NL193666C - Inrichting voor het vervaardigen van een monokristallijn kristallichaam. - Google Patents

Inrichting voor het vervaardigen van een monokristallijn kristallichaam. Download PDF

Info

Publication number
NL193666C
NL193666C NL8502286A NL8502286A NL193666C NL 193666 C NL193666 C NL 193666C NL 8502286 A NL8502286 A NL 8502286A NL 8502286 A NL8502286 A NL 8502286A NL 193666 C NL193666 C NL 193666C
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
heat generator
crucible
crystal body
melt
heat
Prior art date
Application number
NL8502286A
Other languages
English (en)
Other versions
NL193666B (nl
NL8502286A (nl
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of NL8502286A publication Critical patent/NL8502286A/nl
Publication of NL193666B publication Critical patent/NL193666B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL193666C publication Critical patent/NL193666C/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/14Heating of the melt or the crystallised materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Description

1 193666
Inrichting voor het vervaardigen van een monokristallijn kristaiiichaam
De uitvinding betreft een inrichting voor het vervaardigen van een monokristallijn kristaiiichaam. met een kroes voor het opnemen van een vloeistof waaruit het kristaiiichaam moet groeien, een warmtegenerator 5 voor het uitwendig verhitten van de kroes, en middelen voor het trekken van het kristaiiichaam uit de vloeistof, waarbij de warmtegenerator een rondom de kroes geplaatste holle cilinder van elektrisch geleidend materiaal is met een aantal gelijkmatig over de omtrek van de cilinder verdeelde axiale groeven, die afwisselend tot aan de bovenrand en tot aan de onderrand doorlopen. Een dergelijke inrichting, die doorgaans wordt aangeduid als een kristaltrekinrichting van het Czochralsky-type, is bekend uit het 10 Amerikaanse octrooischrift 3.359.077.
Voor een goed begrip van de werking wordt verwezen naar de onderhavige figuur 7 van de tekening, welke de bekende inrichting schematisch in verticale langsdoorsnede weergeeft. Men ziet daar een smeltkroes 2 van kwarts, die zich binnen een kroes 1 van grafiet bevindt en een gesmolten vloeistof 3 bevat, waaruit het kristaiiichaam 6 moet worden gevormd. Rondom de kroezen 1, 2 bevindt zich een 15 holcilindrische warmtegenerator 4 van grafiet, die dankzij niet-getekende axiale groeven geschikt is voor het afgeven van warmte aan de smelt 3 door middel van elektrische weerstandsverhitting. Met behulp van een entkristal 5 aan een klem 7 kan een monokristallijn kristaiiichaam 6 in staafvorm uit de vloeistof omhoog worden getrokken. Tijdens het trekken van het kristaiiichaam worden de kroezen 1, 2 en het kristaiiichaam 6 met behulp van een as 8 en/of de klem 7 met constante snelheid in tegengestelde richting rondgedraaid.
20 Verder worden de kroezen 1, 2 met behulp van de as 8 omhoog bewogen, zodat de warmtegenerator 4 steeds een vooraf bepaalde stand ten opzichte van het oppervlak van de smelt 3 inneemt.
Aannemend dat het scheidingsvlak tussen het kristaiiichaam 6 en de smelt 3 plat is en dat geen temperatuurgradiënt in radiale richting van het kristaiiichaam 6 optreedt, kan de maximale groeisnelheid Vmax van het kristaiiichaam 6 bij het gebruik van deze bekende inrichting door de volgende vergelijking 25 worden weergegeven: h .Q VdX/ waarin k de warmtegeleiding van het kristaiiichaam 6, h de oploswarmte en Q de dichtheid daarvan aangeeft, terwijl dT/dX de temperatuurgradiënt in lengterichting van het kristaiiichaam 6 (gerekend vanaf het 30 scheidingsvlak tussen vaste stof en vloeistof) weergeeft.
Aangezien k, h en p materiaaleigenschappen zijn, dient de waarde van dT/dX groot te zijn om een grote waarde van Vmax te krijgen. Hierbij doen zich echter enkele problemen voor.
