Монокристаллы или гомогенный поликристаллический материал с определенной структурой, отличающиеся материалом или формой: ..кремний – C30B 29/06

Изобретение относится к металлургии полупроводниковых материалов и может быть использовано, например, при выращивании монокристаллов кремния методом Чохральского. Защитное покрытие на внутреннюю поверхность кварцевого тигля наносят путем обработки внутренней поверхности тигля смесью газов H₂, CO и H₂O при массовом соотношении компонентов, соответственно, 2:28:18 при температуре 1150-1200°C в течение 1 часа, после чего тигель подвергают термообработке при температуре 1150-1200°C в течение 1 часа в атмосфере воздуха до получения плотного покрытия. Изобретение позволяет получать покрытие диоксида кремния толщиной 150-200 мкм, имеющее однородную поверхность без дефектов роста на внутренней поверхности кварцевых тиглей. Кроме того, способ технологичен, прост в аппаратурном оформлении и не требует значительных затрат энергии. 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к технологии получения чистых веществ, используемых в отраслях высоких технологий: полупроводниковой, солнечной энергетики, волоконно-оптической связи. Способ получения поликристаллического кремния осуществляют путем плазмохимического пиролиза частиц исходного кварцевого сырья в проточном реакторе в потоке плазмы инертного газа - аргона и водорода, при этом в качестве исходного кварцевого сырья используют природный кварцевый концентрат с размером частиц не более 20 мкм, пиролиз осуществляют при температуре 6500-13000 К с разложением реагирующей смеси на атомы кремния и кислорода, затем полученную газофазную атомарную смесь охлаждают в интервале от 6500 до 2000 К со скоростью 10 ⁵-10⁶ К/с для образования паров кремния за счет связывания свободного кислорода с водородом без повторного окисления кремния, после чего конденсируют полученные пары кремния путем дальнейшего охлаждения смеси до 1000 К с образованием поликристаллического кремния в виде сферических частиц. Предложенный способ является высокоэффективным и экологически чистым и позволяет получать поликремний с низкой себестоимостью непосредственно из концентратов природного кварца без использования дополнительных восстановителей. 7 ил., 2 табл.

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 производству стержней поликристаллического кремния. Способ осуществляют в реакторе, содержащем донную плиту, образующую нижнюю часть реактора и колоколообразный вакуумный колпак, прикрепленный с возможностью снятия к донной плите, в котором на донной плите расположено множество газоподводящих отверстий для подачи сырьевого газа снизу вверх в реактор, и газовыводящих отверстий для выпуска отработанного газа после реакции, и в котором множество газоподводящих отверстий расположено концентрически по всей площади, охватывающей верхнюю поверхность донной плиты, в которой устанавливают множество кремниевых затравочных стержней, причем кремниевые затравочные стержни нагревают, и поликристаллический кремний осаждают из сырьевого газа на поверхностях кремниевых затравочных стержней, при этом прекращают подачу сырьевого газа из газоподводящих отверстий вблизи центра реактора в течение заданного времени, в то время как подают сырьевой газ из других газоподводящих отверстий на ранней стадии реакции, и обеспечивают путь для нисходящего газового потока после столкновения с потолком вакуумного колпака. Изобретение позволяет эффективно производить высококачественный поликристаллический кремний. 7 з.п. ф-лы, 6 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 технологии получения стержней из поликристаллического кремния. Способ включает нагрев множества кремниевых стержней-затравок, помещенных в реакционную печь, с последующим осаждением на поверхностях кремниевых стержней-затравок поликристаллического кремния с помощью сырьевого газа, испускаемого из газовыпускных отверстий, расположенных во внутренней нижней части реакционной печи. Способ включает этап стабилизации осадка, на котором скорость испускания сырьевого газа из газовыпускных отверстий плавно повышают на первой стадии осаждения поликристаллического кремния, при этом 5-15% газовыпускных отверстий закрыто; этап придания формы, на котором первую скорость испускания повышают при скорости повышения более высокой, чем скорость повышения на этапе стабилизации, а затем скорость испускания плавно повышают при скорости, более низкой, чем скорость повышения; при этом длительность, требуемая для этапа придания формы, соответствует 20-35% от общей продолжительности осаждения поликристаллического кремния и 30-55% газовыпускных отверстий закрыто; и этап роста, на котором после этапа придания формы скорость испускания сырьевого газа снижают за счет уменьшения количества закрытых газовыпускных отверстий по сравнению с этапом придания формы. Изобретение позволяет получать большее количество высококачественного поликристаллического кремния, имеющего гладкую морфологию поверхности путем эффективного предохранения поверхности кремниевых стержней от деформации. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил., 8 пр.

