FR2565604A1 - Procede et dispositif pour le tirage de barres de silicium monocristallin - Google Patents
Procede et dispositif pour le tirage de barres de silicium monocristallin Download PDFInfo
- Publication number
- FR2565604A1 FR2565604A1 FR8508927A FR8508927A FR2565604A1 FR 2565604 A1 FR2565604 A1 FR 2565604A1 FR 8508927 A FR8508927 A FR 8508927A FR 8508927 A FR8508927 A FR 8508927A FR 2565604 A1 FR2565604 A1 FR 2565604A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- mass
- crucible
- silicon
- bath
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 16
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003287 bathing Methods 0.000 claims 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract description 8
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- NHWNVPNZGGXQQV-UHFFFAOYSA-J [Si+4].[O-]N=O.[O-]N=O.[O-]N=O.[O-]N=O Chemical compound [Si+4].[O-]N=O.[O-]N=O.[O-]N=O.[O-]N=O NHWNVPNZGGXQQV-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- JCCNYMKQOSZNPW-UHFFFAOYSA-N loratadine Chemical compound C1CN(C(=O)OCC)CCC1=C1C2=NC=CC=C2CCC2=CC(Cl)=CC=C21 JCCNYMKQOSZNPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor 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
- C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
-
- 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
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
-
- 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
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10S117/90—Apparatus characterized by composition or treatment thereof, e.g. surface finish, surface coating
-
- 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
- Y10T117/1068—Seed pulling including heating or cooling details [e.g., shield configuration]
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)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
ON PEUT PRODUIRE DES BARRES DE SILICIUM TRES PUR EN FAISANT FONDRE DANS UN CREUSET 10, PAR ACTION ELECTRIQUE, UNE PARTIE 18 D'UNE MASSE 11 DE GRANULES DE SILICIUM, DE TELLE SORTE QUE LA MASSE 19 ENTOURANT LE BAIN DE FUSION 18 ISOLE CE DERNIER DES PAROIS DU CREUSET 10, EMPECHANT AINSI LA CONTAMINATION DU BAIN 18 PAR LE CREUSET 10 ET LE RAMOLLISSEMENT DES PAROIS DU CREUSET PAR LA CHALEUR DE FUSION. LE FLUX DE COURANT EST STIMULE PAR LE CHAUFFAGE DES GRANULES DE SILICIUM 11 ETOU DES ELECTRODES 13, 14, ET L'ON PEUT FAIRE DESCENDRE UN GERME 22 DANS LE BAIN 18, DE MANIERE A POUVOIR TIRER DU BAIN 18 UNE BARRE DESTINEE A ETRE DECOUPEE EN PASTILLES EMPLOYEES POUR LA PRODUCTION DE SEMI-CONDUCTEURS.
Description
"Procédé et dispositif pour le tirage de barres -
de silicium monocristallin"
La présente invention concerne la fusion de sili-
cium élémentaire, la formation de bains de fusion de sili-
cium élémentaire très pur, et le tirage de barres mono- cristallines de silicium, qui peuvent être découpées afin
de former des pastilles de silicium destinées à la produc-
tion de semiconducteurs, circuits intégrés et autres
pièces similaires.
Les pastilles monocristallines de silicium ont une importance considérable dans la production d'éléments de circuits semiconducteurs pour les technologies de pointe
d'aujourd'hui et de demain. La production de telles pastil-
les de silicium nécessite en général d'abaisser un germe
de silicium monocristallin très pur dans un bain de sili-
cium élémentaire en fusion contenu dans un creuset ou autre récipient en quartz, lequel doit en général, compte tenu
de sa sensibilité à la température à laquelle il faut main-
tenir le bain, être supporté par un récipient externe en graphite ou en carbone. Habituellement, le creuset et le germe sont mis en rotation relative tandis que le germe est retire, et l'on effectue un refroidissement contrôlé, de sorte que la barre qui est tirée de la masse en fusion, ou
encore qui se développe sur le grain, a une structure mono-
cristalline.
La barre est ensuite découpée dans le sens trans-
versal en pastilles de l'épaisseur souhaitée. Le processus est mis en oeuvre sous une atmosphère contrôlée ou encore sous vide, afin de minimiser la contamination de la barre,
du bain de silicium en fusion et des pastilles.
