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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und System zum Herstellen von Silizium- und Siliziumkarbidmaterial zur Verwendung für Halbleiter, Solarzellen und dergleichen.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich im Spezielleren mit einem Verfahren zum Reduzieren und Herstellen von Silizium für hochreine Halbleiter und Solarzellen. Bisher wurde für die Technik zum Herstellen von Silizium ein Verfahren verwendet, bei dem im Allgemeinen ein Lichtbogenofen eingesetzt wurde, Kohlenstoffkoks und Quarzgestein (oder Quarzsand) jeweils einzeln als Material in den Ofen eingebracht wurden oder diese gemischt und dann in den Ofen eingebracht wurden, elektrische Energie von einer Kohlenstoffelektrode zugeführt wurde, die von oben aufgehängt installiert war, Siliziumdioxid reduziert wurde und Silizium gereinigt wurde. Dieser Reaktionsprozess ist großteils klar, und es wird Silizium extrahiert, das durch Reaktion in einer Kuppel erzeugt wird, in der Siliziumdioxid, Kohlenstoff und Anteile von Siliziumkarbid enthalten sind.
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Normales Silizium, das in dem vorstehend beschriebenen Prozess hergestellt wird, zeigt keine Halbleitereigenschaften und wird als Metall-Silizium (MG-Si) bezeichnet und in großen Mengen produziert. Der Grund hierfür besteht darin, dass eine große Menge von Verunreinigungen in das Silizium gemischt ist. Es ist bekannt, dass es sich bei den Verunreinigungen um Bor, Phosphor, Aluminium, Eisen, Mangan-Titan und andere handelt.
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Weiterhin ist bekannt, dass diese Verunreinigungen hauptsächlich aus Verunreinigungen resultieren, die in Quarzgestein (Quarzsand) und Kohlenstoffkoks enthalten sind. Forschungen der vorliegenden Erfinder haben jedoch gezeigt, dass viele Verunreinigungen auch aus der Kohlenstoffelektrode sowie den Materialien des Ofens und eines Abstichtiegels eingemischt werden, die jeweils zum Hervorrufen der Reaktion in dem Lichtbogenofen verwendet werden. Da die Kohlenstoffelektrode zum Zuführen von elektrischer Energie, der Koks und das Quarzgestein als Material aufgrund der Struktur des Lichtbogenofens von einem oberen Bereich des Ofens her eingebracht werden, werden Verunreinigungen mit hohem Dampfdruck aus der Kohlenstoffelektrode verdampft, während solche Elemente wie Eisen und Nickel, die einen niedrigen Dampfdruck aufweisen, der Koks und das Quarzgestein als Material allmählich konzentriert und in das Metall-Silizium eingelagert werden. Es hat sich herausgestellt, dass Phosphor und andere Materialien mit hohem Dampfdruck zwar einmal in der Reaktion verdampft werden, diese jedoch in einem Bereich mit niedriger Temperatur in dem Lichtbogenofen anhaften und wieder in die ursprünglichen Materialien zurückgeführt werden.
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Eine extrem wichtige Bedingung für Silizium zur Verwendung für Halbleiter besteht darin, dass es wenige Verunreinigungen enthält. Zum Sicherstellen von hoher Reinheit wird ein Auslaugungsverfahren verwendet, in dem Kalziumkarbonat in Metall-Silizium weiter umgeschmolzen wird, das dadurch erzeugte Kalziumsilikat mittels Säure gelöst wird, und die in dem Kalziumsilikat absorbierten Verunreinigungen gelöst und entfernt werden. Das daraus resultierende Ausmaß an Verunreinigungen entspricht höchstens ca. 1 bis 3 N, und es zeigen sich wiederum keine Halbleitereigenschaften. Weiterhin wurde bisher ein Verfahren (Siemens-Verfahren) verwendet, bei dem Silizium unter Verwendung von Salzsäure mit hoher Temperatur sowie anderen Materialien gelöst und verdampft wurde, dabei Siliziumtetrachlorid oder Siliziumtrichlorid hergestellt wurde, dieses mehrmals destilliert und gereinigt wurde und dadurch hochreines Siliziumtetrachlorid oder hochreines Siliziumtrichlorid hergestellt wurde, wobei dieses ferner durch ein elektrifiziertes Siliziumfilament thermisch zersetzt wurde und die Gasphasenepitaxie von Silizium erleichtert wurde. Als Ergebnis hiervon war der Verbrauch von elektrischer Energie hoch. Oder es wurde ein metallurgischer Prozess verwendet, in dem das Metall-Silizium mittels eines dampfförmigen Plasmas oxidiert wurde und Bor entfernt wurde, das Metall-Silizium in einem Vakuum gehalten wurde und Phosphor entfernt wurde, wobei das Metall-Silizium schließlich durch einseitiges Gefrieren langsam abgekühlt wurde und Verunreinigungen wie Eisen und Nickel abgetrennt wurde.