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано в производстве поликристаллического кремния. Способ включает приготовление парогазовой смеси (ПГС) из хлорсиланов и водорода в испарителе под давлением посредством барботажа водорода через слой хлорсиланов, водородное восстановление кремния на разогретых кремниевых стержнях в реакторе, низкотемпературную конденсацию хлорсиланов отходящей из реактора ПГС, ректификацию хлорсиланов, абсорбционное разделение водорода и хлористого водорода, десорбцию хлористого водорода из абсорбента и компримирование очищенного водорода, при этом на первом этапе в испарителе готовят первую ПГС под давлением 0,8÷1,0 МПа, для чего в него подают смесь кремнийсодержащих продуктов с преобладанием объемной доли трихлорсилана (ТХС) и водород с температурой 250÷300°С, подогретый за счет рекуперации тепла отходящей из реактора ПГС, причем обеспечивают мольное отношение водорода к хлорсиланам nН₂/nХС, равное (3÷4):1, полученную ПГС подают в реактор, температурное поле внутри которого выравнивают по его диаметру и высоте тепловым зеркалом, полученным путем покрытия стенок реактора материалом с низкой поперечной теплопроводностью 3÷5 Вт/м К, и проводят наращивание диаметра разогретых до температуры 1050÷1100°С исходных кремниевых стержней в четыре раза, на втором этапе в испарителе под давлением 0,8÷1,0 МПа готовят вторую ПГС из смеси кремнийсодержащих продуктов с преобладанием в ней объемной доли тетрахлорида кремния (ТХК) и водорода с температурой 250÷300°С, подогретого за счет рекуперации тепла отходящей из реактора ПГС, причем обеспечивают мольное отношение водорода к хлорсиланам nН₂/nХС, равное (6÷8):1, полученную ПГС подают в реактор на разогретые до температуры 1150÷1200°С кремниевые стержни для проведения одновременно процессов гидрирования ТХК в ТХС и дихлорсилан (ДХС) и водородного восстановления кремния из образовавшихся кремнийсодержащих продуктов, выходящую из реактора ПГС направляют на низкотемпературную конденсацию для выделения газообразного водорода с хлористым водородом и жидких хлорсиланов, газообразный водород и хлористый водород под давлением 0,6÷0,8 МПа направляют на разделение в абсорбер, выделение хлористого водорода из абсорбента проводят в десорбере, в котором давление по отношению к давлению в абсорбере снижено не менее чем в 10 раз, с одновременным подогревом абсорбента, перед подачей водорода из абсорбера в адсорбер для очистки от следов хлорсиланов и хлористого водорода его с температурой минус 62 ÷ минус 65°С направляют в блок конденсации хлорсиланов для рекуперации «холода» встречным потоком ПГС из реактора водородного восстановления кремния. Изобретение обеспечивает дополнительное образование ТХС, ДХС из ТХК (более 30 мол.%), удержание образованных ТХС и ДХС вблизи поверхности нагретых кремниевых стержней из-за поддержания стабильного выровненного теплового поля внутри реакционной зоны за счет наличия теплового зеркала на внутренней поверхности реактора, что приводит к уменьшению энергозатрат и себестоимости производства поликремния. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов кремния способом Чохральского или мультикристаллов кремния методом направленной кристаллизации, которые в дальнейшем служат материалом для производства солнечных элементов и батарей (модулей) с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Способ включает приготовление исходной шихты, легированной бором, и ее плавление, при этом в полученный расплав вводят алюминий в количестве, достаточном для выполнения соотношения концентраций алюминия и кислорода в расплаве кремния в диапазоне 1-10². Изобретение обеспечивает получение кремниевого материала р-типа проводимости с низким содержанием концентрации кислорода в объеме слитка, что снижает потерю эффективности солнечных элементов и модулей за счет эффекта солнечной световой деградации. 1 пр.

