SA515360706B1 - أنظمة إشابة سائلة وطرق للإشابة المضبوطة لمادة شبه موصلة أحادية البلورات - Google Patents
أنظمة إشابة سائلة وطرق للإشابة المضبوطة لمادة شبه موصلة أحادية البلورات Download PDFInfo
- Publication number
- SA515360706B1 SA515360706B1 SA515360706A SA515360706A SA515360706B1 SA 515360706 B1 SA515360706 B1 SA 515360706B1 SA 515360706 A SA515360706 A SA 515360706A SA 515360706 A SA515360706 A SA 515360706A SA 515360706 B1 SA515360706 B1 SA 515360706B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- dopant
- doping
- restriction
- liquid
- magma
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 187
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 19
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 10
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 101100458361 Drosophila melanogaster SmydA-8 gene Proteins 0.000 claims 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000019994 cava Nutrition 0.000 claims 1
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- CZPRKINNVBONSF-UHFFFAOYSA-M zinc;dioxido(oxo)phosphanium Chemical compound [Zn+2].[O-][P+]([O-])=O CZPRKINNVBONSF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 11
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000979 O alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- WUOBERCRSABHOT-UHFFFAOYSA-N diantimony Chemical compound [Sb]#[Sb] WUOBERCRSABHOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZGHDMISTQPRNRG-UHFFFAOYSA-N dimolybdenum Chemical compound [Mo]#[Mo] ZGHDMISTQPRNRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B15/04—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt adding doping materials, e.g. for n-p-junction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/1056—Seed pulling including details of precursor replenishment
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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
يتعلق الاختراع الراهن بنظام إشابة doping system لإضافة عامل إشابة سائل liquid dopant إلى صهارة melt من شبه موصل semiconductor أو مادة من الصنف الشمسي solar-grade material. ويتضمن نظام الإشابة خزان لاحتواء عامل الإشابة dopant reservoir يشتمل على هيكل body وطرف مدبب tapered end يحدد فتحة بمساحة أصغر للمقطع العرضي بالمقارنة مع مساحة المقطع العرضي للهيكل. ويشتمل أنبوب التغذية feeding tube على طرف أول يمتد من فتحة الخزان، طرف ثاني بعيد عن الطرف الأول، وطرف زاوي angled tip موضوع عند الطرف الثاني لأنبوب التغذية، أداة تقييد أولى first restriction لتثبيط مرور عامل الإشابة الصلب خلال أنبوب التغذية، وأداة تقييد ثانية second restriction للتحكم بتدفق عامل الإشابة السائل، وتوضع أداة التقييد الثانية بالقرب من الطرف الثاني لأنبوب التغذية. أنظر الشكل 1
Description
١ أنظمة إشابة سائلة وطرق للإشابة المضبوطة لمادة شبه موصلة أحادية البلورات
Liquid doping systems and methods for controlled doping of single crystal semiconductor material الوصف الكامل خلفية الاختراع من أشباه الموصلات single crystals يتعلق الاختراع عموما بتحضير بلورات مفردة وبشكل أكثر تحديداً ¢ solar-grade material أو مواد من الصنف الشمسي semiconductor controlled doping لندونا للإشابة المضبوطة doping system يتعلق الاختراع بنظام إشابة ساثل من أشباه الموصلات أو مواد من الصنف الشمسي. melt لصهارة © starting وهي مادة أولية single crystal material ويتم عادة تحضير مادة مفردة البلورات الأجهزة شبه (Ji electronic components لتصنيع العديد من المكونات الإلكترونية material ؛ باستخدام طريقة تشزوجرالسكي solar cells والخلايا الشمسية semiconductor devices الموصلة وباختصار؛ تتضمن طريقة تشزوجرالسكي إذابة بلورات مادة مصدرية متعدد .)"2( Czochralski في بوتقة )" polysilicon (متعدد السليكون polycrystalline silicon البلورات مثل السليكون ٠ ثم سحب سبيكة مفردة البلورات من الصهارة silicon melt لتشكيل صهارة السليكون crucible .single-crystal ingot وخلال هذه العملية؛ تتم إضافة كميات محددة من عوامل إشابة إلى المواد المصدرية monocrystalline للبنية أحادية البلورات base resistivity المنصهرة لتعديل المقاومية الأساسية cabin الناتجة. وعادة؛ تتم إضافة عوامل إشابة إلى مصدر المواد المنصهرة على شكل structure VO ومع ذلك؛ فإن استخدام عوامل الإشابة on من النوع « ومن النوع silicon على الأقل سليكون الصلبة له عدة عيوب. لدض«ع الناتجة عن الفرق في درجة shock ويتمثل أحد عيوبه في الصدمة الحرارية molten source والمواد المصدرية المنصهرة solid dopants الحرارة بين عوامل الإشابة الصلبة وهذه الصدمة الحرارية تؤدي إلى تصلب المادة المصدرية المنصهرة تحت حبيبات material ٠ وبالإضافة ." floating boats وتشكيل "القوارب العائمة ¢ solid dopant granules الإشابة الصلبة
CARS