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Eine Ursache dafür, dass Verunreinigungen in in dem Lichtbogenofen gereinigtes Silizium eingebracht werden, besteht darin, dass nicht nur die in Quarzgestein und Koks als Material enthaltenen Verunreinigungen, sondern auch Verunreinigungen in einer Ofenwand und der Kohlenstoffelektrode in das Silizium als Produkt gemischt werden. Was das Quarzgestein und den Koks anbelangt, so können diese vor dem Gebrauch mit hoher Reinheit gewählt werden, wobei natürlich die Kosten steigen, wobei jedoch bei Verkleinerung dieser Materialien in feine Partikel, bei denen ein ausreichender Reinigungseffekt erzielt wird, sich dann die Schwierigkeit ergibt, die eigentlichen Materialien in den Lichtbogenofen einzubringen, in dem eine starke Konvektion hervorgerufen wird. Ferner gibt es den Fall, dass eine metallische Komponente, wie z. B. Eisen, gezielt insbesondere in Kohlenstoff für die Elektrode gemischt wird, um Bruch im Gebrauch bei hoher Temperatur zu verhindern, so dass hierdurch eine Verunreinigung in das Silizium eingebracht wird.
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Um die eingebrachte elektrische Energie problemlos und effizient zu vermindern, ist ein Zustand wünschenswert, in dem etwas viel Sauerstoff vorhanden ist, und da Siliziummonoxid ebenfalls in gasförmiger Form emittiert wird, wenn in einem Reaktionsprozess erzeugtes Kohlenmonoxid aus dem Ofen emittiert wird, wird das Siliziummonoxid außerhalb von dem Ofen oxidiert und wieder in Siliziumdioxid zurückgeführt. Da dies bei der normalen kommerziellen Produktion 20 bis 30% ausmacht, ist ein Wärmerückgewinnungssystem zusätzlich zur Rückführung und zum Abführen mittels eines Beutelfilters erforderlich, so dass sich der Anlagenumfang und die Anlageninvestitionen erhöhen.
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Der Lichtbogenofen ist normalerweise offen, da jedoch eine Konvektion verursacht wird, können keine feinen Partikel bei der Zufuhr von Materialien, wie z. B. Koks und Quarzgestein, verwendet werden, und es kann nur festes Material mit Abmessungen in einem bestimmten Ausmaß eingebracht werden. Daher können in dem festen Material enthaltene Verunreinigungen nicht in einfacher Weise entfernt werden. Darüber hinaus kann das erzeugte Silizium nicht in kontinuierlicher Weise extrahiert werden, sondern muss in intermittierender Weise extrahiert werden.
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Das vorstehend beschriebene Auslaugungsverfahren ist aufwendig, da es hochreines Kalziumkarbonat benötigt, Energie für das Umschmelzen von Silizium benötigt, ferner das Mahlen bzw. Zerkleinern von Silizium, das Lösen und Entfernen von Kalziumsilikat mittels Säure erforderlich sind, elektrische Energie erforderlich ist und ferner Silizium verlorengeht und darüber hinaus Säure und Kalziumkarbonatmaterialien erforderlich sind.
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Bei dem Siemens-Verfahren besteht ein Vorteil, dass enthaltene Verunreinigungen auf ein Ausmaß reduziert werden können, das in etwa 9 bis 11 N, wie bei Tetrachlorsilan und Trichlorsilan, entspricht und Silizium stark gereinigt werden kann, wobei jedoch bei dem Siemens-Verfahren ein Problem darin besteht, dass das Silizium teuer ist, da hohe Kosten für die Einrichtungen für die Verwendung von Chlor entstehen und eine große Menge elektrischer Energie für die Gasphasenepitaxie notwendig ist.
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Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend geschilderten Probleme erfolgt. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips eines Verfahrens zum Herstellen von Silizium und Siliziumkarbid gemäß der vorliegenden Erfindung. Kohlenstoffkoks 51 und Quarzsand (Siliziumdioxid bzw. Silica) 52 als Material werden vorab zerkleinert, und zwar auf eine Größe von etwa einigen wenigen Millimetern oder kleiner. Danach werden diese mittels einer wässrigen Lösung gereinigt, die Säure oder Alkali enthält, und Verunreinigungen mit niedrigem Dampfdruck sowie Feuchtigkeit werden entfernt. Nachdem der Koks 1 und das Silica 2, die jeweils in der vorstehend beschriebenen Weise vorbereitet worden sind, in einem vorbestimmten Verhältnis geknetet bzw. gemischt (53) worden sind, werden sie auf bis zu 1500 bis 3000 Grad erhitzt, wobei einmal Siliziumkarbid 54 als Zwischenprodukt hergestellt wird. Als Heizverfahren wird eine Widerstandsheizung verwendet. Jedoch ist eine Vorrichtung erforderlich, die Trägergas bzw. Schutzgas abgibt, damit verhindert wird, dass Stickstoff in der Luft in das Siliziumkarbid eingebracht wird. Bei diesem Prozess lässt sich ebenfalls der Effekt steigern, dass Verunreinigungen mit hohem Dampfdruck entfernt werden können.
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Das Siliziumkarbid 54, bei dem es sich um das Zwischenprodukt handelt, wird zerkleinert, das zerkleinerte Siliziumkarbid 4 wird mit dem durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellten hochreinen Quarzsand gemischt, und das zerkleinerte Siliziumkarbid und der Quarzsand werden in einem Hochfrequenz-Induktionsofen 7 auf 1500 bis 2000 Grad erhitzt, um diese zum Reagieren zu bringen, und es wird schmelzflüssiges Silizium 55 extrahiert. Das schmelzflüssige Silizium kann durch verschiedene Verfahren kristallisiert werden.