In de praktijk blijkt het uit de smelt getrokken kristaiiichaam 6 nog stralingswarmte te ontvangen vanaf het bovenoppervlak van de smelt 3, de binnenwand van de kroes 2 en de warmtegenerator 4. Hierdoor wordt 35 zowel de afkoelsnelheid dT/dX van het kristaiiichaam 6 als de maximale groeisnelheid daarvan nadelig beïnvloed. Ter gedeeltelijke ondervanging van dit probleem kan men boven het oppervlak van de smelt een afscherming aanbrengen, zoals reeds eerder is voorgesteld in de Japanse octrooipublicatie SHO-A-58/1080.
Verder kan men ook trachten de groeisnelheid van het kristaiiichaam te vergroten door temperatuurverlaging van de warmtegenerator 4. Daarbij dreigt echter het gevaar dat de smelt 3 aan het oppervlak gaat 40 stollen, en wel juist op de plaats waar dat oppervlak met de kroes 2 in contact komt. Deze ongewenste stolling brengt mee, dat het kristaiiichaam niet meer continu uit de vloeistof kan worden getrokken. Daarom is een temperatuurverlaging van de warmtegenerator 4 bij de bekende inrichting van figuur 7 niet goed mogelijk en kan de groeisnelheid van het kristaiiichaam 6 op deze wijze niet worden vergroot.
De onderhavige uitvinding richt zich vooral op het zojuist genoemde probleem en beoogt zodanige 45 wijzigingen aan de inrichting aan te brengen, dat de stollingsdreiging bij temperatuurverlaging van de warmtegenerator kan worden ondervangen.
In overeenstemming met de uitvinding is nu gebleken dat dit doel kan worden bereikt door de warmtegenerator van de inrichting, welke uit een rondom de kroes geplaatste holle cilinder van elektrisch geleidend materiaal met een aantal gelijkmatig over de omtrek van de cilinder verdeelde axiale groeven bestaat, van 50 de combinatie van een tweetal constructieve verbeteringen te voorzien.
De eerste constructieve verbetering bestaat hierin dat men de warmtegenerator bij gelijkblijvende binnendiameter een taps toelopend bovengedeelte geeft. Dankzij dit taps toelopende bovengedeelte wordt daar ter plaatse het doorsnede-oppervlak van de warmtegenerator, gezien in opwaartse richting, verkleind en de elektrische weerstand vergroot, zodat bij stroomdoorgang door de warmtegenerator in het tapse 55 gedeelte een grotere hoeveelheid warmte aan de kroes zal worden afgegeven, hetgeen tot grotere verwarming van het oppervlak van de smelt leidt. Het is dan mogelijk om een stolling van de smelt aan het oppervlak bij verlaging van de temperatuur van de warmtegenerator te verhinderen. Tevens is het dan 193666 2 mogelijk om het kristallichaam met grote snelheid te laten groeien, zonder dat defecten optreden en zonder dat de kwaliteit van het kristallichaam achteruit gaat.
De tweede constructieve verbetering is dat de tot de onderrand doorlopende axiale groeven in de warmtegenerator van gevorkte boveneinden worden voorzien.
5 Dankzij deze gevorkte boveneinden wordt op plekken vlak onder de bovenrand het doorsnede-oppervlak van de warmtegenerator (gezien in omtreksrichting) verder verkleind en de elektrische weerstand verder vergroot, met als gevolg dat de warmtegenerator bij doorgang van elektrische stroom op die plekken meer warmte ontwikkelt. Deze extra warmte, die afkoeling van de hoekpunten aan de bovenrand van de warmtegenerator tegengaat, zorgt zodoende voor een versterking van het reeds door de taps toelopende 10 bovenrand opgewekte effect.
De uitvinding verschaft dan ook een inrichting van het in de aanvang genoemde type, welke gekenmerkt is doordat de warmtegenerator in zijn bovengedeelte, tegenover de zone van de kroes waar het vloeistof-oppervlak met de binnenwand van de kroes in contact komt, bij gelijkblijvende binnendiameter taps toeloopt en doordat de tot aan de onderrand doorlopende axiale groeven in de warmtegenerator aan hun bovenein-15 den zijn gevorkt.
De combinatie van genoemde constructieve verbeteringen kan desgewenst worden gecombineerd met eerder voorgestelde maatregelen, zoals het plaatsen van een afscherming boven de smelt in de kroes, waardoor het kristallichaam sneller afkoelt (voorgesteld in de Japanse octrooipublicatie SHO-A-58/1080) en/of het aanbrengen van middelen voor het aanleggen van een magneetveld op de smelt, waardoor 20 convectiestromen in de smelt worden voorkomen (voorgesteld in IBM Technical Disclosure Bulletin, 26, pag. 4716 (1984) ).