ب إلى ذلك» يمكن لجزيئات الكوارتز quartz particles أن تتشكل خلال تشكيل القوارب العائمة. وتظل جسيمات الكوارتز هذه في المواد المصدرية المنصهرة بعد انصهار القوارب العائمة بفترة طويلة ؛ مما يؤدي إلى عيوب في التبلور؛ Jie الاضطرابات؛ في البنية أحادية البلورات النهائية. ويتمثل عيب AT ناتج من إضافة عوامل الإشابة الصلبة إلى المواد المصدرية المنصهرة © في تلوث تجميعة sail) أحادية البلورات «monocrystalline growing assembly ويؤدي تأثير عوامل الإشابة الصلبة على سطح المواد المصدرية المنصهرة إلى رش المادة المصدرية المنصهرة من البوتقة وعلى مختلف مكونات تجميعة النمو أحادية البلورات؛ مما قد يتسبب في عيوب أو تلف بلورات المكونات في التجميعة. ويتمثل عيب AT لاستخدام عوامل الإشابة الصلبة في أن للعديد منها معدلات تبخر عالية pas ٠ مثل الإنديوم «سنل. ويتسبب وضع عوامل الإشابة هذه مباشرة في بوتقة مع أشباه الموصلات أو غيرها من المواد من الصنف الشمسي قبل انصهارها في تبخر عامل الإشابة أثناء تسخين أشباه الموصلات أو المواد من الصنف الشمسي. وينبغي إضافة عامل إشابة إضافي للتعويض عن عامل الإشابة المفقود؛ وغالباً بكميات كبيرة؛ مما يؤدي إلى الاستخدام غير الفعال لعامل الإشابة. بالإضافة إلى ذلك؛ يتكثف عامل الإشابة على مختلف مكونات التجميعة بشكل ١ . متزايد؛ مما يؤدي إلى تلوث التجميعة. وعلى ضوء ما سبق؛ يمكن ثمة dala لطريقة بسيطة؛ Aled من حيث التكلفة لإضافة عوامل الإشابة إلى صهارة أشباه الموصلات أو المواد من الصنف الشمسي. ويهدف قسم الخلفية هذا إلى تعريف القارئ بالجوانب المختلفة للتقنية التي قد تكون ذات صلة بجوانب الكشف الحالي المختلفة؛ التي تم وصفها و/أو تمت المطالبة بحمايتها أدناه. ويعتقد ٠ أن هذه المناقشة ستكون مفيدة في تزويد القارئ بمعلومات أساسية لتسهيل التوصل إلى فهم أفضل لمختلف جوانب الكشف Jal) ووفقاً لذلك؛ ينبغي أن يكون مفهوماً أن هذه التصريحات يمكن أن تقرأ في ضوء ذلك؛ وليس كاعتراف بالتقنية السابقة. الوصف العام للاختراع في أحد الجوانب؛ يزود الاختراع نظام إشابة doping system لإضافة عامل الإشابة © السائل liquid dopant إلى صهارة melt من أشباه الموصلات semiconductor أو المواد من CARS
الصنف الشمسي material ع0108:00:. ويشمل نظام الإشابة خزان dopant reservoir لاحتواء عامل الإشابة وأنبوب تغذية «feeding tube ويشمل خزان عامل إشابة هيكل body وطرف مدبب tapered end يحدد فتحة opening بمساحة أصغر للمقطع العرضي بالمقارنة مع مساحة المقطع العرضي للجسم. ويتضمن أنبوب التغذية طرف أول يمتد من فتحة (HAN طرف ثاني بعيد عن © الطرف الأول» وطرف زاوي angled tip موضوع عند الطرف الثاني لأنبوب التغذية؛ أداة تقييد أولى first restriction لتثبيط مرور عامل الإشابة الصلب خلال أنبوب التغذية؛ وأداة تقييد ثانية second restriction للتحكم بتدفق عامل الإشابة السائل. وتوضع أداة التقييد الثانية بالقرب من
الطرف الثاني لأنبوب التغذية. وفي جانب «AT وصفت طريقة إضافة عامل إشابة السائل إلى صهارة أشباه الموصلات
٠ أو المواد من الصنف الشمسي. وتتضمن الطريقة تحديد موقع نظام الإشابة عند موقع أول بعيد عن الصهارة؛ إضافة مقدار محدد مسبقاً من عامل الإشابة الصلب إلى نظام الإشابة؛ تحديد موقع نظام الإشابة في موقع ثاني» حيث يكون الموقع الثاني قريباً بما فيه الكفاية من سطح الصهارة بحيث ينصهر عامل الإشابة الصلب ؛ صهر عامل الإشابة الصلب بحيث يصبح عامل الإشابة الصلب He عن عامل إشابة سائل؛ وإضافة عامل الإشابة السائل إلى الصهارة من خلال أنبوب
١ التغذية لنظام الإشابة. ويشمل نظام الإشابة خزان لاحتواء عامل الإشابة؛ أنبوب تغذية؛ وأداة تقييد لتثبيط مرور عامل الإشابة الصلب خلال أنبوب التغذية. ويشمل خزان عامل الإشابة جسم وطرف مدبب يحدد فتحة لها مساحة أصغر للمقطع العرضي مقارنة بمساحة المقطع العرضي للجسم. ويتضمن أنبوب التغذية طرف أول يمتد من فتحة (HAN طرف ثاني بعيد عن الطرف الأول؛ وطرف زاوي موضوع عند الطرف الثاني لأنبوب التغذية.
١ وفي جانب AT أيضاً؛ يتم تزويد مجتذب للبلورات. يتضمن مجتذب البلورات بوتقة لاحتواء صهارة أشباه الموصلات أو المواد من الصنف الشمسي؛ عنصر تسخين لتسخين البوتقة وصهر أشباه الموصلات أو المواد من الصنف الشمسي؛ نظام إشابة لإضافة عامل الإشابة السائل إلى صهارة أشباه الموصلات أو المواد من الصنف الشمسي المستخدمة؛ وآلية سحب لاحتواء وتحديد موقع نظام الإشابة داخل مجتذب البلورات. ويشمل نظام الإشابة خزان لاحتواء عامل الإشابة؛
YO ويشتمل خزان عامل الإشابة على أنبوب تغذية؛ أداة تقييد أولى لتثبيط مرور عامل الإشابة الصلب من خزان عامل الإشابة خلال أنبوب التغذية؛ أداة تقييد ثانية للتحكم بتدفق عامل إشابة السائل.
CARS
Com يتم تعليق نظام الإشابة dummy seed بذور وهمية pulling mechanism وتشمل آلية السحب منها. ويشمل خزان عامل الإشابة جسم وطرف مدبب يحدد فتحة ذات مساحة أصغر للمقطع العرضي مقارنة بمساحة المقطع العرضي للجسم. ويتضمن أنبوب التغذية طرف أول يمتد من فتحة الخزان الأولى؛ بعيداً عن الطرف الثاني من نهاية الأول وطرف زاوي موضوع عند الطرف الثاني لأنبوب التغذية. وتوضع أداة التقييد الثانية بالقرب من الطرف الثاني لأنبوب التغذية. وثمة تحسينات مختلفة على السمات فيما يتعلق بالجوانب المذكورة أعلاه. ويمكن أيضاً دمج سمات أخرى في الجوانب المذكورة أعلاه أيضاً. وقد توجد هذه التحسينات والسمات الإضافية بشكل فردي أو في أي توليفة. على سبيل المثال؛ يمكن دمج مختلف السمات الموصوفة أدناه فيما يتعلق بأي من التجسيدات الموضحة لأي من الجوانب المذكورة أعلاه؛ وحدها أو في أي توليفة. شرح مختصر للرسومات ٠ يمثل منظراً لمقطع عرضي لمجتذب بلورات يشتمل على نظام إشابة لإضافة : ١ الشكل عامل الإشابة السائل إلى الصهارة. ؛١ يمثل منظراً لمقطع عرضي لنظام الإشابة وفقاً للشكل : ١ الشكل OY الشكل ؟ : يمثل منظراً مكبر لأنبوب التغذية لنظام الإشابة المبين في الشكل معبأة بعامل الإشابة ١ الشكل ؛ : يمثل منظراً لمقطع عرضي لنظام الإشابة وفقاً للشكل vo الصلب. الشكل > : يمثل منظراً لمقطع عرضي لنظام الإشابة وفقاً للشكل ؛ منخفض نحو سطح الصهارة؛ الشكل 6 : يمثل منظراً لمقطع عرضي لنظام الإشابة وفقاً للشكل 4 متمركزاً بالقرب من سطح الصهارة؛ و Ye مع إزالة نظام ١ يمثل منظراً لمقطع عرضي لمجتذب البلورات وفقاً للشكل : ١7 الشكل الإشابة. وتشير الرموز المرجعية المتشابهة المستخدمة في مختلف الأشكال إلى نفس العناصر. الوصف التفصيلي Yo
CARS