En général, le bain de fusion qui se trouve dans
le creuset en quartz est maintenu à la température néces-
saire pour tirer la barre de silicium - soit environ 1400 à 1450 C - au moyen d'un chauffage par induction à l'aide d'une bobine de chauffage à induction placée à l'extérieur du creuset en quartz et entourant le récipient de support en carbone. Etant donné que la chaleur est appiiquée de l'extérieur vers l'intérieur, les parois en quartz et les parties extérieures du bain peuvent être à une température légèrement supérieure à celle du bain de silicium ou de
points situés à l'intérieur du corps du bain.
A de telles températures, qui sont proches du point de ramollissement du creuset, le matériau du creuset a tendance à se diffuser dans la masse en fusion: le creuset a tendance à ramollir à cause des contraintes mécaniques qui apparaissent à ces températures élevées, et à cause du fait que ces températures élevées doivent être maintenues
pendant toute la durée du processus de tirage de la barre-
durée qui peut atteindre plusieurs dizaines d'heures.
En conséquence, la déformation et la détérioration des creusets constituent un problème important: un moyen de s'y attaquer.est le procédé décrit dans la demande de brevet US de la demanderesse N 614 434 du 25 Mai 1984,
brevet US N 4 505 948, qui a pour titre "Procédé de revê-
tement de creusets en céramique ou en quartz par un matériau transformé par action électrique en phase vapeur". Cette demande de brevet est une demande de "Continuation in Part" de la demande de brevet US connexe de la demanderesse
N 494 302 du 13 Mai 1983, elle-même demande de "Continua-
tion in Part" de la demande US N 358 186 du 15 Mars 1982 (brevet US N 4 438 183), constituant elle-même une demande de "Continuation in Part" de la demande US N 237 670 du
24 Février 1981 (brevet US N 4 351 855), laquelle incorpo-
re l'objet des Documents de Divulgation US N 078 337, 078 334 et 078 329, tous du 26 Février 1979, et du Document
de Divulgation N 082 283 du 5 Juillet 1979. Selon ce procé-
dé, des composés de silicium formés sur place, tels que du carbure de silicium et du nitrite de silicium, peuvent être déposés sur la surface intérieure du creuset en quartz, pour former un revêtement de protection. Mais ce revêtement ne peut, bien sûr, avoir qu'une efficacité limitée: en effet, si le revêtement assure une réduction notable de la migration dans le bain de fusion de contaminants provenant du creuset, l'effet de ramollissement n'est cependant pas éliminé. La présente invention a pour principal objectif de fournir un procédé pour la fusion de silicium très pur o les inconvénients décrits plus haut sont éliminés, et o notamment la tendance à la contamination du bain de fusion et du silicium par le creuset qui les contient
est réduite.
Un autre objectif de la présente invention est de fournir un procédé pour maintenir pendant de longues durées un bain de fusion très pur à une température de
tirage des cristaux sans que le creuset ne se détériore.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé amélioré de tirage de barres de silicium, de manière à ce que soient éliminés au moins certains des problèmes rencontrés dans la fabrication antérieure de
telles barres.
La présente invention a également pour objectif de fournir un appareil efficace pour mettre en oeuvre le
procédé amélioré.
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus loin, sont atteints par la présente invention, qui fournit un procédé de formation et de maintien d'un bain de silicium en fusion très pur, et de tirage d'un tel bain de barres de silicium monocristallines, procédé qui repose sur la découverte faite par la demanderesse de ce qu'il est possible d'isoler de manière efficace le bain de fusion des parois du creuset contenant le silicium élémentaire, ce pendant au moins une partie importante du processus, et d'empêcher ainsi la détérioration du creuset et la migration dans le bain d'impuretés provenant
du creuset.
D'une manière générale, le silicium est considéré comme un mauvais conducteur thermique et, à la température
normale, il est également un mauvais conducteur électri-
que. Le demandeur a toutefois constaté que lorsque l'on remplit un cristal de quartz d'une masse de granules ou de particules de silicium, entre deux électrodes, et que les granules de silicium élémentaire sont chauffées dans la région comprise entre ces électrodes, ces granules acquièrent une conductivité électrique suffisante pour pouvoir continuer à être chauffées et fondues par le passage d'un courant électrique à travers la masse, entre
les électrodes.
Etant donné que le bain de fusion est isolé du con-
tact avec les parois du creuset par l'équilibrage du corps de granules de silicium, la conduction de chaleur vers le
creuset est faible, et le creuset peut être à une tempe-
rature nettement inférieure au point de fusion du silicium, de sorte qu'il ne se produit pas de ramollissement ni de distorsion, et donc que le creuset n'a pas besoin d'être
supporté dans une structure en carbone.