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Ein Verfahren zum Herstellen von Silizium gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgende Schritte auf: Siliziumkarbid und Quarzsand (Silica) werden zerkleinert, das Siliziumkarbid und der Quarzsand (Silica) werden nach der Reinigung in einem vorbestimmten Verhältnis miteinander gemischt, das Siliziumkarbid und der Quarzsand (das Silica) werden in einen Tiegel für die Erhitzung eingebracht und mittels einer Heizeinrichtung erhitzt, um sie zum Reagieren zu veranlassen, das Siliziumkarbid wird dem Quarzsand (dem Silica) oxidiert, und ferner wird der Quarzsand (das Silica) mit dem Siliziumkarbid reduziert, um Silizium herzustellen und zu extrahieren.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium entspricht das Ausmaß der Verunreinigungen des Siliziumkarbids einer hohen Reinheit von 3 N oder mehr und entspricht das Ausmaß der Verunreinigungen in dem Quarzsand einer hohen Reinheit von 3 N oder mehr.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium handelt es sich bei der Heizeinrichtung vorzugsweise um eine Hochfrequenz-Induktionsheizung.
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Weiterhin vorzugsweise kann es sich bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium bei der Heizeinrichtung um eine Gleichstrom-Widerstandsheizung handeln.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium ist der Tiegel für die Erhitzung vorzugsweise aus Siliziumkarbid hergestellt.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Basis eines Silizium-Herstellungsverfahrens, in dem Silizium hergestellt und extrahiert wird, indem Siliziumkarbid und Quarzsand (Silica) in einem vorbestimmten Verhältnis miteinander gemischt werden, nachdem das Siliziumkarbid und der Quarzsand (das Silica) zerkleinert und gereinigt worden sind; das Siliziumkarbid und der Quarzsand (das Silica) in einen Tiegel eingebracht werden; diese mittels einer Heizeinrichtung erhitzt werden, um sie zum Reagieren zu veranlassen; das Siliziumkarbid mit dem Quarzsand (dem Silica) oxidiert wird; und ferner der Quarzsand (das Silica) mit dem Siliziumkarbid reduziert wird, weist die Schritte auf, dass eine Siliziumkarbidschicht durch Gasphasenepitaxie unter Verwendung von aktivem Gas gebildet wird, das bei der Erhitzung zum Reagieren des Materials erzeugt wird, und zurückgewonnen wird.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Basis eines Verfahrens zum Herstellen und Extrahieren von Silizium durch Zerkleinern von Siliziumkarbid und Quarzsand (Silica); Mischen von diesen jeweils in einem vorbestimmten Verhältnis nach dem Reinigen von diesen; Anordnen von diesen in einem Tiegel für die Erhitzung; Erhitzen von diesen durch eine Heizeinrichtung, um sie reagieren zu lassen; Oxidieren des Siliziumkarbids mit dem Quarzsand (dem Silica; sowie ferner Reduzieren des Quarzsands (des Silica) mit dem Siliziumkarbid, beinhaltet ferner folgende Schritte: Halten von Kohlenstoff in Silizium in einem Zustand der Übersättigung durch Absorbieren von Kohlenstoff aus Kohlenmonoxid und Silizium aus Siliziummonoxid in schmelzflüssigem Silizium, das unter Verwendung des Kohlenmonoxids und des Siliziummonoxids separat bereitgestellt wird, in einem bei der Erhitzung des Materials erzeugten aktiven Gas, Bilden einer Siliziumkarbidschicht durch langsames Abkühlen unter Erleichterung eines epitaktischen Wachstums sowie Rückgewinnen der Siliziumkarbidschicht.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters ist der Tiegel für die Erhitzung aus Siliziumkarbid hergestellt.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium wird bei der Erhitzung für die Reaktion der Tiegel für die Erhitzung in einer Glocke bzw. einem Schutzbehälter untergebracht, um eine Reaktion in einem dekomprimierten bzw. entspannten Zustand zu ermöglichen.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters wird ebenfalls bei der Erhitzung für die Reaktion der Tiegel für die Erhitzung in einer Glocke untergebracht, um eine Reaktion in einem entspannten Zustand zu ermöglichen.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium beträgt das Verhältnis von Siliziumkarbid zu Quarzsand (Silica) im Wesentlichen 1:1, wobei das Verhältnis maximal auch 10:1 betragen kann und minimal 1:10 betragen kann.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters beträgt wiederum das Verhältnis von Siliziumkarbid zu Quarzsand (Silica) im Wesentlichen 1:1 und kann maximal 10:1 sowie minimal 1:10 betragen.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium wird der Tiegel für die Erhitzung in einer Glocke untergebracht, um eine Reaktion in einem Inertgas zu ermöglichen.
