Способ получения чистого кремния и устройство для его осуществления

№ 116849

Класс 12i, 38

СССР

f ("1

I ! ! :х*

,г

)„

jgh l аИБЛ гоT y""

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю Д. Губанов, В. К. Ковырзин, С. П; Лалыкин и Ю. П. Саврасов

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОГО КРЕМНИЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ .

Заявлено 22 аиреля 1958 г. аа М 598С15/23 в еомитет ио делам иаооретений и открытий ври Совете Министров О.СР

Известен способ получения чистого кремния, путем термической диссоциации четырехиодистого кремния на поверхности кремниевого нагревателя.

Описываемый способ позволяет получить бо Icc длинные кремниевые стержни с меньшим содержанием примесей.

С этой целью диссоциацию четырехиоднстого кремния осуществлякл на расплавленной вершине кремниевой затравки.

Для осуществления способа предлагается устройство, особенность которого заключается в том, что рабочая камера для диссоциацип выполнена в виде кварцевой трубы, в которую снизу вставлен кварцевый шток с запаянным внутрь железным сердечником, поддерживающий кремниевую затравку, нагреваемую генератором токов высокой частоты, и опускающийся по мере роста образующегося слитка.

На чертеже изображена схема устройства.

Рабочая камера 1 устройства представляет собою кварцевую трубу. имеющую ввод для поступления в нес четырехиодистого кремния и смотровое стекло 2 из оптического кварца.

В нижней части камеры 1 имеется отверстие, закрывающееся прпшлифованной пробкой. Через это отверстие в камеру вставляется кварцевый шток т с запаянным внутри него железным сердечником 4.

Обогрев ампулы 5 с четырехиодистым кремнием до температуры порядка 150 осуществляется печью б сопротивления, Камера 1 сообщас:ся с ампулои 7, помещенной в сосуд 8. Дюара с жидким азотом. В àA:пулу 7 вставлена трубка 9, присоединенная к форвакуумному насосу.

Внугри камеры 1 находится горизонтально расположенный отражатель

10. Позицией 11 обозначен постоянный магнит, а позицией 12 — индуктор.

Вначале аппаратура вакуумируется, затем разогревается ампула ) с четырехиодистым кремнием до его плавления и включается высокочастотный нагрев кремниевой затравки. Пары четырехиодпстого кремния поступают на расплавленную вершину затравки, где происходит диссо№ 116849 циация его на кремний и йод, Пары йода отводятся в ампулу 7. По мере роста образующегося слитка 18 кремния кварцевый шток 8, поддерживающий кремниевую затравку, опускается.

Полученный слиток кремния может быть переработан на монокристалл путем бестигельной зонной плавки, а также известным методом вытягивания.

При скорости подачи паров четырехиодистого кремния около

80 г/час на кремниевую затравку с площадью расплава 1,5 см скорость разложения четырехиодистого кремния составляет 2,7 г(час. Степень разложения — 67 /О.

При увеличении скорости подачи паров четырехиодистого кремния степень разложения уменьшается, и скорость его увеличивается.

Получение длинных стержней кремния способствует удалению примеси при кристаллизации, причем устраняется контакт кремния с кварцем, являющийся причиной диффузии примесей из футеровки в кремний.

Предмет изобретения !. Способ получения чистого кремния путем термической диссоциации четырехиодистого кремния на поверхности кремниевого нагревателя, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания примесей и получения длинных кремниевых стержней, диссоциация четырехиодистого кремния осуществляется на расплавленной вершине кремниевой затравки.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что рабочая камера для диссоциации выполнена в виде кварцевой трубы, в которую снизу вставлен кварцевый шток с запаянным внутрь железным сердечником, поддерживающий кремниевую затравку, нагреваемую генератором токов высокой частоты, и опускающийся вниз по мере роста образующегося слитка.