In verband met de stand der techniek wordt nog gewezen op de Japanse octrooipublicatie SHO-B-52/ 39787, die een kristaltrekinrichting van soortgelijk type als de onderhavige inrichting beschrijft, welke op een iets afwijkende wijze, namelijk met een afschermende laag B203 op het oppervlak van de smelt (LEC-25 methode) wordt bedreven. Kenmerkend voor de daar beschreven inrichting is, dat de warmtegenerator een gecompliceerde vorm heeft, verkregen door holle cilinders van uiteenlopende diameter en wanddikte met behulp van ringvormige tussenbodems op elkaar te stapelen, waarbij de axiale groeven in de warmtegenerator zich van boven tot onder door alle cilinders en tussenbodems heen uitstrekken. In de tekst van de publicatie wordt gesteld, dat men door variatie van binnendiameter, buitendiameter en wanddikte van de 30 holle cilinders het doorsnede-oppervlak van de geleidende stroken in de warmtegenerator en daarmee de afgifte van warmte naar de smelt en de temperatuurverdeling in de smelt kan beïnvloeden.
In zijn eenvoudigste vorm, weergegeven in figuur 3 van de genoemde publicatie, is de warmtegenerator opgebouwd uit twee opeengestapelde holle cilinders, onder gebruikmaking van een ringvormige tussen-bodem en een ringvormige onderrand. Daarbij strekt de bovenste holle cilinder zich rondom de cilinderwand 35 van de smeltkroes uit, terwijl de ringvormige tussenbodem naar de vlakke bodem van de smeltkroes is gekeerd en de onderste holle cilinder van kleinere diameter zich rondom een stang voor het op en neer bewegen van de smeltkroes uitstrekt.
Bovendien heeft de bovenste holle cilinder een versterkte wanddikte aan de bovenrand. Door deze maatregelen wordt bereikt, dat de smeltkroes onderaan meer warmte krijgt toegevoerd dan bovenaan, 40 waardoor de maximale temperatuur in de smelt naar een lager gelegen plaats wordt verschoven (figuur 5 van genoemde publicatie).
In een andere uitvoeringsvorm, weergegeven in figuur 4 van de genoemde publicatie, is de warmtegenerator opgebouwd uit drie opeengestapelde holle cilinders, onder gebruikmaking van twee ringvormige tussenbodems en een ringvormige onderrand. Daarbij komen de middelste en de onderste holle cilinder 45 overeen met de holle cilinders van de warmtegenerator uit figuur 3, terwijl de bovenste holle cilinder een grotere binnendiameter en een taps toelopende wand heeft en zich rondom een ruimte boven de smeltkroes uitstrekt, waar zich de afschermende laag B203 zal bevinden. Door deze maatregelen wordt in hoofdzaak hetzelfde effect als bij de uitvoeringsvorm van figuur 3 bereikt, met daarnaast een extra warmtetoevoer naar de afschermende laag van B203, teneinde op die plaats warmteverstrooiing door B203 en scheurtjes in het 50 te verkrijgen kristallichaam te voorkomen. De verkregen temperatuurverdeling blijkt uit figuur 6.
De warmtegenerator uit figuur 4 van de Japanse octrooipublicatie SHO-B-52/39787 heeft met de warmtegenerator uit de inrichting van de onderhavige uitvinding gemeen, dat beide een taps toelopende bovenrand vertonen, die meer warmte dan nabijgelegen delen van de warmtegenerator zal afgeven. Deze taps toelopende bovenrand bevindt zich bij de bekende constructie echter in een gedeelte van de warmte-55 generator dat een vergrote binnendiameter heeft en niet op het verwarmen van de smelt maar op het verwarmen van een daarboven gelegen materiaallaag is gericht. Bovendien ontbreken daar de gevorkte groefeinden ter versterking van het gewenste effect.
3 <4 ftOgffP
i<9vVOO
Thans zal de inrichting volgens de uitvinding meer in detail worden beschreven. Daarbij wordt verwezen naar de tekening, die enkele uitvoeringsvormen van deze inrichting bij wijze van voorbeeld weergeeft.
Figuur 1 toont een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding in verticale langsdoor-snede.