Изобретение относится к нанотехнологиям в области химии. Способ включает взаимодействие соединения кремния тетраэтилортосиликата с восстановителем - боргидридом натрия в присутствии ионной жидкости, содержащей катион диалкилимидозолия, в среде органического растворителя и отделение образовавшихся наночастиц кремния. В качестве ионной жидкости может быть использован 1,3-диметилимидазолий йодид, в качестве органического растворителя - диглим. Взаимодействие проводят в атмосфере инертного газа. Изобретение обеспечивает получение нанокристаллического кремния в отсутствии галогенидов кремния и металлического натрия в условиях гомогенного протекания реакции. Способ технологичен и хорошо воспроизводим. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к технологии производства поликристаллического кремния. Реактор содержит установленный внутри него кремниевый затравочный стержень, нагреваемый посредством подачи электричества, патрубки 6 для подачи газообразного исходного материала, установленные в нижней части 2 реактора, сопла 10 для подачи газообразного исходного материала, которые проходят снизу вверх от патрубков 6, обеспечивая соединение с возможностью сообщения, при этом сопла 10 имеют сужающуюся цилиндрическую форму и включают сквозное отверстие 12, наружную периферическую боковую поверхность 11, внутреннюю периферическую боковую поверхность 12а, поверхность 13 меньшего диаметра на верхнем конце сопла 10, поверхность 15 большего диаметра, которая является торцевой поверхностью на противоположной стороне от поверхности 13 меньшего диаметра, отверстие 14, сформированное в поверхности 13 меньшего диаметра, и цилиндрическое отверстие 16, сформированное в поверхности 15 большего диаметра, при этом наружная периферическая боковая поверхность 11 и внутренняя периферическая боковая поверхность 12а сквозного отверстия 12, выполненного внутри сопел 10, уменьшаются в диаметре по направлению вверх, цилиндрическое отверстие 16 имеет центральную ось, которая совпадает с центральной осью сквозного отверстия 12, цилиндрическое отверстие 16 посажено на патрубок 6 для подачи газообразного исходного материала, посредством чего сопло 10 крепится к патрубку 6, и верхний край 13 сопла 10 устанавливается на высоте в пределах от -10 см до +5 см по отношению к верхнему краю электрода, который удерживает кремниевый затравочный стержень. За счет стабильности подачи газообразного исходного материала на поверхность кремниевого затравочного стержня предотвращается появление нежелательной морфологии в виде попкорна, что способствует улучшению качества и повышению выхода поликристаллического кремния. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к технологии очистки кремния с помощью плазменной технологии при промышленном производстве кремния для фотоэлектронной промышленности, и в том числе для изготовления солнечных батарей. Способ включает разогрев в тигле кремния до получения расплава и обработку расплава плазменным факелом, направленным под острым углом к поверхности, содержащим инертный газ и пары воды, при этом разогрев и плавление неочищенного кремния производят в кварцевом тигле цилиндрической формы в вакууме с помощью графитового нагревателя, затем расплав кремния обрабатывают с помощью системы из трех двухрежимных плазмотронов с изолированными от корпуса анодами и системой подачи воды в канал анода, сперва плазмой сухого аргона при постоянном токе 50-80 А, затем плазмой увлажненного аргона при переменном токе 100-200 А, после чего формируют слиток поликристаллического кремния путем медленного охлаждения расплава в кварцевом тигле. Технический результат направлен на получение из металлургического кремния чистотой 98-99.9% слитка поликристаллического кремния степени чистоты 99.9999%, при содержании фосфора не более 0.1 ppmw, бора от 0.1 до 1 ppmw, пригодного для изготовления фотопреобразователей промышленным способом. 1 ил.