+ يشار إلى مجتذب البلورات crystal puller المشتمل على نظام الإشابة لإضافة عامل الإشابة السائل إلى Blea أشباه الموصلات أو المواد من الصنف الشمسي عموماً ب ٠١ في الشكل .١ ويتضمن مجتذب البلورات بوتقة ١١ لاحتواء صهارة ١8 من أشباه الموصلات أو المواد من الصنف الشمسي؛ مثل السليكون؛ محاطة بصحن تسخين الركيزة ٠١١ susceptor الموجود © ضمن فرن .٠١# fumace وتصهر أشباه الموصلات أو المواد من الصنف الشمسي بالحرارة التي تم تزويدها من عنصر تسخين ٠١١ محاط بعازل NOVY insulation ويوضع نظام إشابة (يشار ad) عادة ب £0( لإضافة عامل الإشابة JL إلى الصهارة ١8 داخل مجتذب البلورات .٠١ وفي العملية» يوضع نظام ally 56 BLY من سطح الصهارة Yi بحيث تتسبب حرارة سطح الصهارة YE (و/أو عنصر التسخين )٠١ heating clement في صهر عامل الإشابة الصلب (لا ٠ يظهر في الشكل )١ في نظام الإشابة 5٠0 وتدفقه نحو الأسفل ويخرج من نظام الإشابة 5٠ إلى الصهارة AA ويتم تعليق نظام الإشابة ٠؛ عن طريق كبلات أو أسلاك 776 من البذور الوهمية YA على آلية سحب Vo لتحديد موقع نظام الإشابة ٠ 5 أثناء عملية الإشابة الموصوفة Lia وتشمل آلية السحب 9١ مقبض FY لتأمين البذور وهمية YA إلى آلية السحب Fe وعمود أو سلك سحب YE 5 متصل بالمقيض TY لرفع وخفض نظام الإشابة fe وفي التجسيد المبين في الشكل ١١ تكون الكبلات أو الأسلاك 7١ مصنوعة من الموليبدينوم molybdenum أو التنغستن tungsten » على الرغم من أن مواد أخرى يمكن أن تستخدم في الكابلات أو الأسلاك YT وتكون البذور الوهمية YA مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصداً. ولأن شكل وحجم البذور الوهمية YA مماثل أو مشابه لشكل وحجم البذور المستخدمة بالفعل في أنظمة سحب البلورات لإنماء سبائك أحادية البلورات؛ Yo يمكن تركيب نظام الإشابة £0 في أنظمة سحب البلورات المستخدمة بالفعل مع قليل من التعديلات أو بدونها. وبالإشارة إلى الشكل oF يتضمن نظام الإشابة من الكوارتز 56 خزان إشابة £Y لحمل عامل الاشابة £6 وأنبوب تغذية feeding tube ممدود ٠0 يمتد من أول, أو أعلى, فتحة GT خزان إشابة 47. ويمكن أن يكون نظام الإشابة JIL £0 مصنوعاً من أي مادة مناسبة Yo للتطبيقات ذو درجة الحرارة العالية (مثال, السيراميك المقاوم للحرارة, موليبيديوم ;molybdenum تنجستن tungsten وجرافيت «(graphite ويكون الكوارتز quartz مناسباً لأنه يقلل من مخاطر CARS
ل التلوث من نظام الإشابة السائل fe وفي التجسيد المعروض في الشكل ؟, يكون لنظام الإشابة السائل £0 بناء وحدوي. وفي تجسيدات أخرى, يمكن تجميع نظام الإشابة السائل fo من مكونات منفصلة. ويتضمن خزان الإشابة ١؛ جدران جانبية من الكوارتز EA quartz والتي aya بشكل عام بأنها جسم أسطواني 5٠ ولها نهاية مدببة 57 تعرّف الفتحة الأولى £7 التي لها مساحة مقطع © عرضي أصغر من مساحة المقطع العرضي للجسم 0 5. ويكون للنهاية المدببة "© شكل مخروطي لقناة عامل إشابة لأخفض نقطة لخزان الإشابة 47؛. وفي التجسيد المعروض في الشكل ,١ تكون الجدران الجانبية 448 للنهاية المدببة OF مدببة خطياً, على الرغم من أن الجدران الجانبية 44 التي تعرّف النهاية المدببة OF يمكن أن تكون أيضاً منحنية Jalal ومثل تلك النهاية المدببة oY لها شكل نوع-وعاء. وتتضمن نهاية الجسم ٠٠ البعيدة من النهاية المدببة oF على واحدة أو أكثر من Vy الحفر 585,08 مفصولة بشكل متساوي حول محيط الجسم 00 والتي يتم من خلالها Jad كبلات أو أسلاك YU لتأمين نظام الإشابة السائل ٠ ؛ لآلية السحب To لتحديد موقع نظام الإشابة السائل 5٠ أثناء عملية الإشابة الموصوفة هنا. ويكون للتجسيد المعروض في الشكل ١ أربع حفر 4, على الرغم أنه يمكن أن يكون لتجسيد AT عدد مختلف من الحفر. وبالرجوع الآن للشكل ©, يشتمل أنبوب التغذية 70 على جدران جانبية 17 تمتد من الفتحة ١ العلوية £7 لطول Lo ولها أول, أو أعلى, نهاية 74 موضوعة قرب الفتحة العلوية 57, وثاني, أو أخفض, نهاية 176 sam عن النهاية العلوية 14, والتي يكون لها ثاني, أو أخفض, فتحة TA محددة هنا. ويكون الطرف الزاوي tip 160ع:ه ١١ موضوع عند أخفض نهاية 17 لأنبوب التغذية ٠ . ويزود الطرف الزاوي ١7١ بمؤشر بصري visual indicator أفضل للتواصل بين النهاية الأخفض TT لأنبوب التغذية وسطح الصهارة Rijs, VE مع الطرف غير الزاؤي. ولذلك يساعد ٠ الطرف الزاوي المشغّل (غير معروض) في تقليل التواصل بين الصهارة ١8 و نظام الإشابة السائل x هو موصوف بالتفصيل أدناه, أثناء عملية الإشابة, ويتم تخفيض نظام الإشابة بإتجاه LS; سطح الصهارة © 7. لذا يكون خزان الإشابة Vo يلامس الطرف الزاوي Jia YE سطح الصهارة
L عن طريق مسافة تكون متساوية بشكل عام مع الطول YE "؛ موضوع أعلى سطح الصهارة ويتم إختيار الطول لأنبوب التغذية 60 لذلك أثناء تشغيل عامل الإشابة, te لأنبوب التغذية vo
YE ويكون خزان الإشابة موضوع عند إرتفاع 11 (معروض في الشكل 0( أعلى سطح الصهارة
CARS
A
كمثل درجة الحرارة ضمن خزان الإشابة الذي يكون أعلى بقليل من درجة حرارة الصهارة لعامل الإشابة £8 بالتالي تحد من تبخر عامل الإشابة. لأنبوب YY داخل ل محدد عن طريق الجدران الداخلية hE Te ويكون لأنبوب التغذية مرتباً حسب الحجم لذلك عندما يمر السائل الإشابة d حيث يكون القطر الداخلي Te التغذية Se ويحتل سائل الإشابة بشكل جوهري حجم محاط بأنبوب التغذية te خلال أنبوب التغذية 5 وكنتيجة, يتم تقليل السطح الحر لسائل الإشابة, بالتالي تقليص التبخر لسائل الإشابة. ويتم أيضاً capillary ذلك لا يمنع الفعل الشعري Jie وفقاً للحجم To ترتيب القطر الداخلي لأنبوب التغذية capillary forces ولأن القوى الشعرية Te سائل الإشابة من المرور خلال أنبوب التغذية action المعدّة على سائل الإشابة فإنها تتعلق عكسياً بدرجة الحرارة لسائل الإشابة, ومن الممكن أن يكون مدبب للداخل بإتجاه النهاية الأخفض 16 لأنبوب التغذية Te القطر الداخلي ل لأنبوب التغذية ٠
