Спосіб підготовки тигля для вирощування монокристалічного злитка за методом чохральського

1. Спосіб підготовки тигля для вирощування монокристалічного злитка за методом Чохральського, який включає формування барієвмісного пок C2 1 3 77594 4 відколюванню частинок кварцу від його стінок, Експериментально нами встановлено, що при однак не запобігає деформуванню стінок під вплинанесенні гідроксиду барію на поверхню кварцововом високих температур, що також приводить до го тигля, нагрітого до температури 100-150 °С, порушення росту монокристала. гідроксид барію повністю перетворюється у карбоНайбільш близьким є спосіб підготовки тигля нат барію з утворенням рівномірного і однорідного для вирощування монокристалічного злитка за шару, що покращує якість покриття. Для перетвометодом Чохральського, що включає формування рення гідроксиду барію у карбонат барію в цих барійвмісного покриття з гідроксиду барію на умовах цілком достатньо концентрації вуглекисловнутрішній і/або зовнішній поверхні нагрітого кварго газу, що знаходиться у повітрі. У подальшому, у цового тигля, відомий з [патенту США № процесі одержання розплаву і вирощуванні моно5,980,629, що опублікований 9.11.1999] [1]. У кристала кремнію, відбувається реакція перетвовідомому способі на поверхні кварцового тигля, рення нестійкого карбонату барію у оксид барію, і, нагрітого до температури 200-300 °С, наносять при більш високих температурах, у рівномірне напилюванням розчин гідроксиду барію при керамічне покриття ВаSіО3. подаванні вуглекислого газу. Гідроксид барію Спосіб здійснюється таким чином. відразу пристає до поверхні тигля і частково Кварцовий тигель встановлюють у камері тепперетворюється у карбонат барію при ла і нагрівають до температури поверхні тигля контактуванні з вуглекислим газом. Після цього 100-150°С. поверхню одночасно спилюють водою і вуглекисГотову суспензію гідроксиду барію заданої лим газом для завершення перетворювання концентрації перемішують протягом 9-12 хвилин і гідроксиду барію у карбонат барію. Водневий попереносять до пульверизатору. казник рН покритої поверхні підтримують у межах Кварцовий тигель, нагрітий до температури 8-9,5. 100-150 °С, встановлюють у камері напилювання, Одержане за відомим способом покриття в якій є повітря. кварцового тигля з карбонату барію у процесі На поверхню тигля за допомогою пульверизанагрівання тигля при одержанні розплаву тора рівномірно наносять розраховану кількість перетворюється на оксид барію, який вступає до суспензії гідроксиду барію, який на поверхні тигля реакції з кварцом на поверхні тигля з утворенням перетворюється на карбонат барію з утворенням силікатів барію. однорідного рівномірного шару. Відомий спосіб підготовки тигля для вирощуДля більш рівномірного нанесення гідроксиду вання монокристалічного злитка за методом Чохбарію тигель обертають. Суспензію гідроксиду ральського дозволяє укріпити стінки кварцового барію наносять на бокові стінки тигля і донну частигля і запобігти відколюванню частинок кварцу від тину. Якщо покриття наносять на обидві поверхні його стінок. Однак, одержане таким чином покриттигля, то спочатку наносять покриття на внутрішню тя часто є нерівномірним, що у подальшому, у поверхню, потім - на зовнішню поверхню. При процесі одержання розплаву і вирощуванню злитнанесенні гідроксиду барію на зовнішню поверхню ка, приводить до відшарування покриття і знижентигель перевертають догори дном і встановлюють ню виходу годного продукту. У деяких випадках на кільце. спостерігається забруднення злитка вуглецем. У Запропонований спосіб дозволяє підготувати зв'язку з цим, відомий спосіб здебільше тиглі для вирощування монокристалічного злитка використовується при покритті тільки зовнішньої за методом Чохральського, які мають рівномірне поверхні. однорідне покриття. Це покриття не руйнується і Задачею винаходу є удосконалення способу не відшаровується у процесі одержання розплаву і підготовки тигля для вирощування вирощуванні злитка монокристала. монокристалічного злитка за методом ЧохральсьПриклад 1 кого, в якому за рахунок запропонованих умов на10 кварцових тиглів діаметром 18'' (45,72 см) несення покриття тигля покращується його встановлювали в камері тепла і нагрівали до темрівномірність і однорідність, що приводить до ператури поверхні тигля 100 °С. збільшення виходу годного продукту і зниженню Готували суспензію гідроксиду барію шляхом браку при одержанні злитків монокристала розчинення 50 mM гідроксиду барію у 500 мл кремнію. деіонізованої води. Суспензію перемішали протяПоставлена задача вирішується запропоновагом 10 хвилин і перенесли до пульверизатору. ним способом