5 Figuur 2 laat de warmtegenerator van deze inrichting op grotere schaal en in perspectief zien.
Figuur 3 geeft een andere uitvoeringsvorm van de inrichting in verticale langsdoorsnede weer.
Figuren 4A, 5A en 6A zijn schetsen die de temperatuurverdeling binnen de smelt voor respectievelijk de bekende inrichting van figuur 7, de inrichting van figuur 1 en de inrichting van figuur 3 met behulp van isothermen weergeven.
10 Figuren 4B, 5B en 6B zijn grafieken, die met de figuren 4A, 5A en 6A overeenkomen en de temperatuurverdeling binnen de smelt in axiale richting (genomen nabij de wand van de kroes) weergeven.
Figuur 7 toont schematisch de bekende inrichting van het Amerikaanse octrooischrift 3.359.077 in verticale langsdoorsnede.
15 De inrichting van figuur 1 heeft evenals die van figuur 7 een smeltkroes 2 van kwarts, die zich binnen een kroes 1 van grafiet bevindt en een gesmolten vloeistof 3 (bij voorbeeld gesmolten silicium) bevat. Rondom de kroezen 1, 2 is een holcilindrische warmtegenerator 4 van grafiet geplaatst en ook een huls 9 van thermisch isolerend materiaal. Dit geheel bevindt zich binnen een gesloten huis met als koelmantels uitgevoerde wanden 10a, 10b en 10c. In de zijwand 10b is een venster 12 voor het waarnemen van het 20 kristallichaam 6 aanwezig en in de bodemwand 10a vindt men een afvoerleiding 13 voor een inert gas dat van bovenaf in het huis is toegelaten en een geschikte atmosfeer rond het kristallichaam en de smelt vormt. De kroes 1 is gemonteerd op een as 8, die vrij beweegbaar door een opening 10d in de bodemwand 10a van het huis steekt, zodat de kroezen 1 en 2 daarmee rondgedraaid en op en neer bewogen kunnen worden. Verder is de warmtegenerator 4 op een ringplaat 14 gemonteerd, welke aan de onderzijde een 25 paar stangen 15 heeft, die vrij beweegbaar door openingen 10e en lOf in de bodemwand 10a steken. Met behulp van deze stangen 15 kan de warmtegenerator 4 op en neer worden bewogen. Boven de smelt 3 in de kroes 1 bevindt zich een entkristal 5 in een klem 7, die aan het ondereinde van een as 17 is aangebracht. Met deze as 17 kan het entkristal rondgedraaid en omhoog bewogen worden teneinde een staafvormig kristallichaam 6 uit de smelt te trekken. Vlak boven de smelt 3 en rondom het kristallichaam 6 30 ziet men nog een holcilindrische afscherming 16 van molybdeen, met een binnendiameter die iets groter dan de buitendiameter van het kristallichaam 6 is. Deze afscherming dient om het kristallichaam 6 tegen schadelijke warmtestraling vanuit de smeltkroes 2 en de warmtegenerator 4 te beschermen.
Figuur 2 laat de warmtegenerator 4 van de inrichting in perspectief zien. Deze warmtegenerator 4 is gemaakt van elektrisch geleidend materiaal, zoals grafiet, en heeft de vorm van een holle cilinder met 35 constante binnendiameter en met een taps toelopend bovengedeelte 4a. In de cilinderwand bevinden zich axiale groeven 4b, 4c, die gelijkmatig over de omtrek van de cilinderwand zijn verdeeld en wel zodanig, dat groeven 4b, die tot aan de bovenrand van die wand reiken, worden afgewisseld door groeven 4c, die tot aan de onderrand reiken. De boveneinden van de groeven 4c zijn gevorkt, zodat daar twee korte groeven 4d en 4e ontstaan, die een hoek van 45° met de groef 4c maken. Een van de groeven 4b (niet weergege-40 ven) strekt zich over de gehele hoogte van de cilinderwand uit. Aangezien de warmtegenerator uit grafiet bestaat, zullen de door de groeven 4b, 4c begrensde vaste delen van de warmtegenerator geleidende stroken vormen, die aan onder- en bovenrand afwisselend met elkaar zijn verbonden. Door deze geleidende stroken kan een elektrische stroom worden gevoerd teneinde in de warmtegenerator warmte op te wekken. Tijdens het bedrijf van de inrichting worden de kroezen 1 en 2 met behulp van de as 8 in de ene richting 45 (bijvoorbeeld met de wijzers van de klok mee) rondgedraaid, terwijl het entkristal 5 met behulp van de as 17 in de andere richting (bij voorbeeld tegen de wijzers van de klok in) ronddraait. Tegelijkertijd wordt de smelt 3 in de smeltkroes 2 met behulp van de warmtegenerator 4 in vloeibare toestand gehouden. Door geleidelijk optillen van het entkristal 5 met behulp van de as 17 vanuit een beginstand, waarin het entkristal met de smelt 3 in aanraking verkeerde, kan men nu een kristallichaam 6 laten aangroeien en uit de smelt omhoog 50 trekken. Ook de kroezen 1, 2 worden geleidelijk opgetild, zodat het oppervlak van de smelt 3 in de kroes 2 op een vooraf bepaalde hoogte ten opzichte van de warmtegenerator 4 blijft en de kristalgroei onbelemmerd kan doorgaan. Het proces eindigt als de smelt in de kroes 2 nagenoeg volledig is verbruikt, waarop het verkregen staafvormige kristallichaam 6 uit de inrichting kan worden verwijderd.