Je على أساس السماكة للجدران الجانبية D قطر خارجي Lad 60 ويكون لأنبوب التغذية وحجم القطر الداخلي 4. وفي التجسيد المعروض في الشكل ؟, يكون القطر TY لأنبوب التغذية . 476 عند الفتحة العلوية OF مشابه للقطر الخارجي للنهاية المدببة Te الخارجي © لأنبوب التغذية £7 للداخل بالقرب من الفتحة Te وتمتد الجدران الجانبية الداخلية 77 لأنبوب التغذية Vo تم تشكيله ليقلّصس مرور عامل الإشابة الصلب ؛؛ خلال ١ 0051 restriction لتكون تضييق أول بالتبادل من الجدران الجانبية الداخلية YE ويمكن أن يتكون التضييق الأول Te أنبوب التغذية والنهاية Tv أنبوب التغذية ve للنهاية المدببة 57, أو يمكن أن يجتاز التضييق الأول YY مرتبا حسب الحجم لمنع مرور عال الإشابة الصلب خلال VE المدببة 57. ويكون التضييق الأول أنبوب التغذية 10. وفي التجسيد المعروض في الشكل ؟, و©, يكون للتضييق الأول قطر داخلي ٠ مم. ١ مقداره لأنبوب TT لهذا التجسيد مكوناً بالقرب من النهاية الأخفض VA ويكون التضييق الثاني لإعاقة التدفق لعامل الإشابة, وتقلل سرعة سائل الإشابة المار خلال أنبوب التغذية ١0 التغذية عن طريق تقليل السرعة لسائل VE ويتم تقليل تأثير سائل الإشابة على سطح الصهارة . على ذلك, إعاقة التدفق لسائل الإشابة في Sab) OA الإشابة, بالتالي تقليل رش أو تناثر الصهارة ve الذي يسبب تسخين سائل الإشابة أيضاً قبل أن يتم تقديمه ٠١0 النهاية الأخفض 16 لأنبوب التغذية
CARS qe
VA لذا, ويتم تسخين سائل الإشابة لدرجة حرارة تقارب درجة حرارة الصهارة DA داخل الصهارة
NA وهذا يقلل من الصدمة الحرارية بين ؛ 4 والصهارة IA قبل أن يتم تقديمها داخل الصهارة بالإضافة لذلك, فإن رفع درجة الحرارة لسائل الإشابة يقلل اللزوجة لسائل الإشابة, بالتالي يقلل عندما يتم إدخال سائل الإشابة. VA الرش أو النثر أيضاً للصهارة 0 ويقلل أيضاً التضييق الثاني YA من مساحة المقطع العرضي لمجرى سائل الإشابة الخارج من أنبوب التغذية Ve والمساحة السطحية sal) الناتجة لسائل الإشابة على سطح الصهارة YE ويقلل التضييق الثاني VA أيضا من تبخر سائل الإشابة, عن طريق تقليل المساحة السطحية الحرة Jil الإشابة على سطح الصهارة YE وفي التجسيد المعروض في الشكل ©, يكون للتضييق الثاني VA تشكيل مشابه للتضييق ٠ الأول ve في الحالة التي يكون الجدران الجانبية الداخلية VY لأنبوب التغذية Te مدببات للداخل قرب الفتحة الأخفض 18 لتكوّن التضييق الثاني VA ويمتد التضييق الثاني 748 للأسفل لنهاية أنبوب التغذية Te محدداً الفتحة الأخفض TA لأنبوب التغذية 260. ويكون القطر للتضييق الثاني VA مرتباً وفق حجم أصغر من القطر الداخلي 4 لأنبوب التغذية 10, وتكون كبيرة بما يكفي لتصرّح لسائل الإشابة Jaan القوى الشّعرية المُعدّة على سائل الإشابة من الجدران الجانبية ١ الداخلية VY لأنبوب التغذية Te وفي التجسيد المعروض في الشكل ,١ يكون القطر للتضييق الثاني ¥ مم. وبالرجوع الآن للأشكال 4 -7, فإنه سيتم وصف طريقة إستخدام نظام الإشابة الساثل 46 لإدخال سائل الإشابة داخل صهارة شبه الموصل أو مادة من صنف شمسي. وكما هو معروض في الشكل ,١ يتم إدخال كمية محددة مسبقاً لسائل الإشابة ؛؛ داخل خزان الإشابة £Y بينما يتم ٠ وضع نظام الإشابة السائل £0 من سطح الصهارة YE وتجري النهاية المدببة oF حبيبات الإشابة £4 في قمع بإتجاه الجزء الأخفض لخزان الإشابة 47. ويمنع التضييق الأول VE حبيبات عامل الإشابة الصلبة ؛؛ من المرور خلال أنبوب التغذية Soe وكما هو معروض في الأشكال 1-5, يتم تخفيض نظام الإشابة السائل ٠ قرب سطح الصهارة YE بواسطة آلية السحب Fe لإدخال عامل الإشابة 4؛ داخل الصهارة diy IA Yo تخفيض نظام الإشابة BL £0 حتى يتصل الطرف الزاوي Ve لأنبوب التغذية Te بسطح الصهارة ؛ 7. ويسهّل الطرف الزاوي 7١0 لأنبوب التغذية Te من وضع نظام الإشابة السائل 60 CARS
-١.-
Ye عن طريق تزويد مؤشر بصري أفضل للتواصل بين سطح الصهارة YE قرب سطح الصهارة
VE ليتم وضعه قرب سطح الصهارة © ٠ لذا, يتم تشكيل نظام الإشابة السائل LT وأنبوب التغذية التلامس الذي يسبب تراجع تدريجي لنظام الإشابة من الصدمة VA وليقلل التلامس مع الصهارة الحرارية والتشويه, تجميد مادة الصهارة حول أنبوب التغذية, وترسيب على السطح الداخلي لأنبوب
AA المتبخر من الصهارة silicon monoxide التغذية أول أكسيد السليكون © درجة الحرارة داخل fag oY 4 ومع خفض نظام الإشابة السائل ٠؛ نحو سطح الصهارة بالزيادة. وللحد من إمكانية انصهار عامل الإشابة £2 قبل وضعه بالقرب £Y خزان عامل الإشابة .5 0 يمكن تحديد وقت الحركة الذي يتم خلاله وضع نظام الإشابة السائل (VE من سطح الصهارة وقد يكون وقت الحركة مبنياً على مقدار الوقت اللازم لإذابة جسيمات عامل الإشابة الصلبة 4 ؛ ويمكن تقدير ذلك بمقدار الوقت اللازم لرفع درجة حرارة جسيمات عامل الإشابة الصلبة ؛؛ إلى ٠ أو leat) درجة ١ وت ا جح مر المعادلة gg حيث ,7 يمثل درجة حرارة انصهار عامل الإشابة؛ و1 يمثل درجة حرارة جسيمات عامل الإشابة الصلبة £6 في بداية عملية الإشابة (عادة درجة حرارة الغرفة)؛ م» يمثل السعة الحرارية النوعية يمثل الكتلة الاجمالية لجسيمات عامل الإشابة الصلبة my of لجسيمات عامل الإشابة الصلبة ؛ ١5 يمثل كتلة نظام الإشابة Mpp of + و يمثل السعة الحرارية النوعية لنظام الإشابة السائل of 4 والمكونات الأخرى داخل حجرة النمو VA معدل انتقال الطاقة من الصهارة Jia السائل 46؛ و ؟. ويحول تحديد موقع نظام ٠ إلى جسيمات عامل الإشابة الصلبة £4 ونظام الإشابة السائل ٠ ضمن وقت الحركة دون تحرير عامل الإشابة YE بالقرب من سطح الصهارة 5٠0 الإشابة السائل وبالتالي يمنع YE السائل في حين أن نظام الإشابة السائل £0 يوضع بعيداً عن سطح الصهارة _ ٠ لأنبوب 7١ ويقلل الطرف الزاوي VE التأثير القوي لعامل الإشابة السائل على سطح الصهارة لأنه يوفر مؤشراً بصرياً أفضل 5٠ من مقدار الوقت اللازم لوضع نظام الإشابة السائل 6١8 التغذية 7١ وبالتالي» يساعد الطرف الزاوي Te وأنبوب التغذية YE على التلامس بين سطح الصهارة المشغل (غير مبيّن) في تحديد موقع نظام الإشابة السائل ٠؛ ضمن وقت الحركة.