підготовки тигля для вирощування Нагріті кварцові тиглі помістили в камеру намонокристалічного злитка за методом Чохральсьпилювання і рівномірно нанесли на внутрішню кого, що включає формування барійвмісного поповерхню тигля суспензію гідроксиду барію - на криття з гідроксиду барію на внутрішній і/або бокові стінки і донну частину. Нанесення зовнішній поверхні нагрітого кварцового тигля, в здійснювали за допомогою пульверизатора у якому зазначене формування барійвмісного поатмосфері повітря. Давали висохнути нанесеному криття здійснюють на поверхні кварцового тигля, шару і повторювали нанесення до витрати 50 мл нагрітого до температури 100-150°С. суспензії гідроксиду барію на кожний тигель. Барійвмісне покриття може формуватися на Підготовлені тиглі мали рівномірне однорідне внутрішній і зовнішній поверхнях тигля, на покриття. внутрішній поверхні тигля або на зовнішній Тиглі з нанесеним покриттям використовуваповерхні тигля. При цьому формування лись для вирощування злитків монокристалічного барійвмісного покриття краще проводити в кремнію. атмосфері повітря. Приклад 2 5 77594 6 10 кварцових тиглів діаметром 18'' (45,72 см) Тиглі з нанесеним покриттям використовувавстановлювали у камеру тепла і нагрівали до темлись для вирощування злитків монокристалічного ператури поверхні тигля 120°С. кремнію. Готували суспензію гідроксиду барію шляхом Приклад 4 розчинення 130mM гідроксиду барію у 1300 мл 10 кварцових тиглів діаметром 20'' (50,8см) деіонізованої води. Суспензію перемішали протявстановлювали в камеру тепла і нагрівали до темгом 12 хвилин і перенесли до пульверизатору. ператури поверхні тигля 150°С. Нагріті кварцові тиглі помістили у камеру наГотували суспензію гідроксиду барію шляхом пилювання і рівномірно нанесли на внутрішню розчинення 160mM гідроксиду барію у 1600мл поверхню тигля суспензію гідроксиду барію - на деіонізованої води. Суспензію перемішали протябокові стінки і донну частину. Нанесення гом 12 хвилин і перенесли до пульверизатору. здійснювали за допомогою пульверизатора у Нагріті кварцові тиглі помістили в камеру наатмосфері повітря. Давали висохнути нанесеному пилювання і рівномірно нанесли на внутрішню шару і повторювали нанесення до витрати 50 мл поверхню тигля суспензію гідроксиду барію - на суспензії гідроксиду барію на внутрішню поверхню бокові стінки і донну частину. Нанесення одного тигля. Потім тиглі перевертали і наносили здійснювали за допомогою пульверизатора у рівномірний шар суспензії на зовнішню поверхню атмосфері повітря. Давали висохнути нанесеному кожного тигля. Давали висохнути нанесеному шашару і повторювали нанесення до витрати 60мл ру і повторювали нанесення до витрати 80 мл суспензії гідроксиду барію на внутрішню поверхню суспензії на один тигель. одного тигля. Потім тиглі перевертали і наносили Підготовлені тиглі мали рівномірне однорідне рівномірний шар суспензії на зовнішню поверхню покриття. Тиглі з нанесеним покриттям використокожного тигля. Давали висохнути нанесеному шавувались для вирощування злитків ру і повторювали нанесення до витрати 100мл монокристалічного кремнію. суспензії на один тигель. Приклад 3 Підготовлені тиглі мали рівномірне однорідне 10 кварцових тиглів діаметром 20'' (50,8см) покриття. Тиглі з нанесеним покриттям використовстановлювали у камеру тепла і нагрівали до темвувались для вирощування злитків ператури поверхні тигля 130°С. монокристалічного кремнію. Готували суспензію гідроксиду барію шляхом Використання тиглів, підготовлених заявленим розчинення 62 mM гідроксиду барію у 620мл способом, для вирощування монокристалічного деіонізованої води. Суспензію перемішали протязлитка за методом Чохральського, дозволило: гом 10 хвилин і перенесли до пульверизатору. - підвищити вихід годних злитків на 10-15%; Нагріті кварцові тиглі помістили в камеру на- виключити відшаровування покриття при пилювання і рівномірно нанесли на внутрішню проведенні процесу вирощування поверхню тигля суспензію гідроксиду барію - на монокристалічного злитка; бокові стінки і донну частину. Нанесення - виключити виникнення браку, пов'язаного з здійснювали за допомогою пульверизатора у забрудненням злитка за вуглецем. атмосфері повітря. Давали висохнути нанесеному Таким чином, заявлений спосіб дозволяє пошару і повторювали нанесення до витрати 62 мл кращити рівномірність і однорідність покриття суспензії гідроксиду барію на кожний тигель. кварцового тигля, що приводить до збільшення Підготовлені тиглі мали рівномірне однорідне виходу годного продукту і зниженню браку при покриття. одержанні злитків монокристалічного кремнію. Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601