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Auch bei dem Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters wird der Tiegel für die Erhitzung in einer Glocke untergebracht, um eine Erhitzung in einem Inertgas zu ermöglichen.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium sind ein Tiegel für die Rückgewinnung, der Tiegel für die Erhitzung und ein Tiegel für die Extraktion vorgesehen, wobei die Tiegel in einer kaskadierten Konfiguration angeordnet sind und in einer Glocke untergebracht sind, um eine Reaktion durch Erhitzung zu erleichtern.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium sind ein Tiegel für die Rückgewinnung, der Tiegel für die Erhitzung und ein Tiegel für die Extraktion vorgesehen, wobei der Tiegel für die Erhitzung und der Tiegel für die Extraktion in einer kaskadierten Konfiguration vorgesehen sind und der Tiegel für die Rückgewinnung seitlich neben dem Tiegel für die Erhitzung installiert ist, wobei der Tiegel für die Rückgewinnung derart ausgebildet ist, dass eine laterale Dimension langer ist, und wobei die Tiegel in einer Glocke untergebracht sind, um die Reaktion durch Erhitzung zu erleichtern.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters sind ein Tiegel für die Rückgewinnung, der Tiegel für die Erhitzung und ein Tiegel für die Extraktion vorgesehen, wobei der Tiegel für die Erhitzung und der Tiegel für die Extraktion in einer kaskadierten Konfiguration angeordnet sind und der Tiegel für die Rückgewinnung seitlich neben dem Tiegel für die Erhitzung installiert ist, wobei der Tiegel für die Rückgewinnung derart ausgebildet ist, dass eine laterale Dimension länger ist und wobei die Tiegel in einer Glocke untergebracht sind, um eine Reaktion durch Erhitzung zu erleichtern.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Silizium für die gleichzeitige Herstellung von Silizium und Siliziumkarbid auf der Basis eines Verfahrens zum Herstellen und Extrahieren von Silizium durch Zerkleinern von Siliziumkarbid und Quarzsand (Silica); Mischen von Siliziumkarbid und Quarzsand (Silica) miteinander in einem vorbestimmten Verhältnis nach der Reinigung von diesen; Anordnen von diesen in einem Tiegel für die Erhitzung; Erhitzen von diesen mittels einer Heizeinrichtung, um sie reagieren zu lassen; Oxidieren des Siliziumkarbids mit dem Quarzsand (dem Silica); und ferner Reduzieren des Quarzsands (des Silica) mit dem Siliziumkarbid, weist ferner folgende Schritte auf: Bilden einer Siliziumkarbidschicht durch Dampfphasenepitaxie unter Verwendung von aktivem Gas, das bei der Erhitzung für die Reaktion des Materials erzeugt wird, und Erzeugen von Siliziumkarbid unter Rückgewinnung der Siliziumkarbidschicht.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Silizium für die gleichzeitige Herstellung von Silizium und Siliziumkarbid auf der Basis eines Verfahrens zum Herstellen und Extrahieren von Silizium durch Zerkleinern von Siliziumkarbid und Quarzsand (Silica); Mischen von Siliziumkarbid und Quarzsand (Silica) in einem vorbestimmten Verhältnis nach der Reinigung von diesen; Anordnen von diesen in einem Tiegel für die Erhitzung; Erhitzen von diesen mittels einer Heizeinrichtung, um sie reagieren zu lassen; Oxidieren des Siliziumkarbids mit dem Quarzsand (dem Silica); und ferner Reduzieren des Quarzsands (des Silica) mit dem Siliziumkarbid, weist ferner folgende Schritte auf: Halten von Kohlenstoff in Silizium in einem Zustand der Übersättigung durch Absorbieren von Kohlenstoff aus Kohlenstoffmonoxid und Silizium aus Siliziummonoxid in schmelzflüssigem Silizium, das unter Verwendung von Kohlenmonoxid und Siliziummonoxid separat bereitgestellt wird, in aktivem Gas, das bei der Erhitzung des Materials erzeugt wird, Bilden einer Siliziumkarbidschicht durch epitaktisches Wachstum unter langsamer Abkühlung sowie Erzeugung von Siliziumkarbid unter Rückgewinnung der Siliziumkarbidschicht.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium sind ein Tiegel für die Rückgewinnung, ein Tiegel für die Erhitzung und ein Tiegel für die Extraktion vorgesehen, wobei der Tiegel für die Erhitzung und der Tiegel für die Extraktion in einer kaskadierten Konfiguration angeordnet sind, der Tiegel für die Rückgewinnung seitlich neben dem Tiegel für die Erhitzung installiert ist und der Tiegel für die Rückgewinnung derart ausgebildet ist, dass eine laterale Dimension länger ist, wobei Silizium und Siliziumkarbid gleichzeitig hergestellt werden, indem die Tiegel in einer Glocke untergebracht werden, um die Reaktion durch Erhitzung zu erleichtern.
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Ein System zum Herstellen von Silizium gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Tiegel für die Erhitzung, in dem Siliziumkarbid und Quarzsand (Silica) jeweils in einem zerkleinerten, gereinigten und gemischten Zustand aufgenommen werden, eine Heizeinrichtung zum Erhitzen von diesen, sowie einen Tiegel für die Extraktion, in dem durch Oxidation des Siliziumkarbids mit dem Quarzsand (dem Silica) extrahiertes Silizium aufgenommen wird, wobei ferner der Quarzsand (das Silica) mit dem Siliziumkarbid reduziert wird.
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Ein System zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Tiegel für die Erhitzung, in dem Siliziumkarbid und Quarzsand (Silica) jeweils in einem zerkleinerten, gereinigten und gemischten Zustand aufgenommen werden, eine Heizeinrichtung zum Erhitzen von diesen, einen Tiegel für die Extraktion, in dem durch Oxidation des Siliziumkarbids mit dem Quarzsand (dem Silica) extrahiertes Silizium aufgenommen wird, wobei ferner der Quarzsand (das Silica) mit dem Siliziumkarbid reduziert wird, eine Rückgewinnungseinrichtung, die aktives Gas zurückgewinnt, das bei der Erhitzung für die Reaktion erzeugt wird, sowie einen Tiegel für die Rückgewinnung, der eine Siliziumkarbidschicht zurückgewinnt, die unter Verwendung des aktiven Gases gebildet wird, das bei der Erhitzung für die Reaktion des Materials gebildet wird.