Bij dit proces brengt de in figuur 2 weergegeven bijzondere vorm van de warmtegenerator 4 de volgende 55 voordelen mee.
Dankzij het feit, dat de warmtegenerator 4 een taps toelopend bovengedeelte 4a heeft, zodat het doorsnede-oppervlak aldaar, gezien in opwaartse richting, geleidelijk afneemt, zal deze warmtegenerator bij 193666 4 stroomdoorgang meer warmte nabij de bovenrand dan in de overige delen afgeven. Dit effect wordt versterkt door de gevorkte boveneinden 4d, 4e van de groeven 4c, die eveneens voor een afname van het doorsnede-oppervlak in de bovenrand, maar nu in omtreksrichting, zorgdragen en vooral een afkoeling van de hoekpunten aan de bovenrand (naast de groeven 4b) tegengaan. Het gevolg is dat het tegenover de 5 bovenrand van de warmtegenerator gelegen deel van de smeltkroes 2, waar zich het oppervlak 3a van de smelt 3 bevindt, meer warmte dan de rest van de smelt zal ontvangen en daardoor een temperatuur zal verkrijgen, die slechts weinig van de binnen de smelt heersende maximumtemperatuur verschilt.
Wil men in dit geval de temperatuur van de warmtegenerator 4 verlagen, teneinde minder stralings-warmte aan het kristallichaam 6 af te staan en daardoor de temperatuurgradiënt dT/dX binnen het 10 kristallichaam 6 alsook de maximale groeisnelheid te verhogen, dan is dit mogelijk, zonder dat de smelt aan het oppervlak 3a een neiging tot stolling vertoont. Dit komt omdat het temperatuurverschil tussen het oppervlak 3a en het punt met maximale temperatuur binnen de smelt 3 zo gering is. In de praktijk blijkt het mogelijk om de groeisnelheid van het kristallichaam wel met 0,4 mm/min te verhogen, vergeleken met het geval van de als uitgangspunt genomen inrichting.
15 Aangezien zich verder boven de smelt 3 een afscherming 16 bevindt, kan een verhitting van het kristallichaam 6 door stralingswarmte uit de smeltkroes voor een belangrijk deel worden verhinderd. Op deze wijze kan de temperatuurgradiënt binnen het kristallichaam 6 en daarmee ook de groeisnelheid van dat kristallichaam verder worden verhoogd.
Het is gebleken dat een met hogere groeisnelheid verkregen kristallichaam veel minder kristaldefecten 20 vertoont dan een kristallichaam dat met lage groeisnelheid is gemaakt. Dit betekent dat het met de inrichting volgens de uitvinding mogelijk is om de kwaliteit van het verkregen kristallichaam te verbeteren. Verder is het mogelijk om het kristallichaam continu te laten groeien, waardoor de productiviteit wordt vergroot en de kostprijs van het product wordt verlaagd.
Aangezien het doorsnede-oppervlak van de warmtegenerator 4 aan de bovenzijde kleiner is dan bij een 25 gebruikelijke warmtegenerator, is de gehele elektrische weerstand van de warmtegenerator betrekkelijk hoog, zodat het mogelijk wordt om de smelt 3 met een geringer elektrisch vermogen tot eenzelfde temperatuur als voorheen op te warmen. Het stroomverbruik van de warmtegenerator kan daardoor worden verminderd.