CARS
-١١- تتم زيادة درجة (VE وبعد وضع نظام الإشابة السائل 560 بالقرب من سطح الصهارة الحرارة داخل خزان عامل الإشابة 47 إلى درجة حرارة انصهار جسيمات عامل الإشابة 44. ويتم عبر أداة تقييد Av ويتدفق سائل عامل الإشابة الناتج off تسييل جسيمات عامل الإشابة الصلبة السطح الحر المتاح لعامل To ويحدد حجم القطر د لأنبوب التغذية Te وأنبوب تغذية VE أول وبالتالي الحد من تبخر عامل الإشابة Te خلال تدفقه عبر أنبوب التغذية AY الإشابة السائل ©
Av السائل من خلال أداة تقييد Te خلال أنبوب التغذية AY وتتم إعاقة تدفق عامل الإشابة السائل قبل أن يخرج من أنبوب التغذية 0 من Te عند الطرف السفلي 17 لأنبوب التغذية VA ثاني تدفق عامل YA ويعيق الأداة تقييد الثاني VA ويدخل إلى الصهارة TA خلال الفتحة السفلية مما يقلل من تأثير عامل ee و يقلل من سرعة مروره عبر أنبوب التغذية A الإشابة السائل ٠ ly وعلاوة على VA وأي رش أو تناثر للصهارة VE على سطح الصهارة Av الإشابة السائل تسخين عامل To تؤدي إعاقة تدفق عامل إشابة السائل في الطرف السفلي 17 من أنبوب التغذية ونتيجة لذلك؛ فإن درجة حرارة A الإشابة السائل 860 بشكل إضافي قبل دخوله إلى الصهارة قبل ١8 يمكن زيادتها إلى درجة حرارة قريبة من درجة حرارة الصهارة 8٠ عامل الإشابة الساثل
AA والصهارة 8 ٠ BLD دخول الصهارة؛ مما يقلل من الصدمة الحرارية بين عامل الإشابة Vo إلى تقليل لزوجة عامل 80 BL وبالإضافة إلى ذلك؛ يؤدي رفع درجة حرارة عامل الإشابة
Av JBL عند إضافة عامل الإشابة VA الإشابة السائل؛ وبالتالي الحد من رش أو تناثر الصهارة بشكل إضافي. A إلى الصهارة أيضاً من مساحة المقطع العرضي لتيار عامل الإشابة السائل YA ويحد الأداة تقييد الثاني على سطح Av لعامل الإشابة السائل ad) والمساحة السطحية Te الخارج من أنبوب التغذية 8+ ٠ على سطح الصهارة Av لعامل الإشابة السائل al) وبالحد من المساحة السطحية LY 4 الصهارة Av من تبخر عامل الإشابة السائل YA الأداة تقييد الثاني J (YE وحالما يتم تسييل جسيمات عامل الإشابة £6 و/أو انقضاء مقدار محدد مسبقاً من الزمن؛ ويمكن بعد ذلك NA من الفرن Aly Te يتم رفع نظام الإشابة السائل £0 بواسطة آلية سحب لاستخدامه لاحقاً. fo الإشابة أو تخزين نظام الإشابة السائل Ade تكرار YO
CARS yy أقل من JE وإذا كان لعامل الإشابة ؛؛ درجة انصهار منخفضة نسبياً؛ على سبيل م أو حتى أقل من 7800م يمكن تنفيذ طريقة الإشابة الموصوفة أعلاه بفترة قصيرة نسبياً
Loy في خزان عامل الإشابة 7؛ منخفضة 5 ٠ من الزمن. ونتيجة لذلك»؛ تكون درجة حرارة الجسم فور الانتهاء من عملية الإشابة؛ ٠١8 هذا من الفرن 5٠0 نظام الإشابة السائل Je يكفي لإزالة فوراً من المقبض ٠٠4 دون الحاجة إلى خطوة تبريد. وبالإضافة إلى ذلك؛ يمكن إزالة البذور الزائفة © ؛١ المبينة في الشكل ١١ واستبدالها ببلورات بدء التبلور؛ مثلاً بلورات بدء التبلور ؛ ٠" .7 لاستخدامها في إنماء سبيكة أحادية البلورات؛ كما هو مبيّن في الشكل وتتعلق التجسيدات الموصوفة هنا عموماً بأنظمة وطرق لإضافة عوامل إشابة سائلة لها نقطة انصهار منخفضة نسبياً و/أو معدلات تبخر عالية نسبياً إلى صهارة أشباه الموصلات أو مواد من الصنف الشمسي. وتعتبر التجسيدات الموصوفة هنا ملائمة بشكل خاص لاستخدامها مع Vo عوامل إشابة تخضع للتبخر أو التسامي عند درجات حرارة أقل من تلك للسليكون؛ على سبيل aluminum والألومنيوم gallium الغاليوم ¢ antimony الأنتيمون » indium المثال» الإنديوم هو موضح أعلاه؛ تزوّد أنظمة الإشابة وفقاً للكشف الراهن طرق ذات صلة توفر LS تحسيناً مقارنة بأنظمة وطرق الإشابة المعروفة. ويتم بواسطة نظام الإشابة تجنب المشاكل المرتبطة بإضافة عوامل إشابة مباشرة صلبة إلى الصهارة؛ أي فقدان عامل الإشابة بالتبخرء القوارب Vo العائمة؛ الرش الناجم عن حبيبات الإشابة. وينخفض تبخر عامل الإشابة مع نظام الإشابة لأن درجة حرارة عامل الإشابة يتم الحفاظ عليها فقط فوق درجة حرارة الانصهار حتى قبل إضافة عامل الإشابة إلى الصهارة. وبالإضافة إلى ذلك؛ يقلل تكوين نظام الإشابة السطح الخالي من عامل الإشابة السائل المتاح للتبخر داخل نظام الإشابة وحالما تتم إضافة عامل الإشابة إلى الصهارة. وعلاوة على ذلك؛ تم تصميم نظام الإشابة لتقليل الحاجة إلى غمر النظام في النصهارة؛ Ye وبالتالي منع تدهور النظام. (aie! وعند إضافة عناصر الاختراع الراهن أو تجسيداته؛ يراد من مصطلحات 'العنصر” و 'العنصر المذكور” أن تشير إلى واحد أو أكثر من العناصر. والغرض من في ذلك" و 'تشمل"” أن تكون شاملة ويعني ذلك أنه قد تكون هناك Le المصطلحات 'تتضمن" عناصر إضافية أخرى عدا عن العناصر المذكورة. Yo
CARS
— \ _ ويمكن إجراء تغييرات مختلفة على الأنظمة والطرق المذكورة أعلاه دون الحيود عن fase الاختراع؛ والغرض منها أن جميع ما ذكر في الوصف أعلاه وظهر في الرسوم المرفقة ينبغي أن ld على نحو توضيحي وليس بمعنى التحديد. CARS
Claims (1)
