Монокристаллы или гомогенный поликристаллический материал с определенной структурой, отличающиеся материалом или формой: ..кристаллы сложной геометрической формы, например трубки, цилиндры – C30B 29/66

Изобретение относится к технологии получения высокочистых полупроводниковых материалов для электронной, электротехнической промышленности и солнечной энергетики. Один из вариантов получения кремниевых филаментов в виде прутков и/или подложек произвольного сечения из высокочистого кремния включает непрерывное литье кремния из расплава вниз на затравку через фильеру, расположенную между зоной расплава и индуктором в атмосфере кислорода, охлаждение получаемого филамента погружением в охлаждающую среду, при этом затравление осуществляют ниже плоскости фильеры, уровень охлаждающей среды устанавливают и поддерживают вблизи фронта кристаллизации, а фронт кристаллизации кремниевых прутков и/или подложек удерживают ниже плоскости фильеры на расстоянии от 0,5 до 20 мм. Техническим результатом является получение кремниевых филаментов, характеризующихся низким электрическим сопротивлением (от единиц и менее 1 Ом·см), которые поддаются разогреву при пропускании через них электрического тока промышленной частоты от источника низкого напряжения (менее 1000 В), при сохранении высокой скорости литья, а также стабильных пластических и геометрических характеристик готовой продукции. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области получения монокристаллов кремния. Способ включает предварительную установку в нижней части тигля затравки, обеспечивающей кристаллизацию конечного продукта, загрузку полости тигля сырьевой массой, состоящей из зерен песка, с обеспечением непрерывной подачи в полость тигля новых дополнительных порций сырья из сообщающегося с ней объема вспомогательного резервуара и изоляции полости тигля с формируемым в ней монокристаллом от внешней среды, и обработку сырьевой массы искусственно созданным физическим полем при постоянном вращении тигля с формируемым в его полости кристаллом вокруг его продольной оси, при давлении, величина которого не соответствует значению атмосферного, при этом в качестве исходной сырьевой массы используют частицы оксида кремния, полученные дроблением зерен песка до размера 1-8 мкм, которые содержатся в составе сформированной в полости тигля воздушной взвеси в объеме 40-60%, а в качестве искусственно созданного физического поля - вращающееся переменное магнитное поле, напряженность которого в зоне преобразования исходной сырьевой массы составляет 1×10⁵÷1×10⁷ А/м, а частота 40-70 Гц, обработку сырьевой массы осуществляют в тигле, состоящем из трех отдельных частей: верхней съемной части, являющейся резервуаром с сырьевой массой; рабочего тигля, непосредственно предназначенного для выращивания монокристаллов, полость которого сообщается с объемом резервуара; и нижней съемной части, прикрепленной к нижней части рабочего тигля, предназначенной для сбора образующихся в нем при обработке отходов - шлаков и гранул кремния, сообщающейся с его внутренним объемом через выполненные в съемной перегородке калиброванные отверстия, причем в полость рабочего тигля непрерывно подают струи сжатого воздуха под избыточным давлением 0,1-0,6 кгс/см², а вращение тигля осуществляют в течение 54-72 мин в два этапа, на первом из которых ось вращения постоянно сохраняет вертикальную ориентацию, а на втором этапе - эта ось периодически меняет свое первоначальное положение, отклоняясь от него на заранее заданный угол 5-15°, при этом тигель выполняет функцию замыкающего соединительного звена для системы, генерирующей переменные магнитные поля. Изобретение позволяет получать монокристаллы столбчатой формы из дешевого материала - обыкновенного песка, не требующего дополнительных подготовительных операций, связанных с его очисткой или обогащением. Показатель выхода конечного продукта имеет высокое значение (до 50% от объема исходного сырья). 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для выращивания поликристаллического кремния, преимущественно, путем осаждения из газовой фазы на подогреваемые стержневые подложки (основы). Реактор содержит охлаждаемый поддон 1, установленный на опорной конструкции, цилиндрический колпак 2, состоящий из внутренней рубашки охлаждения 3 и наружной рубашки охлаждения 4, направляющих ребер охлаждения 5. Наружная рубашка охлаждения 4 состоит из сегментов, которые жестко связаны между собой и посредством направляющих ребер 5 с внутренней рубашкой 3 сваркой. Конструкция снабжена средствами для подвода 7 и отвода 8 охлаждающей среды и шпангоутом 9 для крепления колпака к поддону 1. Между наружной 4, внутренней 3 рубашками охлаждения и направляющими ребрами 5 образованы кольцевые каналы, переходящие с одного уровня на другой по спирали. Технический результат изобретения заключается в уменьшении массы колпака реактора и улучшении условий охлаждения внутренней рубашки 3. 5 ил.