En outre, étant donné que durant la majeure partie de l'opération de fusion et de croissance cristalline, une couche de granules de silicium élémentaire reste entre le bain de fusion et les parois du récipient, cette couche peut servir de barrière à la migration d'impuretés provenant de ces parois dans le bain de fusion qui se forme. En conséquence, lorsque l'invention est appliquée à la fusion de silicium, on remplit un creuset en quartz équipé d'une paire d'électrodes d'une masse de particules solides de silicium élémentaire, telles que des granules de silicium élémentaire, et l'on fait passer un courant
électrique à travers cette masse, entre les électrodes.
La masse peut être initialement chauffée - à l'aide de ces électrodes par exemple, ou par d'autres moyens -, afin d'établir la conductivité initiale, puis on fournit un courant de fusion, qui est maintenu tant que le bain de fusion continue à se former. La fusion est effectuée entre les électrodes, sur une partie limitée de la masse, de sorte qu'il reste au moins une couche de granules pour isoler le bain des parois et du fond du creuset. Les granules supplémentaires nécessaires peuvent être apportés au bain, ou bien ce dernier peut se réapprovisionner de
lui-même - tandis que les électrodes diminuent par exem-
ple - à partir de la masse de granules qui se trouve dans
le creuset, et l'on peut faire descendre un germe mono-
cristallin dans le bain, et tirer du bain la barre mono-
cristalline.
On peut également utiliser, du moins pour le chauf-
fage initial, la découverte faite par la demanderesse de ce que, lorsqu'un voltage est appliqué à une masse de
granules de silicium empilés non serrés, la légère conduc-
tivité de ces granules se superpose aux résistances de courant locales entre les granules, de sorte que, pour un courant donné passant à travers ces résistances de contact R, le produit I2R est suffisant pour assurer le chauffage
des granules et une nouvelle augmentation de la conducti-
vité ainsi que du contact et pour, étant supposé qu'il y
a un flux de courant suffisant, faire fondre les granules.
La description qui suit mettra mieux en évidence les
objectifs précités, ainsi que d'autres objectifs, carac-
téristiques et avantages de l'invention. Cette description
est faite en référence au dessin annexé, dans lequel:
Figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dis-
positif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention Figure 2 est une vue schématique illustrant les principes mis en oeuvre dans un chauffage initial modifié de granules de silicium; Figure 3 présente, également par une vue en coupe, un autre creuset pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention; et Figure 4 est une vue en coupe partielle selon IV-IV
de figure 3.
L'appareil représenté schématiquement sur la figure 1 comprend un creuset en quartz (10) dont on peut voir qu'il n'est ni renforcé, ni supporté, à la différence des creusets supportés et blindés de graphite qui étaient
précédemment employés pour la fusion de silicium élémen-
taire. On remplit ce creuset, monté sur un plateau rota-
tif (12) qu'un moteur (29) peut faire tourner, de granu-
les (11) de silicium élémentaire.
Une paire d'électrodes de silicium (13,14) est scellée dans la paroi du creuset (10); ces électrodes sont chacune dotée d'un élément chauffant, respectivement (15,16), qui sert à élever leur température afin de leur donner une conductivité électrique suffisante pour pouvoir faire passer un courant électrique dans la masse qui se trouve entre elles. Au départ, les électrodes peuvent être en contact comme l'indiquent les pointillés (17) et,
lors du premier passage d'un courant électrique, la pre-
sence d'un point de contact entraîne l'écartement ou la
fusion des électrodes, et la fusion des granules voisins.
La poursuite du passage de courant électrique, qui s'écou-
le maintenant librement à travers le bain de fusion, engendre de la chaleur supplémentaire qui fait fondre de nouvelles quantités de granules de silicium, de sorte qu'il se forme un "piston" (18) de granules entouré d'un corps ou couche (19) de granules qui constitue une couche d'isolation interposée entre le bain et le creuset en quartz. Le courant de fusion est fourni aux électrodes (13,14) par des jeux de balais et bagues (20) qui se trouvent sur l'arbre (31) du moteur (29), et qui sont
reliés au bloc d'alimentation en courant fort (21).
