Предотвращение паразитной кристаллизации

В установках типа Редмет-30 были выращены бездислокационные монокристаллы кремния с концентрацией легирующей примеси бора от 7Т015 до 3-101 см с кристаллографической ориентацией 100, диаметром 152 мм. Всего в процессе испытаний было проведено 100 плавок: 50 при использовании традиционного теплового узла и 50 - усовершенствованного теплового узла, описанного выше.

Усреднённые показатели процессов выращивания приведены в таблице. Из приведенных данных видно, что при использовании усовершенствованного теплового узла стало возможным повышение скорости выращивания монокристалла на 45%. Электрическая мощность, потребнокристалла - на 5 ч, в результате чего затраты электроэнергии на процесс выращивания снизились на 43%. Одновременно повысилась на 34% производительность установки выращивания монокристалла. Учитывая большую энергоёмкость процесса выращивания и высокую стоимость установки для выращивания монокристалла кремния, достигнутые показатели обеспечивают значительную экономию электроэнергии и существенное улучшение экономических показателей процесса выращивания монокристаллов кремния.

Тепловой узел установки для выращивания монокристаллов кремния по методу Чохральского усовершенствован путём введения комплекта дополнительных теплоизолирующих экранов и изменения расположения основных элементов теплового узла в плавильной камере установки. Совместное действие системы дополнительных экранов и расположение теплового узла в самом низком возможном положении позволило снизить непроизводительные потери тепла, в результате чего потребляемая нагревателем мощность снизилась на 33%.

Направленное воздействие дополнительного теплоизолирующего экрана конической формы привело к оптимизации распределения температуры на поверхности расплава кремния как вблизи фронта кристаллизации, так и у стенок тигля, а также в самом растущем монокристалле. Это позволило увеличить скорость выращивания монокристалла на 44%, благодаря чему производительность процесса выращивания выросла на 34%.