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Bei dem System zum Herstellen von Silizium sind ein Tiegel für die Rückgewinnung, der Tiegel für die Erhitzung und der Tiegel für die Extraktion vorgesehen, wobei die Tiegel in einer kaskadierten Konfiguration vorgesehen sind und eine Dekompressionseinrichtung vorhanden ist und wobei die Tiegel und die Dekompressionseinrichtung in einer Glocke untergebracht sind.
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Bei dem System zum Herstellen von Silizium sind ein Tiegel für die Rückgewinnung, der Tiegel für die Erhitzung und der Tiegel für die Extraktion vorgesehen, wobei der Tiegel für die Erhitzung und der Tiegel für die Extraktion in einer kaskadierten Konfiguration vorgesehen sind, der Tiegel für die Rückgewinnung seitlich neben dem Tiegel für die Erhitzung installiert ist, der Tiegel für die Rückgewinnung derart ausgebildet ist, dass eine laterale Dimension länger ist, eine Dekompressionseinrichtung vorhanden ist und wobei die Tiegel und die Dekompressionseinrichtung in einer Glocke untergebracht sind.
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Bei dem System zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters sind der Tiegel für die Rückgewinnung, der Tiegel für die Erhitzung und der Tiegel für die Extraktion vorhanden, wobei die Tiegel in einer kaskadierten Konfiguration vorgesehen sind und eine Dekompressionseinrichtung vorhanden ist und wobei die Tiegel und die Dekompressionseinrichtung in einer Glocke untergebracht sind.
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Bei dem System zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters sind der Tiegel für die Rückgewinnung, der Tiegel für die Erhitzung und der Tiegel für die Extraktion vorgesehen, wobei der Tiegel für die Erhitzung und der Tiegel für die Extraktion in einer kaskadierten Konfiguration vorgesehen sind, der Tiegel für die Rückgewinnung seitlich neben dem Tiegel für die Erhitzung installiert ist, der Tiegel für die Rückgewinnung derart ausgebildet ist, dass eine laterale Dimension langer ist, wobei eine Dekompressionseinrichtung vorgesehen ist und die Tiegel und die Dekompressionseinrichtung in einer Glocke untergebracht sind.
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Bei dem System zum Herstellen von Silizium beträgt das Verhältnis von Siliziumkarbid zu Quarzsand (Silica) 2:1.
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Auch bei dem System zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters beträgt das Verhältnis von Siliziumkarbid zu Quarzsand (Silica) 2:1.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen von Silizium erfolgt eine Erhitzung zum Veranlassen einer Reaktion in einem Zustand, in dem eine Atmosphäre von 1 auf 0,01 Pa dekomprimiert bzw. entspannt wird.
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Auch bei dem Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Halbleiters erfolgt eine Erhitzung zum Veranlassen einer Reaktion in einem Zustand, in dem eine Atmosphäre von 1 auf 0,01 Pa entspannt wird.
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Die 2A und 2B zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 gezeigt ist, werden als Reaktionsprodukte in dem vorstehend beschriebenen Reaktionsprozess Kohlenmonoxid 56 und Siliziummonoxid 57 generiert, wobei diese jedoch in einen separat bereitgestellten Behälter 10 verbracht werden und eine Rückgewinnung von Wärmeenergie sowie der Materialien stattfindet. Für die Reaktionsprodukte in dem Reaktionsprozess werden SiO-Gas und Kohlenmonoxid (CO) durch eine Mikrowellen- oder Induktionsheizung gelöst, wobei die Rückgewinnung von Silizium und Kohlenstoff beschleunigt werden kann. Zum Rückgewinnen von diesen wird schmelzflüssiges Silizium 58 verwendet.
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Ferner werden Kohlenmonoxid 56 und Siliziummonoxid 57, die in einem Reduzierprozess gereinigt worden sind, in Form von Koks mit einer hohen Temperatur abgegeben, wobei jedoch das Siliziummonoxid 57 mit Kohlenstoff reagiert und eine Siliziumkarbidschicht erzeugt wird.
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Zum Nachfüllen von Materialien kann auch Kohlenstoffkoks 50 zugesetzt werden.
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Die Siliziumkarbidschicht kann nicht nur als Material zum Reinigen von Silizium verwendet werden, sondern kann auch zum epitaxialen Wachstum von Siliziumkarbid 11 für einen Halbleiter unter Verwendung von Kohlenstoff, Silizium oder Siliziumkarbid oder Saphir für ein Substrat verwendet werden.
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Zur Verwendung von Silizium für einen Halbleiter wird der Gehalt der Verunreinigungen auf einen ausreichend niedrigen Gehalt gesenkt, wobei der Gehalt ein hohes Niveau von bis zu 6 bis 11 N erreichen kann. Darüber hinaus können Energie und Materialien in starker Umfang eingespart werden. Ferner kann eine hochreine Siliziumkarbidschicht aufwachsen.
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Als Heizeinrichtung ist eine Induktionsheizung beschrieben, jedoch versteht es sich von selbst, dass auch eine andere elektrische Widerstandsheizung Verwendung finden kann.
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Silizium 55 kann unter Verwendung von Siliziumkarbid 54 und Silica 52 als Material in stabiler und kontinuierlicher Weise gereinigt werden, wobei die Energiezufuhr durch ein elektromagnetisches Feld oder Mikrowellen erfolgt und ein gegenüber der Luft abgeschirmter Zustand hergestellt wird. Das durch das Verfahren erzeugte Silizium 55 besitzt eine äußerst hohe Reinheit, und es kann eine Qualität sichergestellt werden, die der Qualität eines Halbleiters entspricht.