Un germe (22) de silicium monocristallin monté sur une tige (23) peut être abaissé dans le bain (18), et la tige (23) est ensuite retirée tandis que le moteur (29) fait tourner le creuset, et l'on fait également tourner
la tige (23) pour tirer une barre de silicium monocristal-
lin qui subit un refroidissement contrôlé, comme l'indique
le dispositif (24). Lorsque le tirage a atteint son maxi-
mum, la barre peut être détachée, et découpée en pastilles
de la manière habituelle.
La figure 2 décrit l'emploi d'un principe différent pour la fusion initiale. Ici, les électrodes (113 et 114)
présentées sont pontées par la masse de granules de sili-
cium. Lorsqu'on fournit le courant électrique, le flux est concentré aux points de courant (130). La résistance du courant se trouve entre les granules. Ces emplacements sont d'une résistance comparativement élevée, et il se
produit un chauffage ohmique. Le chauffage ohmique aug-
mente la conductivité des particules, et permet donc le passage d'un flux de courant supplémentaire, d'o une augmentation de l'effet global de chauffage, jusqu'à ce que la fusion se mette en route. Cette fusion entraîne
bien évidemment une nouvelle augmentation de la conducti-
vité, attendu que le silicium fondu a une conductivité bien supérieure à celle de la masse de granules, et le
bain de fusion est formé de la manière précédemment dé-
crite. Lorsque ce système est employé, une couche de granules de silicium non fondus est maintenue entre la
paroi du creuset et le bain.
Les figures 3 et 4 présentent un autre type de
creuset pour mettre en oeuvre le procédé selon l'inven-
tion. Ici, le creuset (210) peut également tourner, comme l'indique la flèche (229), et il est doté d'une paire d'électrodes arquées (213 et 214) . Afin de faciliter la rotation, les électrodes arquées (213 et 214) sont chacune dotée d'une barre, respectivement (231, 232), chacune de ces barres s'engageant dans un rail de contact annulaire correspondant, respectivement (233, 234), rails qui sont reliés à la source de courant de fusion. Ici, les granules
qui se trouvent entre les électrodes peuvent être préala-
blement chauffés à l'aide d'une torche ou d'un dispositif de chauffage à rayonnement par exemple, afin de stimuler la conductivité, ou bien ils peuvent être chauffés par le passage d'un courant électrique à travers la masse en se servant des principes présentés sur la figure 2. A titre d'exemple, on notera que la demanderesse a constaté qu'il était possible de faire fondre des granules de
silicium dans des creusets en quartz atteignant un diamè-
tre de 10 à 40 cm en employant des voltages de 80 à 100 volts ou plus et en fournissant de 80 à 100 ampères pour le préchauffage initial, puis des voltages de 70 à 80 V avec des intensités de 30 - 40 ampères à 40 volts pour le maintien ultérieur du bain de fusion au cours du
tirage des barres monocristallines. Les granules de sili-
cium peuvent avoir des tailles. allant de lmm à environ
lOmm (mais il est également possible d'employer des gra-
nules plus grands ou plus petits), et des profils régu-
liers ou irréguliers.
Claims (10)
1. Procédé pour la fusion de silicium élémentaire, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: remplissage d'un creuset (10) avec une masse de granules de silicium élémentaire (11), et passage d'un courant électrique à travers seulement
une partie (18) de la masse, avec une intensité suffisan-
te pour fondre cette partie (18) tout en laissant au moins une couche de granules (19) entre le bain de fusion (18) résultant et les parois du creuset (10), isolant ainsi
les parois du bain, et opposant une barrière à la conta-
mination du bain (18) par le creuset (10).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (18) de la masse (11) est préchauffée
avant que le courant électrique ne la traverse.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (111) de la masse (11) est chauffée au moins partiellement avant sa fusion par le passage d'un courant électrique à travers elle, de manière qu'il se produise un chauffage ohmique aux points de contact
(130) entre les granules de la partie (111) de la masse.
4. Procédé pour la fabrication de barres de sili-
cium élémentaire destinées à la production de pastilles de silicium, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) remplissage d'un creuset (10) d'une masse de granules de silicium élémentaire (11); (b) insertion d'une paire d'électrodes (13 -14, 113- 114) dans cette masse (11), de manière à ce qu'une partie de la masse soit comprise entre les électrodes; (c) passage d'un courant électrique à travers cette partie de la masse (11), entre les électrodes (13 -14, 113 -114), d'une intensité suffisante pour fondre cette
partie de la masse et former un bain de fusion de sili-
cium (18) contenu dans au moins une couche (19) de gra-
nules non fondus, cette couche isolant le bain (18) du creuset (10) et
-
(d) maintien du bain (18) en fusion par le passage conti-
nu d'un courant électrique à travers le bain, tout en
tirant du bain une barre cristalline de silicium.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie de la masse est, afin d'augmenter sa conductivité, préchauffée avant le passage du courant électrique.
