RU1773955C

RU1773955C - Method of obtaining silicon monocrystals

Info

Publication number: RU1773955C
Application number: SU904789946A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Яковлевич Калугин; Анатолий Николаевич Абловацкий; Леонид Кунонович Куценогий; Станислав Иванович Петров; Степан Александрович Муравицкий; Анатолий Игнатьевич Бузунов; Сергей Андреевич Иванов; Валентин Михайлович Тупаев
Original assignee: Производственное объединение "Красноярский машиностроительный завод"
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Использование: получение монокристаллов кремни методом Чохральского. Сущность изобретени : расплавл ют загрузку в тигле, выт гивают монокристалл на затравку в герметичной камере из не более 2/3 расплава, содержащегос в тигле, отрывают кристалл от расплава, отдел ют кристалл от затравки и размещают его в стороне от оси выт гивани , провод т подпитку расплава и выт гивание следующего кристалла на ту же затравку. Достигаетс экономи электроэнергии и тиглей, так как не открыва камеры выращивают несколько монокристаллов из одного тигл со строго заданной кристаллографической ориентацией , а за счет увеличени длины товарной части увеличиваетс выход годного. Usage: obtaining silicon single crystals by the Czochralski method. The inventive melt the charge in the crucible, pull the single crystal into the seed in a sealed chamber from no more than 2/3 of the melt contained in the crucible, tear the crystal from the melt, separate the crystal from the seed and place it away from the axis of drawing, wire t replenishing the melt and drawing the next crystal to the same seed. Energy savings and crucibles are achieved, since without opening the chamber several single crystals are grown from one crucible with a strictly defined crystallographic orientation, and due to an increase in the length of the commodity part, the yield is increased.

Description

Изобретение относитс к области получени монокристаллов полупроводниковых материалов и может быть использовано при получении монокристаллов кремни методом Чохральского.The invention relates to the field of producing single crystals of semiconductor materials and can be used to produce silicon single crystals by the Czochralski method.

Наиболее бизким техническим решением вл етс способ выращивани монокристаллов кремни , в котором, не открыва камеры отдел ют выращенный монокристалл с затравкой от затравкодержател , размещают выращенный монокристалл с затравкой от затравкодержател . размещают выращенный монокристалл внутри камеры в стороне от оси выращивани , устанавливают новую затравку и производ т повторное выращивание следующего монокристалла.The most inexpensive technical solution is a method of growing silicon single crystals, in which, without opening the chambers, the grown single crystal with seed from the seed holder is separated, and the grown single crystal with seed from the seed holder is placed. the grown single crystal is placed inside the chamber away from the growing axis, a new seed is placed and the next single crystal is re-grown.

Недостатком известного способа вл етс то, что при смене затравки, не открыва камеры, не гарантируетс , особенно приA disadvantage of the known method is that when changing the seed without opening the chamber, it is not guaranteed, especially when

гибкой подвеске, точность установки каждой следующей затравки, что приводит к выращиванию нескольких кристаллов в одном технологическом цикле с различным отклонением от заданной кристаллографической ориентации, снижа качество продукции.flexible suspension, the accuracy of installation of each subsequent seed, which leads to the growth of several crystals in one technological cycle with different deviations from the given crystallographic orientation, reducing the quality of the products.

Целью изобретени вл етс повышение качества монокристаллов в едином технологическом цикле и повышение воспроизведени заданной кристаллографической ориентации.The aim of the invention is to improve the quality of single crystals in a single technological cycle and to increase the reproduction of a given crystallographic orientation.

Поставленна цель достигаетс за счет того, что, не открыва камеры, отдел ют выращенный монокристалл от затравки, размещают его внутри камеры в стороне от оси выращивани , доплавл ют расплав размещенными в камере подпиточными стержн ми и производ т затравливание следующего монокристалла этой же затрав«« kThis goal is achieved due to the fact that, without opening the chamber, the grown single crystal is separated from the seed, placed inside the chamber away from the growing axis, the melt is replenished with charging rods placed in the chamber and the next single crystal is seeded with the same seed "" k

Ч XI GO Ю СЛ СЛH XI GO YU SL SL

кой, причем за один цикл выт гивают не более 2/3 расплава, содержащегос в тигле. В частности, предложенный способ выт гивани из расплава монокристаллов кремни включает в себ следующие операции: расплавл ют первоначальную загрузку в тигле, выт гивают монокристалл, причем за один цикл выт гивают не более 2/3 расплава , закрепл ют монокристалл в устройство дл хранени , не открыва камеры, отдел ют выращенный монокристалл от затравки , размещают его внутри камеры в стороне от оси выращивани , перемещают наход щиес в камере подпиточные стержни коси выращивани , доплавл ютими расплав , производ т затравливание следующего монокристалла этой же затравкой , выт гивают следующий монокристалл и так несколько циклов, при последнем выращивании выт гивают весь расплав.and more than 2/3 of the melt contained in the crucible is drawn in one cycle. In particular, the proposed method for pulling silicon single crystals from a melt includes the following operations: melt the initial charge in a crucible, draw a single crystal, more than 2/3 of the melt are drawn in one cycle, the single crystal is fixed to a storage device, not opening the chambers, the grown single crystal is separated from the seed, placed inside the chamber, away from the growing axis, the feeding rods of the growing braid located in the chamber are moved, melting the melt, etching is carried out after of the next single crystal with the same seed, the next single crystal is drawn and so several cycles, during the last growth, the entire melt is drawn.