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Da das am Ende erzeugte Kohlenmonoxid in kontinuierlicher Weise nach außen extrahiert werden kann und darüber hinaus für die Vorerwärmung der Materialien, für das Reinigung des Koksmaterials und die Reinigung des Silica-Materials verwendet werden kann, da Wärme weiterhin in einem Verbrennungsprozess des Kohlenmonoxids erzeugt wird, wird die Verschwendung von Energie und Materialien reduziert, und Siliziumkarbid kann extrahiert werden.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips eines Verfahrens zum Herstellen von Silizium und Siliziumkarbid gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2A und 2B schematische Darstellungen eines Induktionsheizungs-Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 2A die Konstruktion in einer schematischen Darstellung veranschaulicht und 2B die Temperaturverteilung in einer schematischen Darstellung veranschaulicht;
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3 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Konfiguration eines Induktionsheizungs-Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Konfiguration eines Induktionsheizungs-Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine Ansicht von Silizium, das durch einen Induktionsheizungs-Reaktor gemäß der vorliegenden Erfindung produziert worden ist.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips eines Verfahrens zum Herstellen von Silizium und Siliziumkarbid gemäß der vorliegenden Erfindung. Die 2A und 2B veranschaulichen in schematischer Weise einen Induktionsheizungs-Reaktor, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Die nachfolgende Tabelle 1 veranschaulicht den jeweiligen Gehalt von Bor, Phosphor, Kalzium, Titan, Eisen, Nickel und Kupfer, bei denen es sich um jeweilige Verunreinigungen handelt, in Koks als Material, in gereinigtem Koks, in Siliziumdioxid als Material, in gereinigtem Siliziumdioxid, in Siliziumkarbid sowie in Silizium in der Einheit ppm.
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Koks als Material 51 wird vorab in Einheiten von mm verkleinert. Die Tabelle 1 veranschaulicht die Resultate bei der Analyse von Verunreinigungen in dem Kohlenstoffkoks.
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Der Koks als Material bzw. das Koksmaterial wird mit einer wässrigen Lösung gereinigt. Als Lösungsmittel zum Reinigen wird 0,1 Mol HCN verwendet. Nach der Reinigung wird der Koks bei einer Temperatur von 600 bis 1200°C getrocknet. Beim Trocknen werden die einen hohen Dampfdruck aufweisenden Verunreinigungen desorbiert und aus dem Koks entfernt (Schritt 1).
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Siliziumdioxid als Material bzw. Siliziumdioxidmaterial 52 wird vorab in Einheiten von mm zerkleinert. Die Tabelle 1 veranschaulicht die Resultate der Analyse der Verunreinigungen in dem Siliziumdioxid bzw. Silica.
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Das Siliziumdioxid wird mittels einer wässrigen Lösung gereinigt, erhitzt und getrocknet.
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Als Lösungsmittel zum Reinigen wird 0,1 Mol HCN verwendet (Schritt 2).
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Zusätzlich zu dem HCN können als Lösungsmittel zum Reinigen auch Salpetersäure, Salzsäure und Fluorwasserstoffsäure verwendet werden. Die Konzentration und der pH-Wert sind für die grundlegende Wirkungsweise nicht von grundsätzlicher Relevant, obwohl die Reaktionszeit in Abhängigkeit von diesen variiert. Die Tabelle 1 veranschaulicht die Resultate der Analyse der Verunreinigungen nach der Reinigung.
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Das Material 53 wird durch Mischen und Kneten des Siliziumdioxids als Material und des Koks als Material, die jeweils in den genannten Schritten bereitgestellt worden sind, in einem Verhältnis von 1:1 bis 1:3 gebildet und wird dann getrocknet. Siliziumkarbid, bei dem es sich um ein Zwischenprodukt handelt, wird durch Erhitzen des getrockneten Materials zum Aktivieren von diesem hergestellt. Zum Erleichtern der Reaktion ist eine hohe Temperatur von 1500 bis 2500°C erforderlich, und als Heizverfahren wird bei der vorliegenden Erfindung ein Widerstandsheizverfahren verwendet. Als Heiztemperatur ist eine Temperatur von 1500 bis 3000 Grad wünschenswert. Die Sublimation von Verunreinigungen wird dadurch erleichtert, dass das getrocknete Material bei der hohen Temperatur zum Reagieren gebracht wird (Schritt 3).
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Bei dem Heizschritt für die Aktivierung werden Kohlenmonoxid und Siliziummonoxid erzeugt, jedoch kann die Temperatur eines Reaktionsmittels durch Erhitzen auf eine Temperatur von gleich oder höher als 1500 Grad erhöht werden, indem das getrocknete Material in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert wird. Ein Reaktionsprozess dauert etwa 10 bis 100 Stunden. Die Tabelle 1 veranschaulicht die Resultate der Analyse von Verunreinigungen in Siliziumkarbid in diesem Fall.
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Als Heizeinrichtung kann in beliebiger Weise ein Heliostat, ein Heizverfahren durch Energiezufuhr, eine Mikrowellenheizung und eine Induktionsheizung verwendet werden.