6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les électrodes sont composées de silicium et en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire suivante: chauffage des électrodes (13,14) afin d'augmenter leur conductivité.
7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en
ce que le creuset (10) est composé de quartz.
8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire suivante: rotation relative de la barre (23) et du creuset (10)
lors du tirage de la barre (23).
9. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la barre est tirée du bain de fusion (18) en
faisant descendre dans ce bain un germe de silicium mono-
cristallin (22) puis en retirant le germe, la barre étant
alors tirée du bain à partir du germe (22).
10. Dispositif pour la production d'une barre de silicium, caractérisé en ce qu'il comprend: un creuset en quartz (10) contenant une masse de granules de silicium (11), une paire d'électrodes (13,14) plongeant dans la masse (11), des moyens (21) reliés aux électrodes (13,14) pour faire passer un courant électrique à travers une partie de la masse (11) afin de former, dans le creuset (10) un bain de silicium fondu (18) entouré d'au moins une couche de granules (19) couche formant une barrière isolante supportant le bain (18) et l'isolant du creuset (10), des moyens (23) pour introduire, dans le bain (18) un germe de silicium monocristallin (22) et des moyens (23) pour tirer du bain (18) le germe (22) et une barre de silicium fondu, tandis que le bain (18) continue à être chauffé par le passage d'un courant électrique.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/618,192 US4575401A (en) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Method of and apparatus for the drawing of bars of monocrystalline silicon |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2565604A1 true FR2565604A1 (fr) | 1985-12-13 |
Family
ID=24476701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8508927A Pending FR2565604A1 (fr) | 1984-06-07 | 1985-06-06 | Procede et dispositif pour le tirage de barres de silicium monocristallin |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4575401A (fr) |
| JP (1) | JPS6163595A (fr) |
| CA (1) | CA1241257A (fr) |
| CH (1) | CH670456A5 (fr) |
| DE (1) | DE3519632A1 (fr) |
| FR (1) | FR2565604A1 (fr) |
| GB (1) | GB2159728B (fr) |
| IL (1) | IL75150A (fr) |
| IT (1) | IT1184580B (fr) |
| SE (1) | SE8502375L (fr) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0412083A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-16 | Osaka Titanium Co Ltd | シリコン単結晶製造方法 |
| DE19638563C2 (de) * | 1996-09-20 | 1999-07-08 | Karlsruhe Forschzent | Verfahren zum Ziehen von Einkristallen |
| JP2885240B1 (ja) | 1998-03-16 | 1999-04-19 | 日本電気株式会社 | 半導体結晶育成装置および育成方法 |
| US7799131B2 (en) * | 2004-04-15 | 2010-09-21 | Faculdade De Ciencias Da Universidade De Lisboa | Method for the growth of semiconductor ribbons |
| DE102007041803A1 (de) * | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Pv Silicon Forschungs Und Produktions Gmbh | Verfahren zur Herstellung von polykristallinen Siliziumstäben und polykristalliner Siliziumstab |
| EP2504470B1 (fr) | 2009-11-24 | 2013-11-27 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Procede et appareil pour la production des monocristaux semiconducteurs |
| US8920270B2 (en) | 2012-06-30 | 2014-12-30 | Easton Technical Products, Inc. | Arrow vane apparatus and method |
| CN112301426B (zh) * | 2019-08-02 | 2022-08-12 | 宁夏隆基硅材料有限公司 | 一种单晶硅棒的制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB899287A (en) * | 1958-06-12 | 1962-06-20 | Standard Telephones Cables Ltd | Method and apparatus for heat treating fusible material |
| US3160497A (en) * | 1962-11-15 | 1964-12-08 | Loung Pai Yen | Method of melting refractory metals using a double heating process |
| US4133969A (en) * | 1978-01-03 | 1979-01-09 | Zumbrunnen Allen D | High frequency resistance melting furnace |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1243641B (de) * | 1962-12-12 | 1967-07-06 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterstaeben durch Ziehen aus der Schmelze |
