Способ плавления кремния и устройство для его осуществления

. Романов ГО Я КРЕМНИЯ И УСТРОЙСТВ ОСУШЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБ ПЛА зз58986 в Комитет ио делим изобретени и открв и ирн Совете Министров ГГГР явлено 29 яекзбря 956(,пособ плавления кремния для получния гз сго рваа 1 а монокрпс алло путем вытягивания известен.Предлагаемый способ по сравнению с изестым ооспечиает полчение монокристаллов более высокого качества.: этой целью верхнюю часть вращающейся массы гранулированного или порошкообразного кремния, имеющей вид усеченного конуса, плаят воздсйстием получаемых, например, от электрических луг потоко ,чучистой энергии, проходящих осями в одной плоскости, перпендикуляр ной к поверхности расплавленного кремния, и дающих на ней фокус лучей точке, смещенной относителью оси вращения массы, с образован и расплава, ограниченного снизу про лойкой затвердевшего рспл 11, р)сположенного на нера,"плавленной нижней части массы кремния.В расплав периодически вопят кремний высгкой чи;т)ты.Для осуществления способа предлагается у:тройсто, состояпес акуумной камеры, имеющей в верхней части окна из кара, над которыми расположена оптическая зеркальная система, нпра 1 яоцая поток: лучистой энергии внутрь камеры, и монтированного в нижей части к - меры вращающегося столика с чашей из кварца для массы грнулиро 1111- гого или порошкообразного кремния.Для предотвращения потери тепла за счет излучения его расплаво)1 кремния под столиком и над пим укреплены экраны, например, молибд- новыс, верхнпч Из которых имеет окно для пропуска потоков лучист)й эперги, а нижний - -отверстие для оси вращеня счо,чика.1-а фиг.изображена схема устройства; па фиг. 2 - схема со оп 1- ческой сстемы; на фиг. 3 - вид по стрелке Л на фиг. 1.Внучр акуумной камеры (, нижней се 1)сп, расположен р;1. пак)шийся на оси 2 столик ), па котором устаолена чаша 4 из кварца.Над столиком ) и под пим монтрованы экраны ) и 6, например:, холиб.1 еп 1. Верхи экран,) нм 1 с епрльпое отверг 1 е 7, а нпжппп,( ПЗ 57эк)с 1 6 - цен)с)л.нсе Отце)01 ис Ь, че)сз кото)се ц)ОН 1 щ 1 ця Ось 2.В верхней части камеры ( имеются окна 9 и 10 из (варца, через которые проходят два потока лучистой энергии, обозначенные на чертеж пунктирными линиями. Эти потоки лучистой энергии создаются двум электрическими дугами 11 ц 12 и отра)кяк)тся в окпя 9 ц 10 от воп 1 утого зеркала И.На ча 1 цу 4 насыпают грацулированцый или порошкооб)разный крем. : цй 14 в виде кучки, имеющеи форму усеченного конуса верхцеи и. сти.Бл)годаря эксцентричному положению кря геров электрических дуг 1 и 12 относительно геометрической оси зеркала 13 каждый кратер соз. дает свой горизонтальный поток лучистой энергии. После отражения от плоских зеркал 15 и 1 б, установленных примерно под углом "15 к вертикали над окнами 9 и 10 из кварца, эти потоки лучистой энергии концентрируются на вершине кучки кремния 14 так, что дейсттельные изобраЖения к)ят 61)св элект)ических дуг няклядывяютс 51 ОднО ця другое и фс"- сируются в виде светящегося пятна 17, несколько .мещеццого отцос)Тс.1- цо оси вращения массы кремция.Для уменьшеция потери лучистой энеЬ)гии вогнутое зеркало 1,3 и плоские зеркала 15 и 1 б выполнены из металла или с внецп)им покрытием из металла, а потери тепла за счет излучения его расплавом кремния цредо,- врашаются экранами 5 и 6.Внутри камеры 1 оси потоков уистой энергии находятся в одной плоскости, перпендикулярной к плоскости слоя 18 расплавленного кре;- ния.Лучистая энергия, концентрируемая на вершине кучки кремния И. поддерживает в верхней ее части в расплавленном состоянии ограниченный обьем слоя 18, который отделяется от общей мас,"ы зянитным с,шсм 19 отвердевшего вещества.Нижняя часть кучки кремния 14 и чаша 4 цз кварца цоддерживаю 1- ся нагретыми при достаточно низкой температуре Не вьцце 900"), прц которой гарантируется отсутствие диффузии приме сц из стенок чаши 4 в гранулированный кремнии.Из образующегося на вершине кучки кремния расплавленного . лоя 15 вытягивается монокристалл 20.С целью ооеспечеция места питания вытягиваемого монокристалля свежим чистым расплавом и поддержания постоянства уровня зеркала расплава, в него периодически вводится стержень 21 из кремния высокой чистоты.Эксцентричное расположение моцокристалла 20, стержня 21 и направление вращения массы по ст 1)елке Б обеспечивают цаи)ецьНИ 1 путьерехода от добавляемого кремния к монокристаллу и цаисольший путь расплавленного кремния, отходящего от места кристаллизации.В случае необходимости вращающийся столик охлаждается одой, гюдводимой к нему через пустотелую ось.П редм ет из оо 1) етен и я1. Способ плавления кремния для получения из его расплава моно- кристаллов путем вытягивания, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью поьышения качества монокристаллов, верхнюю часть вращающейся массы гранулированного или порошкообразного кремния в виде усеченного конуса плавят воздействием получаемых, например, от электрических дуг, потоков лучистой энергии, проходящих осями в одной плоскости, перпе:- дикулярной к поверхно"ти расплавленного кремния, и дающих ца цей фокус лучей точке, смещенной относитечьно оси вращения массы, с образовяшсм расплава, ог 1)аничешого лизу прослойкой затвердевшего расПЛ Янс 1, )ЯСПОЛОЖРЦЕОГО На Щ)ЯСГ,сВ,1 СЦЦОИ ЦИЖНР 1 ЧЯСТИ МЯССЫ К)РМЦИ 5 П2. СПОСОб ПО П. 3, О Т: И Ч я Ю 1 ц и й С 51 ТРМ, Что, С ПР,ЬЮ ОбРСПРсс;цня места питяния монокристялля све)ким чистым )ясп,1 явом и поддс)жан)т постоянства уровня расплава, в последний периодически вводят кремнии высокой соты.3. Устройство для осушествлсцця способа по пп. 1 и ), от, ц ив ю Ц С С С Я ТРМ, ЧТО ОНО СОСТОИТ ИЗ, Вс ЕУУМЦОЦ КЯМР 1)Ы, ИМРЮЩЕИ Б ВЦ)ХЦЕ) ЧЯСТИ О,Ца 11 З КВЯ)Цс 1, НЯД КОТО 1)Ы 51 Ц РЯСПС,1 ОжеНЯ ОПТИЧРС,ЯЯ ЗР 1)КЯЛэ)с 5 система, няпрявляюгцая потоки лучистой энергии внутрь камеры, ц моцтировашого в нижней части камеры в 1)а)цаОцегося столика с чашей цз кварца для массы гранулированного цли поропкообразного кремния, причем для предотвращения потери тепла за счет излучения его расплавом кремния под сточиком ц над цим укреплены экраны, например молибденовые. верхний из которых имеет окно для пропуска потоков лучисточ энергии, а нижний отверстие для осц вращения столика.