Изобретение относится к технологии очистки кремния с помощью плазменной технологии при промышленном производстве кремния для фотоэлектронной промышленности, в том числе для изготовления солнечных батарей. Способ включает разогрев в тигле неочищенного кремния до получения расплава и обработку его поверхности плазменным факелом, содержащим инертный газ, направленным под острым углом к поверхности расплава, при этом разогрев и плавление неочищенного кремния производят с помощью резистивных нагревателей в вакууме в кварцевом тигле прямоугольной формы, температура дна которого контролируется с помощью оптического пирометра, при этом поверхность расплава кремния обрабатывают струей плазмы сухого аргона, одновременно подавая на нее порции дистиллированной воды объемом от 0.01 до 0.05 см³ под давлением 1000-1500 кгс/см² через сопло-форсунку, после чего формируют слиток поликристаллического кремния методом контролируемой направленной кристаллизации. Технический результат направлен на получение из металлургического кремния чистотой 98-99.9%, слитка поликристаллического кремния степени чистоты 99.9999% при содержании фосфора не более 0.1 ppmw, бора от 0.1 до 1 ppmw, пригодного для изготовления фотопреобразователей промышленным способом. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для выращивания стержней поликристаллического кремния, а именно для выращивания поликристаллического кремния преимущественно путем осаждения из газовой фазы на подогреваемые стержневые подложки. Реактор содержит охлаждаемый поддон 1, цилиндрический колпак 2, закрепленный на поддоне, состоящий из внутренней и наружной рубашек 3, 4, с образованием между ними канала 5 охлаждения, в котором размещено средство увеличения скорости циркуляции охлаждающей среды в виде змеевика 6. Змеевик 6 снабжен средством 7 подвода рабочего газа и средством 8 его отвода. Обеспечивается использование тепла, направляемого на поддержание процесса восстановления кремния и снижение удельных затрат на проведение процесса. 2 з.п. ф-лы, 4 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 устройствам, специально предназначенным для выращивания поликристаллического кремния, а именно к системе охлаждения колпака реактора для выращивания поликристаллического кремния, преимущественно путем осаждения из газовой фазы на подогреваемые стержневые подложки (основы). Система охлаждения колпака реактора состоит из двух жидкостных циркуляционных контуров. Первый жидкостный циркуляционный контур 1 образован между внутренней 2 и наружной 3 рубашками охлаждения и снабжен патрубками ввода 4 и вывода 5 охлаждающей среды, второй жидкостный циркуляционный контур 6, образован цилиндрической обечайкой 7, установленной внутри колпака реактора и жестко связанной с внутренней 2 рубашкой охлаждения и шпангоутом 8. Система снабжена дополнительными патрубками ввода 9 и вывода 10 охлаждающей среды. Цилиндрическая обечайка 7 может быть выполнена из аустенитной стали, внутренняя рубашка охлаждения 2 - из биметалла: аустенитная сталь - углеродистая сталь, а шпангоут - из углеродистой стали. Образование второго контура охлаждения обеспечивает охлаждение шпангоута с внутренней стороны реактора, что улучшает температурные условия работы шпангоута. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологии получения чистого кремния (поликристаллического, монокристаллического, гранулированного и/или его штабиков), используемого для производства солнечных коллекторов или интегральных схем. Один из способов очистки кремния включает получение первого жидкого расплава из кремния и растворителя - металла, выбранного из группы: медь, олово, цинк, сурьма, серебро, висмут, алюминий, кадмий, галлий, индий, магний, свинец, их сплавов, а также их комбинаций; контактирование первого жидкого расплава с первым газом с получением дросса и второго жидкого расплава; разделение дросса и второго жидкого расплава; охлаждение второго жидкого расплава с образованием первичных кристаллов кремния и первого маточного раствора; и разделение первичных кристаллов кремния и первого маточного раствора. Изобретение обеспечивает получение промышленных количеств (например, по меньшей мере, около 1000 т/год) очищенного кремния при сравнительно небольших расходах. 7 н. и 79 з.п. ф-лы, 7 ил., 5 табл., 4 пр.