정체물질이 용융체 푸울(31)에 첨가되어 공정이 연속적으로 이루어질 수 있도록 해주는 급송구(49)가 리드(9)의 적어도 일측에 근접한 위치에 형성된다. 홈(19)은 홈(15a)과 동일한 폭을 갖는다.In FIG. 4, 5 and 6, the groove which extended at both ends is shown by the circular opening 35 which forms the groove 15a like a dumbbell. The grooves 15a and the openings 17 are openings in the form of counterbore 45 and 47 which are about one half of the thickness of the lid 9. The counter bores 45 and 47 are formed on the inner plate side 11 of the lid 9. Additional silicon or other crystalline material is added to the melt pool 31 so that a feed port 49 is formed at a position proximate to at least one side of the lid 9 to allow the process to be carried out continuously. The groove 19 has the same width as the groove 15a.

제7도는 홈(15)과 그의 카운터보어부(45), 그리고 개구(17)와 그의 카운터보어부(47) 및 홈(19)과 스트립(21)을 도시하고 있다. 상기 홈(15), 개구(17), 그리고 홈(19)은 하나의 확장홈속으로 함몰되어 있는데 상기 확장홈은 스트립(21)과 함께 상기 확장홈 형식의 개구단부의 내부판을 밀봉한다.FIG. 7 shows the groove 15 and its counterbore 45, and the opening 17, its counterbore 47, the groove 19 and the strip 21. The groove 15, the opening 17, and the groove 19 are recessed into one expansion groove, which together with the strip 21 seals the inner plate of the opening end of the expansion groove type.

상기 홈(15,15a), 개구(17), 그리고 홈(19)은 서로 연관하여 리드(9)의 내부판측(13) 근처에서 웨브(33)로부터 생기는 열방사를 제어하며, 상기 리드(9)의 내부판측(13) 근처에서 웨브(33)에 평평한 등온선분포를 형성한다. 이것은 곧 웨브(33)에 열응력을 감소시켜 결정체 성장의 변형을 방지하며, 이로인해 웨브의 허용 성장율을 상당히 상승시키고, 높은 견인율에서도 폭이 넓은 웨브를 생산할 수 있도록 해준다.The grooves 15, 15a, the openings 17, and the grooves 19, in association with each other, control heat radiation from the web 33 near the inner plate side 13 of the lid 9, and the lid 9 A flat isotherm distribution is formed on the web 33 near the inner plate side 13. This in turn reduces the thermal stress on the web 33 to prevent deformation of the crystal growth, thereby significantly increasing the permissible growth rate of the web and making it possible to produce wide webs even at high traction rates.

Claims

It has an inner plate side and an outer plate side, and has a groove in which the resinous web made of molten crystal is drawn in the center, and is located between the groove and the opening and a pair of openings formed at both ends of the groove to coincide with the groove. The groove, the opening, and another groove between the groove and the opening are formed by one plate having grooves extending from the outer plate side to the adjacent inner plate side to control the radiation of heat from the dendritic web. A lead for a web growth susceptor, characterized in that it has a correlated action to provide a generally uniform temperature distribution to the dendritic web near the plate side.

The web growth susceptor lead according to claim 1, wherein the groove has portions extending at both ends thereof, and the overall shape is in the shape of a dumbbell.

3. The lead of a web growth susceptor according to claim 2, wherein the extension portion is circular.

The web growth susceptor lead according to any one of claims 1 to 3, wherein the grooves and the openings are processed in the shape of a counterbore from the surface on the outer plate side.