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SILICON SINGLE CRYSTAL PRODUCTION APPARATUS, AND SILICON SINGLE CRYSTAL PRODUCTION METHOD

Foreign code F150008226
Posted date Mar 26, 2015
Country WIPO
International application number 2014JP057833
International publication number WO 2014156986
Date of international filing Mar 20, 2014
Date of international publication Oct 2, 2014
Priority data
  • P2013-061698 (Mar 25, 2013) JP
Title SILICON SINGLE CRYSTAL PRODUCTION APPARATUS, AND SILICON SINGLE CRYSTAL PRODUCTION METHOD
Abstract Provided is a silicon single crystal production apparatus, whereby it becomes possible to produce a silicon single crystal having high quality and a large size readily employing a casting method. The apparatus is equipped with: a crucible (3, 4) in which a seed crystal of a silicon single crystal is held on a part of the bottom surface thereof and in which solid and/or liquid silicon is also held; a heat-absorbing section in which heat generated on a region on which the seed crystal of the silicon single crystal is placed in the crucible (3, 4) can be absorbed through the bottom surface of the crucible (3, 4); and a heating section in which a region surrounding the region to be cooled by the heat-absorbing section can be heated with a heat source arranged below the bottom surface of the crucible (3, 4). In the apparatus, the vector (A) of a heat flux generated by the heat-absorbing section and the vector (B) of a heat flux generated by the heating section are controlled while keeping the relationship represented by the formula: A×B
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
底面部の一部の領域に単一のシリコン単結晶の種結晶が保持されると共に、固体及び/又は液体のシリコンが保持される坩堝と、
前記坩堝内のシリコン溶融液を少なくとも前記種結晶の領域を含んで前記坩堝の下方から吸熱する吸熱部と、
前記吸熱部により冷却される領域の周辺領域を加熱する加熱部とを備え、
前記吸熱部による熱流束のベクトルAと前記加熱部による熱流束のベクトルBとが、A×B<0の関係を保って制御されることを特徴とするシリコン単結晶生成装置。
[請求項2]
請求項1に記載のシリコン単結晶生成装置において、
前記吸熱部が前記坩堝の底面部から前記坩堝内を冷却すると同時に、前記加熱部が前記吸熱部により冷却される領域の周辺領域を前記坩堝の底面部より下方に配設された熱源により加熱することを特徴とするシリコン単結晶生成装置。
[請求項3]
請求項1又は2に記載のシリコン単結晶生成装置において、
前記吸熱部及び前記加熱部の熱流速を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、前記シリコン単結晶の少なくとも一部が種結晶として固体を維持するように、前記吸熱部及び前記加熱部の熱流速を制御して、前記種結晶の領域の温度を調整することを特徴とするシリコン単結晶生成装置。
[請求項4]
請求項1ないし3のいずれかに記載のシリコン単結晶生成装置において、
前記吸熱部及び前記加熱部の熱流速を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、前記シリコン単結晶の成長面及び前記坩堝の底面がなす固化された前記シリコン単結晶の角度が90°より大きく維持されるように前記吸熱部及び前記加熱部の熱流速を制御することを特徴とするシリコン単結晶生成装置。
[請求項5]
請求項1ないし4のいずれかに記載のシリコン単結晶生成装置において、
前記坩堝内における所定箇所の温度を検出する温度検出手段と、
前記吸熱部及び前記加熱部の熱流速を制御する制御手段とを備え、
前記温度検出手段で検出された前記温度に基づいて、前記吸熱部及び/又は前記加熱部の熱流束が制御されることを備えることを特徴とするシリコン単結晶生成装置。
[請求項6]
坩堝内の底面部にシリコン単結晶の種結晶を投入し、生成されるシリコン結晶の原料となる固体のシリコンを投入する原料投入ステップと、
前記原料を加熱して溶融する溶融ステップと、
溶融した前記原料を少なくとも前記種結晶の領域を含んで前記坩堝の下方から吸熱すると同時に、当該吸熱領域の周辺領域を加熱してシリコン結晶を生成する結晶生成ステップとを含み、
前記結晶生成ステップが、前記吸熱による熱流束のベクトルAと前記加熱による熱流束のベクトルBとが、A×B<0の関係を保って実行されることを特徴とするシリコン単結晶生成方法。
[請求項7]
請求項6に記載のシリコン単結晶生成方法において、
前記結晶生成ステップが、前記坩堝の底面部から前記坩堝内を冷却すると同時に、当該冷却される領域の周辺領域を前記坩堝の底面部より下方に配設された熱源により加熱することを特徴とするシリコン単結晶生成方法。
[請求項8]
請求項6又は7に記載のシリコン単結晶生成方法において、
前記結晶生成ステップが、前記シリコン単結晶の少なくとも一部が種結晶として固体を維持するように、前記吸熱及び前記加熱の熱流速を制御して、前記種結晶の領域の温度を調整することを特徴とするシリコン単結晶生成方法。
[請求項9]
請求項6ないし8のいずれかに記載のシリコン単結晶生成方法において、
前記結晶生成ステップが、前記シリコン単結晶の成長面及び前記坩堝の底面がなす固化された前記シリコン単結晶の角度が90°より大きく維持されるように前記吸熱及び前記加熱の熱流速を制御して実行されることを特徴とするシリコン単結晶生成方法。
[請求項10]
請求項6ないし9のいずれかに記載のシリコン単結晶生成方法において、
前記結晶生成ステップが、前記坩堝内の所定箇所で検出された温度に基づいて、前記吸熱及び/又は前記加熱の熱流束を制御して実行されることを特徴とするシリコン単結晶生成方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • KYUSHU UNIVERSITY
  • NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE
  • Inventor
  • KAKIMOTO KOICHI
  • HARADA HIROFUMI
  • GAO BING
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LT LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN TD TG
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