Patent DE-112014005529-B4 (DE)
Title: Verfahren zum Züchten eines Silizium-Einkristalls
Inventor: SUEWAKA RYOTA
IPC: C30B15/20
Filed: 2014-11-14
Granted: 2020-10-22
Abstract: Verfahren zum Hochziehen und Züchten eines Silizium-Einkristalls aus einer Rohmaterialschmelze in einem in einer Kammer angeordneten Tiegel durch das Czochralski-Verfahren, wobei
 eine Vorrichtung zum Züchten eines Einkristalls, die mit einem wassergekühlten Körper, der einen Einkristall umgibt, der gezüchtet wird, und einen zylindrischen wärmeabschirmenden Körper, der eine äußere periphere Oberfläche und eine untere Endoberfläche des wassergekühlten Körpers umgibt, ausgestattet ist, verwendet wird, wobei
 das Verfahren zum Züchten eines Silizium-Kristalls, wenn ein Einkristall mit einem Radius von Rmax (mm) gezüchtet wird, ein Hochziehen des Einkristalls unter einer Ausgestaltung einer Geometrie einer Heißzone der Vorrichtung derart umfasst, um nachstehende Formel (A) in einem Bereich von 0 < R < R max - 35 (mm) unter der Voraussetzung zu erfüllen, dass ein realer Temperaturgradient in einer Hochziehschaftrichtung an einer Position eines Radius R (mm) von einer Mitte des Einkristalls gleich G real (R) in °C/mm und ein optimaler Temperaturgradient in der Hochziehschaftrichtung an der Position des Radius R von der Mitte des Einkristalls in der Nähe einer Fest/Flüssig-Grenzfläche des Einkristalls gleich G ideal (R) in °C/mm ist:
         |       G     real         (   R   )     −     G     ideal         (   R   )       |         /G       real         (   R   )     <   0,08         
 wobei in Formel (A) G ideal (R) durch die nachstehende Formel (a) dargestellt wird.
         G     ideal         (   R   )     =     [       (     0,1789   +   0,0012   ×     σ     Mittel         (   0   )       )     /     (     0,1789   +   0,0012   ×     σ     Mittel         (   x   )       )       ]     ×     G     real         (   0   )           
 wobei in Formel (a) x = R/R max  ist und σ Mittel (0) und σ Mittel (x) in MPa jeweils durch nachstehende Formeln (b) und (c) dargestellt werden:
         σ     Mittel         (   0   )     =   −     b   1     ×     G     real         (   0   )     +     b   2           
 wobei in Formel (b) b 1  und b 2  Konstanten sind, die auf Basis einer Beziehung zwischen G real (0) und δ Mittel (0) auf Basis einer umfassenden Wärmeübertragungsanalyse erhalten werden
         σ     M   i   t   t   e   l         (   x   )     =     [     n     (   x   )     ×     (       σ     Mittel         (   0   )     −     σ     Mittel         (     0,75     )       )     −     (     N   ×     σ     Mittel         (   0   )     −     σ     Mittel         (     0,75     )       )       ]     /     (     1   −   N     )           
 wobei in Formel (c) N = 0,30827 ist und σ Mittel (0,75) und n(x) jeweils durch nachstehende Formeln (d) und (e) dargestellt werden: 
         σ     Mittel         (     0,75     )     =     d   1     ×   GAP   −     d   2           
 wobei in Formel (d) d 1  und d 2  Konstanten sind, die aus einer Beziehung zwischen GAP und δ Mittel (0,75) auf Basis einer umfassenden Wärmeübertragungsanalyse erhalten werden
       n     (   x   )     =   0,959     x   3     −   2,0014     x   2     +   0,0393   x   +   1         
 wobei in Formel (d) GAP eine Beabstandung (mm) zwischen einem unteren Ende des wärmeabschirmenden Körpers und einer Flüssigkeitsoberfläche der Rohmaterialschmelze ist.