Предложенное решение вл етс усовершенствованием известного способа и выгодно отличаетс от него. Так как отсутствует механизм смены затравок и последующее выращивание производитс с помощью того же механизма и на ту же затравку, то устран ютс факторы, которые могут привести к сбою бездислакационного роста кристалла. Выт гивание за один цикл не более 2/3 расплава, содержащегос в тигле, позвол ет увеличить выход годного, так как при этом, как показала практика, в монокристалл выт гиваетс оптимальна дол расплава, котора может пойти в годную продукцию, а в тигле остаетс достаточ- ный остаток расплава, который после сплавлени подпиточных стержней используетс повторно дл выт гивани следующего монокристалла, идентичного по составу.The proposed solution is an improvement on the known method and compares favorably with it. Since there is no mechanism for changing seeds and subsequent growth is carried out using the same mechanism and for the same seed, factors that can lead to failure of dislocation-free crystal growth are eliminated. Extraction of no more than 2/3 of the melt contained in the crucible in one cycle allows increasing the yield, since, as practice has shown, the optimal fraction of the melt is pulled into the single crystal, which can go into suitable production, and remains in the crucible a sufficient melt residue, which, after fusion of the make-up rods, is reused to draw the next single crystal, identical in composition.

Таким образом, признаков в объеме формулы изобретени необходимо и достаточно дл достижени цели изобретени .Thus, features within the scope of the claims are necessary and sufficient to achieve the object of the invention.

Устройство дл реализации предложенного способа выт гивани монокристаллов кремни методом Чохральского изображено на фиг. 1 и 2, где на фиг.1 изображена верхн камера установки; на фиг. 2 - поперечный разрез верхней камеры.A device for implementing the proposed method for drawing silicon single crystals by the Czochralski method is shown in FIG. 1 and 2, where Fig. 1 shows the upper chamber of the installation; in FIG. 2 is a transverse section of the upper chamber.

Установка содержит нижнюю плавильную камеру (на чертеже не показана), верхнюю камеру 1 дл выт гивани , устройство 2 дл отсоединени выращенного монокристалла от затравки, устройство 3 дл хране- ни выращенного монокристалла 4 с верхними нижним захватами, привод5этого устройства, устройство 6 дл хранени подпиточных стержней.The apparatus comprises a lower melting chamber (not shown in the drawing), an upper drawing chamber 1, a device 2 for disconnecting the grown single crystal from the seed, a device 3 for storing the grown single crystal 4 with upper lower grippers, a drive 5 of this device, a make-up storage device 6 rods.

Пример. Расплавл ют первоначальную загрузку в тигле, затравкой 7 производ т затравливание монокристалла, выт гивают монокристалл,, выт гива не более 2/3 расплава, содержащегос в тигле, не открыва камеры приводом 5 перемещают верхний и нижний рычаги устройства 3 дл хранени монокристалла, фиксируют в нем монокристалл 4, устройством 2 отдел 0 ют выращенный монокристалл 4 от затравки 8 и перемещают его в сторону от оси выращивани . Затем доплавл ют расплав подпи- точными стержн ми 7, перемеща их к центру и опуска в тигель с помощью уст5 ройства 6, после доплавлени расплава до исходного уровн подпиточные стержни поднимают и отвод т в сторону. Той же затравкой 8 производ т затравливание следу- ющего монокристалла. КоличествоExample. The initial loading in the crucible is melted, the seed is seeded with a seed crystal 7, the single crystal is drawn out, drawing no more than 2/3 of the melt contained in the crucible, without opening the camera with the drive 5, the upper and lower levers of the single crystal storage device 3 are moved, fixed in it is a single crystal 4, the device 2 separates the grown single crystal 4 from the seed 8 and moves it away from the growing axis. Then, the melt is melted by the charging rods 7, moving them to the center and lowering into the crucible using the device 6, after the melt is melted back to the initial level, the charging rods are lifted and pulled to the side. The same seed 8 etches the next single crystal. amount

0 выращенных монокристаллов может быть на один больше, чем устройств дл хранени , так как последний монокристалл может оставатьс на затравке, при его выращивании выт гиваетс весь расплав из тигл .0 grown single crystals can be one more than storage devices, since the last single crystal can remain on the seed, when it is grown, the entire melt is drawn from the crucible.

55

Таким образом, экономический эффект от использовани предложенного способа достигаетс за счет экономии и электроэнергии и тиглей, так как, не открыва кзме0 ры, выращивают несколько монокристаллов из одного тигл со строго заданной кристаллографической ориентацией, также за счет увеличени товарной части увеличиваетс выход годного.Thus, the economic effect of using the proposed method is achieved by saving both electric power and crucibles, since, without opening the gauges, several single crystals from one crucible with a strictly defined crystallographic orientation are grown, and due to an increase in the commodity part, the yield is increased.

5 Технический эффект в получении воспроизводимых бездислакационных кристаллов , так как дл их выращивани используетс одна и та же затравка, отсутствует механизм смены затравок.5 The technical effect in obtaining reproducible dislocation-free crystals, since the same seed is used to grow them, there is no mechanism for changing the seeds.

00

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing silicon single crystals, including oriented seed dressing, stretching

5 of a single crystal in a sealed chamber, tearing the crystal from the melt, placing it away from the axis of extrusion inside the chamber, feeding, melt and elongation of the next crystal, different

0 in that, in order to improve the quality of single crystals by producing single crystals in a single technological cycle and increase the reproduction of a given crystallographic orientation,

5 more than 2/3 of the melt contained in the crucible, the grown crystal is separated from the seed and the next single crystal is pulled onto the same seed.

Shchig. 1