Figuur 3 toont een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding. Deze uitvoeringsvorm 30 komt grotendeels overeen met de uitvoeringsvorm van figuur 1, maar als extra maatregel is nu een elektromagneet 21 aan de buitenzijde, nabij de wand 10a aangebracht, zodat tijdens het trekken van het kristallichaam 6 een magneetveld op de smelt kan worden aangelegd. Aangezien de smelt elektrisch geleidend is, wordt het dan mogelijk om convectiestromen in de smelt te onderdrukken, waardoor het temperatuurverschil tussen het oppervlak en het inwendige van de smelt verder wordt verkleind en de 35 groeisnelheid van het kristallichaam verder wordt verhoogd. Ofschoon volgens figuur 3 het magneetveld in dwarsrichting wordt aangelegd, is het ook mogelijk om het magneetveld in axiale richting, dat wil zeggen in de trekrichting van het kristallichaam, aan te leggen.
Ter verdere illustratie van de voordelen volgens de uitvinding wordt nog verwezen naar de figuren 4, 5 en 6, die schematisch de temperatuurverdeling binnen de smelt weergeven bij gebruik van respectievelijk 40 een bekende inrichting volgens figuur 7, een inrichting volgens figuur 1 en een inrichting volgens figuur 3.
De figuren 4A, 5A en 6A tonen het verloop van isothermen T1 tot en met T5 binnen de smelt, waarbij T, < T2 < T3 is, terwijl T2 = T4 en T3 = T5 is. Duidelijk blijkt hieruit, dat in de figuren 5A en 6A de temperatuur aan het oppervlak van de smelt en vooral nabij de wand van de kroes hoger is dan in het geval van figuur 10A.
In de figuren 4B, 5B en 6B is de temperatuurverdeling in verticale (axiale) richting, gemeten op een 45 plaats dichtbij de wand van de kroes, weergegeven. Men ziet drie krommen van verschillende vorm, waarbij de maximumtemperatuur van de krommen uit figuren 5B en 6B iets lager ligt dan bij die uit figuur 4B. Duidelijk blijkt dat de krommen van figuren 5B en 6B ten opzichte van de kromme uit figuur 4B zijn afgevlakt, hetgeen erop wijst dat het temperatuurverschil binnen de smelt geringer is geworden.
Thans volgen enkele vergelijkende voorbeelden.
50
Voorbeelden
In een kroes met een diameter van 30 cm wordt 20 kg polykristallijn silicium gebracht. Nadat het materiaal is gesmolten, wordt uit de smelt een staafvormig kristallichaam met een diameter van 10 cm getrokken. Bij gebruik van de bekende inrichting van figuur 7 zal de smelt aan het oppervlak 3a nabij de wand van de 55 kroes reeds bij een groeisnelheid van 1,2 mm/min gaan stollen. Is tevens een afscherming boven het oppervlak van de smelt aangebracht, dan kan een groeisnelheid van 1,5 mm/min worden bereikt.
Wordt daarentegen de inrichting volgens de uitvinding van figuur 1 gebruikt, met een afscherming 16

Claims (1)

  1. 5 193666 boven de smelt en met een warmtegenerator 4, die van een taps gedeelte 4a en vorkgroeven 4d, Ae is voorzien, dan wordt het mogelijk om het kristal lichaam 6 te laten groeien met een snelheid van 2-0 mm/min. Gebruikt men de inrichting volgens de uitvinding van figuur 3, waarbij als extra maatregel een magneetveld op de smelt wordt aangelegd, dan wordt het zelfs mogelijk om de groeisnelheid tot 2,3 mm/min re verhogen. 5 Inrichting voor het vervaardigen van een monokristallijn kristallichaam, met een kroes voor het opnemen van 10 een vloeistof waaruit het kristallichaam moet groeien, een warmtegenerator voor het uitwendig verhitten van de kroes, en middelen voor het trekken van het kristallichaam uit de vloeistof, waarbij de warmtegenerator een rondom de kroes geplaatste holle cilinder van elektrisch geleidend materiaal is met een aantal gelijkmatig over de omtrek van de cilinder verdeelde axiale groeven, die afwisselend tot aan de bovenrand en tot aan de onderrand doorlopen, met het kenmerk, dat de warmtegenerator (4) in zijn bovengedeelte, 15 tegenover de zone van de kroes (1, 2) waar het vloeistofopervlak met de binnenwand van de kroes in contact komt, bij gelijkblijvende binnendiameter taps toeloopt, en dat de tot aan de onderrand doorlopende axiale groeven (4c) in de warmtegenerator aan hun boveneinden zijn gevorkt. Hierbij 3 bladen tekening
NL8502286A 1984-08-24 1985-08-19 Inrichting voor het vervaardigen van een monokristallijn kristallichaam. NL193666C (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17642084 1984-08-24
JP59176420A JPS6153187A (ja) 1984-08-24 1984-08-24 単結晶成長装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8502286A NL8502286A (nl) 1986-03-17
NL193666B NL193666B (nl) 2000-02-01
NL193666C true NL193666C (nl) 2000-06-06

Family

ID=16013382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8502286A NL193666C (nl) 1984-08-24 1985-08-19 Inrichting voor het vervaardigen van een monokristallijn kristallichaam.