- -؟١- عناصر الحماية -١ نظام إشابة doping system لإضافة عامل إشابة سائل liquid dopant إلى صهارة melt من شبه semiconductor (uc se أو مادة من الصنف الشمسي material ع8010-8:80. ويتضمن نظام الإشابة: خزان لاحتواء عامل الإشابة dopant reservoir يشتمل على هيكل body وطرف مدبب tapered © ل« يحدد فتحة بمساحة أصغر للمقطع العرضي بالمقارنة مع مساحة المقطع العرضي للهيكل ؛ و أنبوب تغذية feeding tube يشتمل على طرف أول يمتد من فتحة (PAD طرف (SG بعيد عن الطرف الأول وطرف زاوي angled tip موضوع عند الطرف الثاني لأنبوب التغذية؛ أداة تقييد أولى first restriction لتثبيط مرور عامل الإشابة الصلب خلال أنبوب التغذية؛ وأداة تقييد ثانية second restriction للتحكم بتدفق عامل الإشابة السائل» وتوضع أداة التقييد الثانية بالقرب من YS الطرف الثاني لأنبوب التغذية. "- نظام الإشابة doping system وفقاً لعنصر الحماية ٠ حيث يكون قطر أداة التقييد الثانية second restriction أكبر من قطر أداة التقييد الأولى first restriction *- نظام الإشابة doping system وفقاً لعنصر الحماية Cua) يكون القطر الخارجي outer diameter لأنبوب التغذية feeding tube مساو أو أقل من القطر الخارجي للطرف المدبب tapered end ١٠ عند الفتحة .opening ¢— نظام الإشابة doping system وفقاً لعنصر الحماية ١؛ حيث يحدد التقييد الثاني second restriction فتحة ثانية second opening عند الطرف الثاني second end لأنبوب التغذية feeding.tube —o نظام الإشابة doping system وفقاً لعنصر الحماية ٠ حيث يشتمل أيضاً على عامل إشابة Yo حبيبي granular dopant موضوع في الخزان reservoir -7١ طريقة لإضافة عامل الإشابة السائل liquid dopant إلى صهارة melt من شبه موصل semiconductor أو مادة من الصنف الشمسي csolar-grade material وتتضمن الطريقة: تحديد موقع نظام الإشابة doping system عند موقع أول بعيد عن الصهارة elt ويشمل نظام الإشابة خزان reservoir لاحتواء عامل الإشابة؛ هيكل body وطرف مدبب tapered end YO يحدد فتحة opening لها مساحة أصغر للمقطع العرضي مقارنة بمساحة المقطع العرضي CARS“yoo طرف ثاني بعيد عن الطرف الأول؛ (AN للهيكل ؛ أنبوب تغذية له طرف أول يمتد من فتحة لتثبيط مرور restriction وطرف زاوي موضوع عند الطرف الثاني لأنبوب التغذيةء وأداة تقييد عامل الإشابة الصلب خلال أنبوب التغذية؛ إضافة مقدار محدد مسبقاً من عامل الإشابة الصلب إلى نظام الإشابة؛ ° تحديد موقع نظام الإشابة في موقع ثان؛ حيث يكون الموقع الثاني قريباً بما فيه الكفاية من سطح الصهارة بحيث ينصهر عامل الإشابة الصلب؛ وحيث يشتمل تحديد موقع نظام الإشابة في الموقع الثاني على نقل نظام الإشابة نحو سطح الصهارة من شبه الموصل semiconductor أو مادة من الصنف الشمسي solar-grade material إلى أن Cady الطرف الزاوي angled tip سطح الصهارة؛ ١ صهر عامل الإشابة الصلب بحيث يصبح عامل الإشابة الصلب عبارة عن عامل إشابة سائل؛ و إضافة عامل الإشابة السائل إلى الصهارة من خلال أنبوب التغذية لنظام الإشابة. -١ الطريقة وفقاً لعنصر الحماية Jody Cus oT تحديد موقع نظام الإشابة doping system عند الموقعين الأول Gl استخدام آلية سحب pulling mechanism تشتمل على مقبض chuck yo وبذور وهمية dummy seed يعلق من خلالها نظام الإشابة .doping system A — الطريقة وفقاً لعنصر الحماية ١ حيث تتضمن من: إزالة نظام الإشابة doping system من الموقع الثاني إلى موقع ثالث بعيد عن الصهارة melt و استبدال البذور الوهمية LY dummy seed السحب pulling mechanism ببذور7٠. لاستخدامها في إنما سبيكة أحادية البلورات .monocrystalline ingot 4- الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 7 حيث تتضمن أيضاً تقييد عامل الإشابة السائل liquid dopant عند الطرف الثاني لأنبوب التغذية وتسخين عامل الإشابة السائل بشكل إضافي حين يكون عامل الإشابة السائل داخل أنبوب التغذية قبل إضافته إلى الصهارة melt -٠ الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 7 حيث يتضمن تحديد موقع نظام الإشابة doping system Yo عند الموقع الثاني: تحديد وقت التحرك الذي يتحرك خلاله نظام الإشابة من الموقع الأول إلى الموقع الثاني؛ و CARSI. تحريك نظام الإشابة من الموقع الأول إلى الموقع الثاني خلال زمن التحرك. حيث يتضمن تحديد وقت التحرك تحديده على أساس ٠١ الطريقة وفقاً لعنصر الحماية -١١ solid dopant مقدار الوقت اللازم لصهر عامل الإشابة الصلب solid dopant الطريقة على وفقاً لعنصر الحماية 7؛ حيث يتم تحديد عامل الإشابة الصلب -١ درجة مئوية. Viv .من المجموعة المؤلفة من عناصر لها درجة انصهار أقل من حوالي © الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 7؛ حيث يتم تحديد عامل الإشابة الصلب من المجموعة -١ indium والإنديوم antimony المؤلفة من الأنتيمون يشتمل على: crystal puller مجتذب للبلورات -٠4 أو المواد من الصنف الشمسي semiconductor لاحتواء صهارة أشباه الموصلات crucible بوتقة ؛ solar-grade material ٠ لتسخين البوتقة وصهر أشباه الموصلات أو المواد من الصنف heating element عنصر تسخين الشمسي؛ لإضافة عامل الإشابة السائل إلى صهازة أشباه الموصلات أو المواد doping system نظام إشابة من الصنف الشمسي؛ ويشمل نظام الإشابة: body ؛ ويشتمل خزان عامل الإشابة على جسم dopant reservoir خزان لاحتواء عامل الإشابة Vo ذات مساحة أصغر للمقطع العرضي مقارنة opening يحدد فتحة tapered end وطرف مدبب بمساحة المقطع العرضي للجسم؛ بعيد عن SU طرف أول يمتد من فتحة الخزان الأولى» طرف ¢ feeding tube أنبوب تغذية موضوع عند الطرف الثاني لأنبوب التغذية؛ angled tip الطرف الأول وطرف زاوي لتثبيط مرور عامل الإشابة الصلب من خزان عامل الإشابة خلال first restriction أداة تقييد أولى ٠ أنبوب التغذية؛ و للتحكم بتدفق عامل إشابة الساثل» وتوضع أداة التقييد الثانية second restriction أداة تقييد ثانية بالقرب من الطرف الثاني لأنبوب التغذية؛ و لاحتواء وتحديد موقع نظام الإشابة داخل مجتذب البلورات؛ pulling mechanism آلية سحب يتم منها تعليق عامل الإشابة. dummy seed السحب بذور وهمية all وتشمل ©-١١- حيث يتم وضع أداة التقييد الأولى VE وفقاً لعنصر الحماية crystal puller مجتذب البلورات - ١١ .dopant reservoir لخزان عامل الإشابة tapered end عند الطرف مدبب first restriction حيث يتم وضع أداة التقييد الأولى VE وفقاً لعنصر الحماية crystal puller مجتذب البلورات -7 feeding tube عند الطرف الأول لأنبوب التغذية first restriction حيث يكون قطر أداة التقييد ٠6 وفقاً لعنصر الحماية crystal puller مجتذب البلورات -١١7 ©الثانية second restriction أكبر من قطر أداة التقييد الأولى first restriction A )= مجتذب البلورات crystal puller وفقاً لعنصر الحماية ٠64 حيث يتم تحديد أداة التقييد الثانية second restriction عن طريق الجدار الداخلي inner sidewall لأنبوب التغذية feeding tube )= مجتذب البلورات crystal puller وفقاً لعنصر الحماية ٠6 حيث يستند طول أنبوب التغذيةfeeding whe ٠ على الارتفاع المحدد مسبقاً الذي يوضع عنده نظام الإشابة فوق سطح الصهارة خلال إضافة عامل الإشابة الساثل liquid dopant إلى الصهارة meltCARS-١ 8م اديع ومس 1 - 1 ma A ما > 7 مال ّ ل ل 0 | ل a dl TEEN Wt ca - AN SANK Fa AT iN FTL gy TA ema TTT ؟" 