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу изготовления электрода на основе волокон из кремния или материала на основе кремния в качестве активного материала в перезаряжаемых литиевых аккумуляторах. В предложенном способе волокна получают путем вытравливания столбиков длиной от 20 до 300 мкм и диаметром в диапазоне 0,08-0,5 мкм на кремниевой подложке, с последующим отделением их от подложки. Электрод для литий-ионного аккумулятора в предложенном способе изготавливают в виде композиционной пленки, которую получают смешиванием волокон из кремния или материала на основе кремния со связующим и/или электронно-проводящей добавкой и нанесением суспензии. Предложена также электрохимическая ячейка, анод, аккумулятор и устройство, питаемое энергией литиевого аккумулятора с электродом на основе волокон кремния, полученных в соответствии с предложенным способом. Повышение стабильности емкости в течение требуемого числа зарядно-разрядных циклов в перезаряжаемых литиевых аккумуляторах, а также возрастание прочности структуры с каждым зарядно-разрядным циклом, является техническим результатом изобретения. 8 н. и 34 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к переработке кремнистых пород для получения полупроводникового кремния, который может быть использован при изготовлении солнечных элементов и в электронной технике. Способ включает разрушение и переработку кремнистой породы, восстановление кремнезема в электрической печи до кремния, химико-металлургическую очистку и измельчение в порошок, при этом на стадии восстановления кремнезем дополнительно подвергают облучению гамма-квантами интегральной дозой 1·10²-1·10⁶ Гр или нейтронами дозой 1·10⁸-1·10¹³ нейтрон/см ². Технический результат заключается в увеличении глубины разложения рудных компонентов, снижении концентрации примесей и энергетических затрат при помоле. 1 табл.

Изобретение относится к хлорсилановой технологии получения поликристаллического кремния и может быть использовано в производстве полупроводниковых материалов и электронных приборов. Способ осуществляют в реакторе путем водородного восстановления смеси хлорсиланов с термическим разложением силана и осаждения до необходимой толщины слоя поликристаллического кремния на нагретую до 1100-1200°С стержневую основу, при этом на кремниевую стержневую основу сначала осаждают поликристаллический кремний до получения слоя толщиной около 2 мм, затем поверхность этого слоя поляризуют приложением к ней положительного потенциала 8-10 В относительно основы и осаждают рыхлый слой поликристаллического кремния толщиной 1,5-2,0 мм, после чего поляризационный потенциал отключают и продолжают осаждение поликристаллического кремния до получения слоя необходимой толщины. Изобретение направлено на упрощение процесса снятия осажденного на стержневую основу слоя поликристаллического кремния. 1 ил.

Изобретение относится к технологии производства литого кремния: моно- или поликристаллического, используемого в фотоэлектрических элементах и других полупроводниковых устройствах. Один из вариантов раскрыт в способе получения литого кремния, включающем приведение расплавленного кремния в контакт по меньшей мере с одним затравочным кристаллом кремния в сосуде, имеющем одну или несколько боковых стенок, нагретых по меньшей мере до температуры плавления кремния, и по меньшей мере одну охлаждаемую стенку, и образование твердого массива монокристаллического кремния, необязательно по меньшей мере с двумя измерениями, каждое по меньшей мере примерно по 10 см, путем охлаждения расплавленного кремния при регулировании кристаллизации, причем образование массива включает формирование границы раздела твердого тела с жидкостью по ребру расплавленного кремния, которая по меньшей мере сначала параллельна по меньшей мере одной охлаждаемой стенке, и граница раздела регулируется во время охлаждения таким образом, что она перемещается в направлении, при котором увеличивается расстояние между расплавленным кремнием и по меньшей мере одной охлаждаемой стенкой. Представлены также другие варианты. Предлагаемые способы являются более быстрыми, эффективными и менее дорогими и позволяют регулировать размер, форму и ориентацию зерен кристаллов в литом массиве кристаллизующегося кремния. С их помощью получают литой массив кремния большого размера (например, слитки с площадью поперечного сечения по меньшей мере 1 м² и до 4-8 м²), не содержащий или практически не содержащий радиально распределенных примесей и кислород-индуцированных дефектов упаковки. 