| US4165361A (en) * | 1975-11-28 | 1979-08-21 | Milstein Joseph B | Process and apparatus for preparation of single crystals and textured polycrystals |
| US4116642A (en) * | 1976-12-15 | 1978-09-26 | Western Electric Company, Inc. | Method and apparatus for avoiding undesirable deposits in crystal growing operations |
-
1984
- 1984-06-07 US US06/618,192 patent/US4575401A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-05-09 IL IL75150A patent/IL75150A/xx unknown
- 1985-05-14 SE SE8502375A patent/SE8502375L/xx not_active Application Discontinuation
- 1985-05-16 GB GB08512471A patent/GB2159728B/en not_active Expired
- 1985-05-22 CA CA000482045A patent/CA1241257A/fr not_active Expired
- 1985-05-31 DE DE19853519632 patent/DE3519632A1/de not_active Withdrawn
- 1985-06-05 CH CH2379/85A patent/CH670456A5/de not_active IP Right Cessation
- 1985-06-06 IT IT21054/85A patent/IT1184580B/it active
- 1985-06-06 FR FR8508927A patent/FR2565604A1/fr active Pending
- 1985-06-06 JP JP60123462A patent/JPS6163595A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB899287A (en) * | 1958-06-12 | 1962-06-20 | Standard Telephones Cables Ltd | Method and apparatus for heat treating fusible material |
| US3160497A (en) * | 1962-11-15 | 1964-12-08 | Loung Pai Yen | Method of melting refractory metals using a double heating process |
| US4133969A (en) * | 1978-01-03 | 1979-01-09 | Zumbrunnen Allen D | High frequency resistance melting furnace |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2159728A (en) | 1985-12-11 |
| SE8502375D0 (sv) | 1985-05-14 |
| SE8502375L (sv) | 1985-12-08 |
| US4575401A (en) | 1986-03-11 |
| IL75150A (en) | 1988-07-31 |
| CA1241257A (fr) | 1988-08-30 |
| GB2159728B (en) | 1987-09-16 |
| DE3519632A1 (de) | 1986-01-02 |
| CH670456A5 (fr) | 1989-06-15 |
| IT8521054A0 (it) | 1985-06-06 |
| IL75150A0 (en) | 1985-09-29 |
| JPH0114169B2 (fr) | 1989-03-09 |
| JPS6163595A (ja) | 1986-04-01 |
| GB8512471D0 (en) | 1985-06-19 |
| IT1184580B (it) | 1987-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2511708A1 (fr) | Procede et appareil pour regler l'atmosphere entourant une zone de croissance cristalline | |
| BE1005521A5 (fr) | Technique de fusion electrique du verre. | |
| FR2565604A1 (fr) | Procede et dispositif pour le tirage de barres de silicium monocristallin | |
| JP6897764B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法、および、エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 | |
| EP0130865A1 (fr) | Dispositif d'élaboration d'un monocristal | |
| FR2567918A1 (fr) | Procede d'evaporation et de fonte du silicium et dispositif pour sa mise en oeuvre | |
| FR2497402A1 (fr) | Procede de fabrication de jonctions p-n par electromigration | |
| JPS59213697A (ja) | 単結晶半導体引上装置 | |
| TW200423378A (en) | SOI wafer and method for manufacturing same | |
| JPH07267776A (ja) | 結晶成長方法 | |
| FR2530267A1 (fr) | Procede et appareil pour effectuer la croissance epitaxiale d'un cristal de znse a partir de znse fondu | |
| JPH0748200A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| EP1399606B1 (fr) | Dispositif de fabrication de cristaux d'alliage | |
| JP2004269335A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| BE1008485A3 (fr) | Procede et four pour la fabrication d'un produit fondu. | |
| Chen et al. | Calorimetric and Spectroscopic Characterization of Zone Refined and Regrown Lead Lodide | |
| JPS59102891A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| EP0214350B1 (fr) | Procédé de préparation d'un alliage polycristallin destiné à la réalisation de monocristaux par passage dans une zone de solvant | |
| JP2714088B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体単結晶製造装置 | |
| JP2009249231A (ja) | 単結晶シリコン製造用結晶原料及び単結晶シリコンインゴットの製造方法 | |
| FR2956670A1 (fr) | Procede pour la realisation d'un materiau semi-conducteur cristallise | |
| WO2016046983A1 (fr) | Procédé de croissance de cristaux | |
| JPH11255589A (ja) | 単結晶原料補助溶解装置及び単結晶原料補助溶解装置における単結晶原料溶解方法 | |
| JPH0834698A (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| JPH07149593A (ja) | 半導体単結晶育成装置 |