Изобретение относится к металлургии высокочистых металлов и может быть использовано при выращивании трубчатых кристаллов вольфрама электронно-лучевой вертикальной зонной плавкой с использованием кольцевого затравочного кристалла. Способ осуществляют следующим образом. Сначала обрабатываемую трубчатую заготовку 4 из вольфрама устанавливают на нижней опорной трубе 2 держателя, на верхней части трубчатой заготовки 4 устанавливают кольцевой затравочный кристалл 7 с известной ориентировкой оси роста, прикрепляют его к обрабатываемой трубчатой заготовке 4 и к верхней опорной трубе 8 держателя, затем трубчатую заготовку 4 с затравочным кристаллом 7 закрепляют в держателе с помощью центрального опорного стержня 3 и опорного вала 1 с кольцевой проточкой для ее центрирования, после чего обрабатываемую трубчатую заготовку 4 подвергают предварительному вакуумному отжигу при предплавильных температурах непосредственно в вакуумной плавильной камере. Далее осуществляют выращивание трубчатого кристалла 6 на кольцевой затравочный кристалл 7 высотой 10 мм путем обработки трубчатой заготовки зонным переплавом при воздействии электронным лучом на область контакта между кольцевым затравочным кристаллом и обрабатываемой трубчатой заготовкой с одновременным вращением обрабатываемой трубчатой заготовки вокруг оси, проходящей через держатель при перемещении источника электронов вдоль выращиваемого трубчатого кристалла 6 по всей длине обрабатываемой трубчатой заготовки 4. Изобретение позволяет получать массивные трубчатые кристаллы вольфрама с повышенным структурным качеством при увеличении выхода годных. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к технологии выращивания профилированных монокристаллов кремния в виде полых тонкостенных цилиндров для изготовления эпитаксиальных цилиндрических (непланарных) структур мощных силовых полупроводниковых приборов. Способ заключается в том, что герметизируют и вакуумируют вакуумную камеру с расположенными в ней тепловым узлом и полой цилиндрической затравкой монокристалла кремния, подают в нее в течение всего процесса роста полых цилиндрических монокристаллов инертный газ с точкой росы не менее -70°С, прогревают нагревателем тепловой узел, снабженный кварцевым плавильным тиглем с загруженным в него кремнием, после чего вертикально перемещают кварцевый плавильный тигель до расположения его дна в зоне максимальной температуры теплового узла и расплавляют загрузку кремния, затем подплавляют нижний торец полой цилиндрической затравки монокристалла кремния путем его погружения в расплав кремния, находящийся в кварцевом плавильном тигле, после этого вращают в одном направлении и с одинаковой частотой вращения кварцевый плавильный тигель и полую цилиндрическую затравку монокристалла кремния, находящуюся в контакте с расплавом кремния, при этом вращающуюся полую цилиндрическую затравку монокристалла кремния поднимают вверх со скоростью, обеспечивающей рост полого цилиндрического монокристалла кремния на ее нижнем торце, до полного израсходования расплава кремния в кварцевом плавильном тигле, при этом в процессе роста выполняют условия: q_внутр=q_внеш, где q_внутр - удельный тепловой поток, направленный к внутренней поверхности полого цилиндрического монокристалла кремния в процессе его роста в плоскости кристаллизации, Вт/м ², q_внеш - удельный тепловой поток, направленный к внешней боковой поверхности полого цилиндрического монокристалла в процессе его роста в плоскости кристаллизации, Вт/м² , а конвективные потоки расплава кремния направлены от центра дна кварцевого плавильного тигля вертикально вверх по оси полой цилиндрической затравки монокристалла кремния. Приведена конструкция устройства для выращивания полых цилиндрических монокристаллов кремния. Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности формирования сечения профильных полых цилиндрических монокристаллов кремния с однородным распределением их электрофизических и структурных параметров: диаметром 20-50 мм с постоянной толщиной стенки 3-5 мм и малой плотностью дислокации в структуре - не выше 10³-10⁴ см^-2, удельным электрическим сопротивлением 0,02 Ом·см при разбросе не выше 6%, времени жизни неравновесных носителей заряда не более 1 мкс. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области получения профилированных монокристаллов кремния, на основе которых могут изготавливаться полупроводниковые приборы нового поколения. Выращивание монокристаллов кремния осуществляют методом вертикальной бестигельной зонной плавки, включающим создание на расположенном вертикально исходном слитке кремния капли расплава с помощью индуктора, затравление выращиваемого монокристалла на затравке, в виде ориентированного в направлении [111] монокристалла кремния, разращивание конусной части выращиваемого монокристалла до заданного диаметра при смещении исходного слитка и индуктора в горизонтальной плоскости и при условиях выращивания, обеспечивающих выпуклый фронт кристаллизации на растущем монокристалле и в момент достижения заданного диаметра выращиваемого монокристалла выход грани (111) на поверхность в центре расплава, а затем - выращивание полого монокристалла, при положении столбика расплава, соединяющего покоящееся на растущем монокристалле кольцо расплава с каплей на исходном слитке, между краем грани (111) и цилиндрической поверхностью растущего монокристалла. Изобретение позволяет получать полые (трубчатые) бездислокационные монокристаллы кремния с кристаллографической ориентацией [111] высокой степени чистоты с совершенной структурой. 3 ил.