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JPS6153187A (nl)
AT (1) AT400848B (nl)
CA (1) CA1290654C (nl)
DE (1) DE3530231A1 (nl)
FR (1) FR2569430B1 (nl)
GB (1) GB2163367B (nl)
IT (1) IT1200719B (nl)
MY (1) MY101257A (nl)
NL (1) NL193666C (nl)
SE (1) SE467258B (nl)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62105998A (ja) * 1985-10-31 1987-05-16 Sony Corp シリコン基板の製法
JPS62223090A (ja) * 1986-03-20 1987-10-01 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体単結晶引上装置
JPS6389488A (ja) * 1986-09-30 1988-04-20 Toshiba Corp 単結晶の製造方法
DE3733487C2 (de) * 1987-10-03 1997-08-14 Leybold Ag Vorrichtung zum Ziehen von Einkristallen
US5139750A (en) * 1989-10-16 1992-08-18 Nkk Corporation Silicon single crystal manufacturing apparatus
JPH03183689A (ja) * 1989-12-11 1991-08-09 Mitsubishi Materials Corp 単結晶引上装置および引上方法
JP3016897B2 (ja) * 1991-03-20 2000-03-06 信越半導体株式会社 シリコン単結晶の製造方法及び装置
US5363795A (en) * 1991-09-04 1994-11-15 Kawasaki Steel Corporation Czochralski crystal pulling process and an apparatus for carrying out the same
EP0530397A1 (en) * 1991-09-04 1993-03-10 Kawasaki Steel Corporation Czochralski crystal pulling process and an apparatus for carrying out the same
JP2862158B2 (ja) * 1993-08-27 1999-02-24 信越半導体株式会社 シリコン単結晶の製造装置
JPH1179889A (ja) 1997-07-09 1999-03-23 Shin Etsu Handotai Co Ltd 結晶欠陥が少ないシリコン単結晶の製造方法、製造装置並びにこの方法、装置で製造されたシリコン単結晶とシリコンウエーハ
US6285011B1 (en) 1999-10-12 2001-09-04 Memc Electronic Materials, Inc. Electrical resistance heater for crystal growing apparatus
KR101105526B1 (ko) * 2008-12-30 2012-01-13 주식회사 엘지실트론 단결정 잉곳 제조용 히터 및 이를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2979386A (en) * 1956-08-02 1961-04-11 Shockley William Crystal growing apparatus
FR1316707A (fr) * 1961-12-22 1963-02-01 Radiotechnique Perfectionnements aux dispositifs d'obtention de monocristaux par tirage
DE1289950B (de) * 1963-07-24 1969-02-27 Siemens Ag Vorrichtung zum Ziehen von Halbleiterkristallen
US3359077A (en) * 1964-05-25 1967-12-19 Globe Union Inc Method of growing a crystal
DE1769860A1 (de) * 1968-07-26 1971-11-11 Siemens Ag Vorrichtung zum Ziehen von versetzungsfreien Halbleitereinkristallstaeben
JPS4921063A (nl) * 1972-06-15 1974-02-25
JPS6027464B2 (ja) * 1976-09-28 1985-06-28 日本電気株式会社 高画素密度変換装置
DE2821481C2 (de) * 1978-05-17 1985-12-05 Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen Vorrichtung zum Ziehen von hochreinen Halbleiterstäben aus der Schmelze
US4277441A (en) * 1979-01-15 1981-07-07 Mobil Tyco Solar Energy Corporation Apparatus for monitoring crystal growth
DE3005492C2 (de) * 1980-02-14 1983-10-27 Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen Verfahren zur Herstellung reinster Einkristalle durch Tiegelziehen nach Czochralski