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Die 2A und 2B veranschaulichen schematische Darstellungen des Induktionsheizungs-Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 2A die Konstruktion von diesem und 2B die Temperaturverteilung von diesem in einer schematischen Darstellung veranschaulichen. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Konfiguration des Induktionsheizungs-Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung, und 4 zeigt eine schematische Darstellung der Konfiguration eines weiteren Induktionsheizungs-Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Das in dem vorstehend beschriebenen Reaktionsschritt erzeugte Siliziumkarbid 54 wird zerkleinert (Schritt 4), mit dem Siliziumdioxid gemischt und in dem mehrstufigen Reaktor 6 durch ein Induktionsheizverfahren auf 1500 bis 2500°C erhitzt. In dem Reaktor reagieren das Siliziumdioxid und das Siliziumkarbid miteinander, und es werden Silizium, Kohlenmonoxid und Siliziummonoxid erzeugt. Bei der Umwandlung des Siliziums 55 in schmelzflüssiges Silizium, tropft dieses von einem Tiegel für die Erhitzung 7 nach unten und wird in einem Tiegel 8 für die Extraktion aufgenommen. Das Silizium hat einen Reinheitsgrad, in dem nur extrem wenige Verunreinigungen enthalten sind. Bei einer gesamten eingebrachten Menge von 94 g Siliziumkarbid und Siliziumdioxid kann Silizium 55 in einer Menge von 28 g extrahiert werden. Die Reaktion wird in Abhängigkeit von der Menge des Siliziumkarbids gesteuert. Die Tabelle 1 veranschaulicht die Resultate der Analyse von Verunreinigungen in dem Silizium gemäß ICP-Analytik bzw. optischer Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma. Als Ergebnis hiervon lässt sich ein Halbleiter mit hoher Reinheit erzielen. Bei dem Reaktor gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verhältnis des Siliziumkarbids zu dem Siliziumdioxid von 2:1 optimal.
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5 veranschaulicht ein Bild von Silizium, das gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist. In dem Graphittiegel werden das Silizium 55, das Siliziumkarbid 54 und das Siliziumdioxid hergestellt.
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Wie in 1 gezeigt ist, werden das Kohlenmonoxid 56 und das Siliziummonoxid 57 in das schmelzflüssige Silizium 58 in einem Tiegel 9 für die Rückgewinnung eingebracht, wobei die Wärme des Kohlenmonoxids und des Siliziummonoxids abgesondert wird. Das Kohlenmonoxid wird in dem schmelzflüssigen Silizium gelöst, und Kohlenstoff wird eluiert. Das Siliziummonoxid wird in Siliziumdioxid und Silizium gelöst. Die Rückgewinnung von Silizium beträgt ca. 50%. Die Rückgewinnung von reagiertem Gas wird durch Hochfrequenz-Induktionsheizung und Dekompression noch weiter erleichtert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt eine Dekompression bzw. Entspannung der Atmosphäre von 1 auf 0,01 Pa.
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Wenn ein Siliziumkarbidsubstrat 11 in den Tiegel 9 für die Rückgewinnung 9 eingebracht wird, wird die Dicke des Substrats von anfänglichen 0,25 mm auf 0,35 mm erhöht, und ein epitaxiales Wachstum wird bei 1800 Grad ermöglicht. Zum Erzielen einer Wachstumsrate kann bei einem Ansteigen der Temperatur in einem Bereich von 1500 bis 2000°C das Substrat dicker werden, wobei zusätzlich dazu Siliziumkarbid 59 aus dem Abgas zurückgewonnen werden kann. Der Durchmesser des Tiegels 9 für die Rückgewinnung bzw. des Rückgewinnungstiegels ist mit 6 Inch (ca. 15 cm) gewählt, um die vollständige Aufnahme eines Wafersubstrats mit einem Durchmesser von 4 Inch (ca. 10 cm) zu ermöglichen. Die Rückgewinnung von Kohlenmonoxid wird noch werter vereinfacht, indem das Kaliber des Rückgewinnungstiegels 9 vergrößert wird. Der Grund hierfür besteht darin, dass die Löslichkeit von Kohlenstoff in Silizium zunimmt. In diesem Fall kann bei werterer Zugabe von zerkleinertem Koks zu dem schmelzflüssigen Silizium in einer vorbestimmten Menge die Wachstumsrate noch stärker beschleunigt werden.
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Aus dem Rückgewinnungstiegel 9 abgegebenes Siliziumdioxid (Silica) wird dem Siliziumdioxid 51 wieder zugeführt, wobei es nun jedoch in Form von winzigen Partikeln vorliegt. Dabei ist eine Rückgewinnung von Abwärme und Material möglich. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Reaktor als vertikaler Typ ausgebildet, zum Steigern der Produktivität und der Arbeitseigenschaften kann der Reaktor jedoch auch als horizontaler Typ ausgebildet werden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Ein zweites Ausführungsbeispiel befasst sich mit der Konfiguration zum Integrieren des vorstehend beschriebenen Reaktionsprozesses zum Steigern der Effizienz bei der Ausnutzung der eingebrachten Energie. Wie in 2A gezeigt ist, handelt es sich bei einem grundlegenden Prozess um den gleichen grundlegenden Prozess wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei auf eine kontinuierliche Produktion abgezielt wird. Das Erhitzen erfolgt unter Verwendung einer Spule 60 für die Induktionsheizung gemäß einem Hochfrequenz-Induktionsverfahren. Siliziumkarbid 54 wird in einen Tiegel 7 für die Erhitzung 7 über eine Rohrleitung 63 eingebracht. Siliziumdioxid 52 wird von dem Tiegel 7 für die Erhitzung über eine Rohrleitung 65 durch eine Silizium-Extraktionsöffnung 51 in einen Siliziumaufnahme-/Erstarrungstiegel 8 eingebracht. Dadurch wird Silizium 55 zurückgewonnen.