0 Hi 1 = Fai i a caves BR 2 _- : : i 4 57 A [I 7 pS v \ ١ i he A HE ey | ا ل AN \ | ' 0 i I BR, tg HE 1 Hi : ا y 1 ٍ HR % 1 : i : 1 تينج اح RR 7 a Y Ri مسح سس مس ) — HSI Ba 1 : ا Por 41 TN as 3 | oo be دادو سن (NN os | g i na Ne | 0» | Ad Hy HH vA i i : ; aN = § EC 0 \ A CON HR A i bod 1 ممم | iN ws 0 سس ا Al ا EE CHL x ZZ د QV REA LHR! سسا 8 we HEISE الك 0 ' ZR i 7 ان الكت Zoe 00 | Sa HVA ! 1 EE MESES اا ve الشكا ؟ ! ل ARS4 “~, AN of TON - 3 0 ا 1 ا إٍْ J 8 برت 0 A - \ A Pe $A ب 5 WN 0 حت 2 اله + & \ vi $3 No \ 7 i ae وإ 1 NN الشكا ؟ ينا_ \ «= “75 حصب انس سي asl SN 7 ب TAN Sy Ae — { ; حال £1 ve oN Nu NI «4+ دس " H “5 ae N > mn ] بت TY N N ] H YY Ji 2 a ا تت - 0 ل ie محص N > ا Lod ب N | ) NI — AY A bi Nd ال TA T | \ nm PY d No frst 1 بم 0 < + لشكل vi A » دلا re Is TA و / / 0 1 ؟ لح fo X / \ AY / \ و \ ب 3 01 ا Ne 0 ا | 0% 0 Tm 0 4 i 3 8 i - J ب له ol $A Ry 0 \ / 3 HH of NGA tt XY لا Et TN 14 NE VY ie ١SY . N IN JH 0 ْ ا YA + Nou ويب 3 إ 5 5 i a CARSحصن ا FY em : yd YA سد J قا ؟ سيا / الك LY / \ 7 4 و 1 ا ا ا 4ه لا IN. 3 ; إٍُ 58 b 0 بال D4 I XY اسن 0 Vi سار ل ف ¥ 0 0 A hal \ pes NEP \ VERE VY ee i) b rg Nb, NT “vi Moe لبت A “صر إلا ra Yi ¥ FE SaaS. هد - i 0 Kad ه ينا CARS ry ل المح ~~ 7 * rye] | #7 ص YA / Nera ~~ / \ و \ pA TTT 2 P Ne idee جه 72 1 > Qa ب be $ 0 fi NTL ¢ hod { الما يب 0 (! م لأ oY 8 ل 1 is CI اس vey سا ال ١ سير لادلا 1 : - H Yt iN : 1 8 i سرلا 1 1 ب 1 سار ا I 1 4 ٍ مي و 7 لس = ها ١ الشكل CARSا ما 1 مسر سين ٠ 01 > سا اس الل ريصا 01 ام مستا اا ال الج Py BE ~~ 9 1 ا Coie 1: ١ .> الك ' i : 1 إٍْ 1 2 4 ص | | - x | rhHE. _ 0 08 CB | : ل الس دام ا 88 ال ليد لذن لمجم ee 8 مح Tn fon ye Kh 3 الح أن ار سما اا 8 vel LANE WN Z= ab 8 لاا لا Hs wu ا ا wo ب mh 1 ا 1 : LA i a. 181 ف ناا wm ا ل ا (ZI ln Wools CAA A i 1 8 1 اكب ما BE: Zh = gin ١١ ror ls: الا لوا a a 7% 0 | ال HERG NZ 1 | ا ا تتا 2 ا BZ | | اش wea nai NU SR RA . “Bi Vg الشكا ”' ليمدة سريان هذه البراءة عشرون سنة من تاريخ إيداع الطلب وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها أو سقوطها لمخالفتها لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية صادرة عن مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية ؛ مكتب البراءات السعودي ص ب TAT الرياض 57؟؟١١ ¢ المملكة العربية السعودية بريد الكتروني: patents @kacst.edu.sa
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITTO20121175 | 2012-12-31 | ||
| PCT/EP2013/078163 WO2014102387A1 (en) | 2012-12-31 | 2013-12-31 | Liquid doping systems and methods for controlled doping of single crystal semiconductor material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SA515360706B1 true SA515360706B1 (ar) | 2017-03-26 |
Family
ID=47749975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SA515360706A SA515360706B1 (ar) | 2012-12-31 | 2015-06-30 | أنظمة إشابة سائلة وطرق للإشابة المضبوطة لمادة شبه موصلة أحادية البلورات |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10006145B2 (ar) |
| EP (1) | EP2938759B1 (ar) |
| JP (1) | JP2016501826A (ar) |
| KR (1) | KR20150103177A (ar) |
| CN (2) | CN108103572B (ar) |
| SA (1) | SA515360706B1 (ar) |
| WO (1) | WO2014102387A1 (ar) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016142893A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | Sunedison Semiconductor Limited | Liquid doping systems and methods for controlled doping of a melt |
| CN106012010A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-10-12 | 江苏协鑫硅材料科技发展有限公司 | 一种二次添加掺杂剂的方法和装置 |
| JP6597526B2 (ja) * | 2016-09-06 | 2019-10-30 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 融液導入管及びこれを用いたシリコン単結晶の製造装置 |
| TWI723892B (zh) * | 2020-06-03 | 2021-04-01 | 環球晶圓股份有限公司 | 晶體摻雜裝置 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4547258A (en) * | 1982-12-22 | 1985-10-15 | Texas Instruments Incorporated | Deposition of silicon at temperatures above its melting point |
| JPS59156993A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-06 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | Ｃｚ単結晶のド−プ方法およびその装置 |
| DE4106589C2 (de) | 1991-03-01 | 1997-04-24 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Kontinuierliches Nachchargierverfahren mit flüssigem Silicium beim Tiegelziehen nach Czochralski |
| US5406905A (en) | 1993-05-28 | 1995-04-18 | Simco/Ramic Corporation | Cast dopant for crystal growing |