JPS5711897A (en) * 1980-06-27 1982-01-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Method of pulling up single crystal and device therefor
JPS5645890A (en) * 1980-06-30 1981-04-25 Sony Corp Crystal growing apparatus
DE3027262A1 (de) * 1980-07-18 1982-02-11 Skf Kugellagerfabriken Gmbh, 8720 Schweinfurt Im ziehverfahren hergestellte, duennwandige lagerbuechse
JPH0244799B2 (ja) * 1981-10-26 1990-10-05 Sony Corp Ketsushoseichohoho
JPS5964591A (ja) * 1982-09-30 1984-04-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 単結晶引上装置
JPH0669917B2 (ja) * 1982-10-08 1994-09-07 住友電気工業株式会社 複数段ヒ−タ−の制御方法
JPS59137399A (ja) * 1983-01-28 1984-08-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 低転位密度単結晶の育成方法及びその装置
JPS60103097A (ja) * 1983-11-08 1985-06-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 単結晶引上装置

Also Published As

Publication number Publication date
SE467258B (sv) 1992-06-22
JPS6153187A (ja) 1986-03-17
GB2163367B (en) 1988-04-07
NL193666B (nl) 2000-02-01
ATA247085A (de) 1995-08-15
IT8521977A0 (it) 1985-08-23
DE3530231A1 (de) 1986-02-27
IT1200719B (it) 1989-01-27
GB2163367A (en) 1986-02-26
FR2569430B1 (fr) 1993-12-03
SE8503935L (sv) 1986-02-25
AT400848B (de) 1996-03-25
SE8503935D0 (sv) 1985-08-23
FR2569430A1 (fr) 1986-02-28
JPH0357072B2 (nl) 1991-08-30
CA1290654C (en) 1991-10-15
MY101257A (en) 1991-08-17
DE3530231C2 (nl) 1991-01-17
GB8520574D0 (en) 1985-09-25
NL8502286A (nl) 1986-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL193666C (nl) Inrichting voor het vervaardigen van een monokristallijn kristallichaam.
JP2002517366A (ja) 結晶成長装置用電気抵抗ヒータ
UA89491C2 (uk) Монокристал сапфіру та спосіб його виготовлення
JP4567192B2 (ja) 結晶成長装置用電気抵抗ヒータ及びその使用方法
US6285011B1 (en) Electrical resistance heater for crystal growing apparatus
KR102422122B1 (ko) 실리콘 융액의 대류 패턴 제어 방법, 실리콘 단결정의 제조 방법 및, 실리콘 단결정의 인상 장치
US3961905A (en) Crucible and heater assembly for crystal growth from a melt
EP0798404B1 (en) Apparatus for manufacturing single crystal of silicon
US5911825A (en) Low oxygen heater
WO2019230701A1 (ja) チューブ状単結晶体の製造装置および製造方法
US4032390A (en) Plural crystal pulling from a melt in an annular crucible heated on both inner and outer walls
JPH0524969A (ja) 結晶成長装置
GB2159728A (en) Method of and apparatus for the drawing of bars of monocrystalline silicon
GB2084046A (en) Method and apparatus for crystal growth
US6251182B1 (en) Susceptor for float-zone apparatus
US3046100A (en) Zone melting of semiconductive material
JPS61261288A (ja) シリコン単結晶引上装置
KR930007852B1 (ko) 단결성 성장장치
JPH0660080B2 (ja) 単結晶成長装置
JPH03265593A (ja) 結晶成長装置
JPH06279170A (ja) 単結晶の製造方法及びその装置
JP2017193469A (ja) アフターヒータ及びサファイア単結晶製造装置
JPH09202685A (ja) 単結晶引き上げ装置
JP2023549206A (ja) サイドヒータの下方に配置されるヒートシールドを有するインゴット引上げ装置及びそのような装置でインゴットを製造する方法
JP2914077B2 (ja) 高周波誘導加熱コイル

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20030301