10 н. и 24 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к оборудованию для кристаллизации расплавленного кремния или металлургической обработки для получения кремния очень высокой чистоты. Кристаллизатор содержит основной корпус с поверхностью основания и боковыми стенками, образующими внутренний объем. В соответствии с настоящим изобретением основной корпус содержит, по меньшей мере, 65% по весу карбида кремния и от 12 до 30% по весу компонента, выбранного из группы, в которую входят диоксид или нитрид кремния. Более того, основной корпус содержит, по меньшей мере, одно покрытие из диоксида и/или нитрида кремния, по меньшей мере, на поверхностях, образующих внутренний объем кристаллизатора. Использование в качестве основного компонента кристаллизатора карбида кремния, имеющего кристаллографическую фазу, которая не подвергается фазовому превращению при температурах обработки расплавленного кремния, позволяет решить проблему потери однородности передачи/отвода энергии, существующую в обычных кристаллизаторах. Кроме того, карбид кремния не имеет пластических фаз при этих температурах и, следовательно, не подвергается деформации. Благодаря этим отличным характеристикам такой кристаллизатор может быть использован несколько раз без какого-либо видимого ухудшения его физической целостности. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к получению полупроводниковых материалов, преимущественно поликристаллического кремния, путем осаждения из газовой фазы на подогреваемые подложки и может быть использовано в реакторах с резистивным подогревом стержневых подложек и с верхним токоподводом. Подвеска-токоподвод для стержневых подложек включает обойму 1 с гнездом 2 в виде сужающегося книзу канала с вертикальной стенкой 4 и вкладыш 3 с вертикальной стенкой 6, противолежащей стенке 4 гнезда, пространство между которыми является рабочим зевом клинового зажимного механизма, образованного обоймой и вкладышем. Жесткость конструкции подвески и возможность в клиновом зажимном механизме получить большое удерживающее усилие при равномерном прижиме по всей поверхности контакта зажимаемой стержневой подложки с подвеской позволяет увеличить грузоподъемность подвески. Кроме того, ввиду того что канал гнезда суживается книзу, под действием увеличивающегося веса наращиваемого стержня в клиновом зажимном механизме пропорционально увеличивается удерживающее усилие. Равномерное поджатие по всей длине контактных поверхностей обеспечивает надежный электрический контакт. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение может быть использовано в производстве полупроводниковых материалов, солнечных элементов и микроэлектронике. Кремний осаждают на предварительно нагретые высокочастотным током подложки из чистого кремния. Изобретение позволяет получать кремний высокой чистоты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение имеет отношение к созданию тигля для кристаллизации кремния и к приготовлению и нанесению покрытий для выемки из тиглей, которые используют для обработки расплавленных материалов, застывающих в тиглях и затем извлекаемых из них в виде слитков, а более конкретно, к покрытиям для выемки из тиглей, которые используют для кристаллизации поликристаллического кремния. Тигель 1 для кристаллизации кремния содержит основание 2, имеющее нижнюю поверхность 21 и боковые стенки 22, образующие внутренний объем и защитное покрытие 3, которое содержит от 80 до 95 вес.% нитрида кремния и от 5 до 20 вес.% низкотемпературного минерального связующего материала при полном содержании кислорода в диапазоне от 5 до 15% по весу. Данное защитное покрытие может быть быстро и рентабельно нанесено, является более прочным и имеет улучшенное сцепление со стенками тигля. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к производству полупроводниковых материалов, в частности к получению поликристаллического кремния осаждением на нагретые стержни-подложки в процессе водородного восстановления кремния из хлорсиланов. Устройство для крепления стержней-подложек 7 в реакторе снабжено металлическими охлаждаемыми токовводами 1, на конце которых выполнена резьба, по которой на токовводы установлены металлические переходники 2 с осевым коническим отверстием 3, сужающимся к нижней части, в осевое коническое отверстие 3 установлены два графитовых конусных клина 4 с конусностью по наружному диаметру, равной конусности конического отверстия переходника 2, на внутренней плоской поверхности графитовых конусных клиньев 4 по центральной оси выполнены продольные пазы 5, соответствующие поперечному сечению стержня-подложки 7, в которые по противолежащим граням установлены Г-образные металлические пластины 8, а