| JPH08119787A (ja) | 1994-10-14 | 1996-05-14 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 連続チャージ法におけるドーパント供給方法およびドーパント組成物 |
| TW440613B (en) * | 1996-01-11 | 2001-06-16 | Mitsubishi Material Silicon | Method for pulling single crystal |
| TW429273B (en) * | 1996-02-08 | 2001-04-11 | Shinetsu Handotai Kk | Method for feeding garnular silicon material, feed pipe used in the method, and method of manufacturing a silicon monocrystal |
| US6019838A (en) * | 1998-01-05 | 2000-02-01 | Memc Electronic Materials, Inc. | Crystal growing apparatus with melt-doping facility |
| US6063188A (en) * | 1998-05-20 | 2000-05-16 | Seh-America. Inc. | Crucible with differentially expanding release mechanism |
| DE10007179B4 (de) * | 2000-02-17 | 2004-08-19 | Siltronic Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Dotieren einer Schmelze mit einem Dotierstoff |
| JP2003532611A (ja) * | 2000-05-10 | 2003-11-05 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | シリコン結晶成長処理に砒素不純物を供給する装置およびその方法 |
| KR100486877B1 (ko) | 2002-10-15 | 2005-05-03 | 주식회사 실트론 | 저융점 도판트 주입관이 설치된 실리콘 단결정 성장 장치및 저융점 도판트 주입 방법 |
| CN1289722C (zh) * | 2003-12-30 | 2006-12-13 | 宁波立立电子股份有限公司 | 用于重掺直拉硅单晶制造的掺杂方法及其掺杂漏斗 |
| JP2005272265A (ja) | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶引上装置 |
| JP4356517B2 (ja) * | 2004-05-28 | 2009-11-04 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコン単結晶引上装置およびシリコン単結晶の製造方法 |
| JP4359320B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2009-11-04 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | ドーピング装置、及びシリコン単結晶の製造方法 |
| JP5074826B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2012-11-14 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | ドーパントの注入方法、及びドーピング装置 |
| CN101787566B (zh) * | 2010-03-25 | 2012-04-25 | 杭州海纳半导体有限公司 | 直拉硅单晶的镓元素掺杂方法及所用掺杂装置 |
| MY159737A (en) | 2010-09-03 | 2017-01-31 | Gtat Ip Holding Llc | Silicon single crystal doped with gallium, indium, or aluminum |
| JP2012066965A (ja) | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Covalent Materials Corp | シリコン単結晶引上装置 |
| CN102409395B (zh) * | 2011-11-15 | 2014-03-26 | 浙江长兴众成电子有限公司 | 一种直拉硅单晶的镓元素掺杂装置及其掺杂方法 |
-
2013
- 2013-12-31 JP JP2015550113A patent/JP2016501826A/ja active Pending
- 2013-12-31 EP EP13817700.1A patent/EP2938759B1/en active Active
- 2013-12-31 WO PCT/EP2013/078163 patent/WO2014102387A1/en active Application Filing
- 2013-12-31 CN CN201810018778.3A patent/CN108103572B/zh active Active
- 2013-12-31 KR KR1020157020544A patent/KR20150103177A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-12-31 CN CN201380073899.3A patent/CN105026622B/zh active Active
- 2013-12-31 US US14/758,143 patent/US10006145B2/en active Active
-
2015
- 2015-06-30 SA SA515360706A patent/SA515360706B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105026622B (zh) | 2018-02-02 |
| JP2016501826A (ja) | 2016-01-21 |
| CN108103572A (zh) | 2018-06-01 |
| US20150354088A1 (en) | 2015-12-10 |
| CN108103572B (zh) | 2020-06-16 |
| WO2014102387A1 (en) | 2014-07-03 |
| KR20150103177A (ko) | 2015-09-09 |
| EP2938759B1 (en) | 2017-03-22 |
| CN105026622A (zh) | 2015-11-04 |
| US10006145B2 (en) | 2018-06-26 |
| EP2938759A1 (en) | 2015-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SA515360706B1 (ar) | أنظمة إشابة سائلة وطرق للإشابة المضبوطة لمادة شبه موصلة أحادية البلورات | |
| JP5335797B2 (ja) | 多結晶シリコン及びその製造法 | |
| US11346016B2 (en) | System for introducing dopant into a melt of semiconductor or solar-grade material via a feed tube | |
| JP4959456B2 (ja) | 単結晶成長装置に固体原料を供給する装置及び方法 | |
| US7132091B2 (en) | Single crystal silicon ingot having a high arsenic concentration | |
| CN102534755B (zh) | 再装填原料多晶硅的方法 | |
| JP5074826B2 (ja) | ドーパントの注入方法、及びドーピング装置 | |
| JP2020503240A (ja) | ルツボおよびコンディショニング部材を含む結晶引上げシステムおよび方法 | |
| US20140033968A1 (en) | Controlled Doping Device For Single Crystal Semiconductor Material and Related Methods | |
| JP4530483B2 (ja) | Ｃｚ法単結晶引上げ装置 | |
| Schroers et al. | Extremely low critical cooling rate measured on dispersed Pd 43 Ni 10 Cu 27 P 20 | |
| JPH085740B2 (ja) | 半導体の結晶引上げ方法 | |
| Tsai et al. | Effect of crucible coating on the grain control of multi-crystalline silicon crystal growth | |
| WO2016014805A1 (en) | Method of designing a passage through a weir for allowing dilutions of impurities | |
| TWI591217B (zh) | 製備多晶矽的方法 | |
| Gillessen et al. | Glass formation by containerless solidification of metallic droplets in drop tube experiments | |
| JPH0764672B2 (ja) | 結晶育成装置 | |
| JP4755740B2 (ja) | シリコン単結晶の育成方法 | |
| Kuroda et al. | Growth of 10 cm wide silicon ribbon | |
| JP4863635B2 (ja) | 多結晶シリコンインゴットの鋳造方法 | |
| JP2010168228A (ja) | 原料融液供給装置、多結晶体または単結晶体の製造装置および製造方法 | |
| JPH017730Y2 (ar) | ||
| 潘守 et al. | DECANTED SURFACE OF SALOL CRYSTALS FROM THE MELT | |
| JPWO2010073413A1 (ja) | 球状半導体の製造装置 |