высота графитовых конусных клиньев 4 превышает высоту конического отверстия 3 в переходнике 2. Технический результат изобретения заключается в увеличении производительности реактора за счет повышения надежности закрепления стержней-подложек в устройстве и сокращения промежуточных электрических контактов между токовводами и стержнями-подложками, а также в расширении технологических возможностей устройства и исключении необходимости выставки стержней-подложек в вертикальном положении при нижнем расположении токовводов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов, элементов солнечных батарей. Реакционная труба расположена внутри корпуса реактора так, что внутреннее пространство корпуса реактора разделяется на внутреннюю зону, образованную внутри реакционной трубы, и внешнюю зону, образованную между корпусом реактора и реакционной трубой. Во внутренней зоне формируют слой частиц кремния и создают псевдоожиженный слой в реакторе введением псевдоожижающего газа в слой частиц кремния. Нагревают слой частиц кремния и в псевдоожиженный слой частиц кремния вводят реакционный газ, содержащий атомы кремния так, что происходит осаждение кремния во внутренней зоне. Реакционный газ, содержащий атомы кремния, выбирают из группы, состоящей из моносилана, дихлорсилана, трихлорсилана, тетрахлорида кремния или их смеси. Частицы поликристаллического кремния и отходящий газ выводят из реактора и поддерживают разность давлений между внутренней и внешней зонами в пределе 1 бар. Изобретение позволяет получать высокочистый поликристаллический кремний в реакторе с псевдоожиженным слоем, изготовленном из материала, пригодного для работы при атмосферном давлении, без ограничений по повышению реакционного давления. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретении относится к области изготовления тиглей, предназначенных для обработки расплавленных материалов, которые кристаллизуются в тигле и затем удаляются из него в виде слитка, а более конкретно, к нанесению антиадгезионных покрытий для тиглей, используемых для кристаллизации поликристаллического кремния. Тигель для кристаллизации кремния состоит из основного корпуса 2, который содержит поверхность дна 21 и боковые стенки 22, образующие внутренний объем, подложки 25, содержащей от 80 до 100 вес.% нитрида кремния, расположенной у поверхности боковых стенок, обращенной к внутреннему объему, промежуточного слоя 3, содержащего от 50 до 100 вес.% диоксида кремния, нанесенного сверху от подложки 25, и поверхностного слоя 4, содержащего от 50 до 100 вес.% нитрида кремния, до 50 вес.% диоксида кремния и до 20 вес.% кремния, нанесенного сверху от промежуточного слоя 3. Тигель может включать дополнительный промежуточный слой 31 сверху первого промежуточного слоя 3, который содержит до 50 вес.% нитрида кремния с остатком, содержащим диоксид кремния. Изобретение позволяет создать тигель, который не требует приготовления очень толстого покрытия на оборудовании конечного пользователя, обеспечивает легкое и быстрое нанесение покрытия с улучшенными антиадгезионными свойствами, что позволяет изготавливать слитки кремния без трещин. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области выращивания из расплава поликристаллических слоев кремния, а именно к способам нанесения тонких пленок кремния на подложку для изготовления солнечных элементов. Устройство для выращивания поликристаллических слоев 5 кремния включает тигель 1 для расплава 2 кремния, подложку 4 из графитовой фольги, являющуюся электродом солнечного фотоэлемента, и капиллярный питатель, снабженный, по меньшей мере, одним вращающимся роликом 3, соприкасающимся с расплавом 2 кремния в тигле 1. Ролик может быть выполнен с текстурированной поверхностью. В процессе выращивания осуществляют перемещение ролика относительно подложки или подложки относительно ролика, ролик располагают над подложкой и/или под подложкой, роликом на подложку одновременно наносят несколько легирующих веществ, ролик и подложку располагают по отношению друг к другу таким образом, чтобы обеспечить нанесение кремния в горизонтальной или вертикальной плоскости. Изобретение позволяет снизить расход кремния за счет меньшей толщины слоев кремния (30-50 мкм) при ширине, равной ширине стандартной солнечной пластины, составляющей 156 мм, увеличить скорость нанесения до 5 см в минуту и более, уменьшить количество операций при изготовлении за счет удаления операции нанесения электрода и, в конечном счете, снизить себестоимость солнечного элемента при сохранении его функциональных характеристик. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к производству полупроводниковых материалов, в частности к получению исходного поликристалличсского кремния осаждением на нагретые стержни (основы) в процессе водородного восстановления хлорсиланов. Разъемный реактор установки для получения стержней поликристаллического кремния содержит верхнюю неподвижную часть с размещенными на ее верхней стенке токовводами с узлами крепления основ, установленную на вертикальной стойке с образованием под реактором погрузо-разгрузочной зоны и отделенную от нижней подвижной части горизонтальным разъемом, нижнюю подвижную часть реактора, разделенную дополнительным горизонтальным разъемом на донную часть и обечайку, системы электропитания и подачи компонентов. В донной части под центральной осью каждой U-образной кремниевой основы размещены опоры, включающие в себя заключенные в стаканы 18 штоки 20, установленные на пружины 19, в верхней части на штоки 20 установлены через электроизоляционные вставки 21 подставки 22 с двумя площадками 23, расположенными соосно с осями стержней U-образных кремниевых основ с регулируемым зазором между ее нижней частью и площадками, а пружины 19 установлены в стаканы 18 в предварительно сжатом состоянии с усилием, равным или превышающим вес выращиваемых стержней при достижении ими площадок. Кроме того, на стакан 18 по резьбе установлена накидная гайка 24, опирающаяся своим дном в верхний торец штока 20, а стаканы 18 установлены в резьбовых втулках 17, закрепленных на съемной раме, выполненной из соединенных ребрами двух концентричных колец, соосных с расположенными в верхней неподвижной части реактора токовводами с узлами крепления основ. Учитывая особые условия эксплуатации, электроизоляционные вставки выполнены из кварцевого стекла. Технический результат изобретения заключается в установлении в регулируемом диапазоне постоянных значений напряжений растяжения в стержнях и весовой нагрузки на узлы крепления основ после достижения ими значений, еще не приводящих к разлому и падению стержней, что позволяет повысить производительность реактора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к производству полупроводниковых материалов, в частности к получению исходного поликристаллического кремния осаждением на нагретые стержни (основы) в процессе водородного восстановления хлорсиланов. Разъемный реактор 1 установки для получения стержней поликристаллического кремния содержит верхнюю неподвижную часть 2 с размещенными на ее верхней стенке по внутреннему и наружному рядам токовводами 6, 9, 13 с узлами крепления 7, 10, 14 U-образных основ 8, 11, 15, отделенную от нижней подвижной части горизонтальным разъемом, нижнюю подвижную часть реактора, разделенную дополнительным горизонтальным разъемом на обечайку 4 и донную часть 5, снабженную патрубками ввода парогазовой смеси хлорсиланов и водорода. Верхняя неподвижная часть 2 реактора 1 снабжена тридцатью токовводами с узлами крепления пятнадцати U-образных основ, причем два центральных токоввода 6 расположены на горизонтальной оси реактора симметрично относительно его центра, десять токовводов 9 расположены по окружности внутреннего рядя и восемнадцать токовводов 13 расположены по двум окружностям разных диаметров во внешнем ряду, причем один из токовводов каждой U-образной основы внешнего ряда расположен по окружности меньшего диаметра, смещенной к центральной зоне реактора, при этом в донной части реактора установлены семь патрубков ввода парогазовой смеси хлорсиланов и водорода, два из которых расположены на его вертикальной оси, каждый на расстоянии от центра, равном половине радиуса окружности внутреннего ряда, а пять патрубков расположены в точках пересечения радиусов, проходящих симметрично между проекциями на донную часть смежных пар токовводов внутреннего ряда, с окружностью, расположенной между проекциями на донную часть окружностей внутреннего и внешнего рядов, смещенной к центральной зоне реактора. Изобретение позволяет повысить производительность реактора путем увеличения коэффициента прямого извлечения кремния из хлорсиланов в водородной среде за счет повышения количества и плотности размещения в центральной зоне разъемного реактора U-образных кремниевых основ с их узлами крепления к соответствующим токовводам и обеспечения поступления свежей парогазовой смеси к выращиваемым стержням, размещенным с повышенной плотностью в центральной зоне реактора и во внешнем ряду. 3 ил.