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Der vorstehend beschriebene Reaktor wird auf eine Temperaturverteilung in drei Stufen gesteuert. Die Temperaturverteilung ist in 2B veranschaulicht. Eine oberste Stufe entspricht einem Reaktor zum Aufwachsen von Siliziumkarbid 9, wobei die Temperatur T2 1500 bis 2500°C beträgt. Eine mittlere Stufe entspricht dem Tiegel 7 für die Erhitzung von Siliziumkarbid und Siliziumdioxid jeweils als Material, wobei diese Stufe eine Temperatur T0 aufweist. In diesem Bereich werden Silizium SiO und Kohlenmonoxid hergestellt. Hinsichtlich des Materials einer externen Wand wird kohlenstoffhaltiges Material verwendet, und ein Induktionsheizsystem wird als Heizverfahren verwendet. Auf der Innenseite von der externen Wand ist der Tiegel für Kohlenstoff oder Siliziumkarbid und Siliziumdioxid angeordnet. Zum Vermindern der Abnutzung bei dem kohlenstoffhaltigen Material des Tiegels ist es ferner effektiv, dass Quarz oder ein Keramikmaterial auf die Außenseite des Materials der externen Wand aufgebracht wird. Die Öffnung 61 zum Extrahieren eines Siliziumprodukts ist am Boden des Tiegels ausgebildet.
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Das durch die Extraktionsöffnung 61 extrahierte Silizium 55 fließt in einen Tiegel für die Extraktion bzw. Extraktionstiegel an der untersten Stufe des Reaktors. Zum effizienteren Entfernen von unnötigem Kohlenstoff und unnötigem Siliziumkarbid ist es effektiv, dass eine Atmosphäre an der untersten Stufe oxidativ ausgebildet ist. Die Temperatur T1 wird auf 1450°C gesteuert. Das einmal in dem Extraktionstiegel aufgenommene Silizium kann einer kontinuierlichen Produktion unterzogen werden, indem es über ein Durchführungsrohr in den Erstarrungstiegel verbracht wird. Hinsichtlich eines Erstarrungsverfahrens kann ein beliebiges Verfahren von einem Czochralski-Verfahren, einem Erstarrungsprozess und einem rotierenden Erstarrungsprozess verwendet werden. Der Sauerstoffgehalt wird auf 10 bis 0,01% gesteuert. Die Löslichkeit von Kohlenstoff kann dadurch reduziert werden, dass eine oxidative Atmosphäre aufrechterhalten wird. Da der Tiegel in einem untersten Bereich 71 des Reaktors installiert ist, erfolgt ein allmähliches direktes Erstarren des gereinigten und abgegebenen schmelzflüssigen Siliziums, und dieses kann in Form eines Blocks bzw. Ingots extrahiert werden. Um dies zu verwirklichen, kann nicht nur ein Hochfrequenz-Induktionsheizverfahren sondern auch ein Widerstandsheizverfahren als Verfahren zum Beibehalten der Wärme auf T2 verwendet werden.
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Ein oberster Bereich 72 des Reaktors wird für das Wachstum von Siliziumkarbid verwendet. Ein Durchgangsfenster ist zwischen dem obersten Bereich 72 und dem mittleren Bereich 70 vorgesehen, wobei das Durchgangsfenster dazu ausgebildet ist, eine Strömung von Gas, bei dem es sich um eine Mischung aus SiO und CO handelt, von der mittleren Stufe zuzulassen. In der obersten Stufe ist ein Tiegel 74 angeordnet. Für die Materialien des Tiegels 74 können Siliziumkarbid und Quarzglas verwendet werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Außenwand des Tiegels aus Kohlenstoff gebildet, und sein Inneres ist aus Siliziumkarbid oder Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid gebildet. Im Inneren des Tiegels 74 ist geschmolzenes Silizium 76 angeordnet. Eine Oberfläche des Siliziums ist normalerweise SiO und CO ausgesetzt. Als Ergebnis hiervon wird CO in dem Silizium gelöst. Dadurch wird ein Teil des Siliziums als SiO verdampft, wobei es jedoch zu einer gegenseitigen Reaktion mit dem SiO kommt und dieses in Silizium und Siliziumdioxid getrennt wird.
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Das Siliziumdioxid wird auf der Oberseite des Siliziums abgelagert, jedoch ist eine Öffnung 77 zum Einbringen von Kohlenstoff vorgesehen, und das Siliziumdioxid kann in dem schmelzflüssigen Silizium wieder nachgefüllt werden. Eine Einrichtung 78 zum Abführen von Siliziumdioxid ist zum Entfernen des an der Oberfläche des Siliziums 76 gebildeten Siliziumdioxids mittels eines mechanischen Verfahrens vorgesehen. Ein Wafer-Einlass 80 ist zum Einbringen eines Siliziumkarbid-Wafers durch eine in einem oberen Teil angebrachte Abdeckung 79, so dass ein epitaxiales Wachstum erleichtert ist, sowie zum wieder Extrahieren von diesem vorgesehen. Die Temperatur wird von T21 auf T22 erhöht, die Löslichkeit von Kohlenstoff in dem Silizium wird auf die Sättigungslöslichkeit gesteigert, Siliziumkarbid 59 wird auf einem Epitaxiesubstrat 11 abgeschieden, während eine langsame Abkühlung auf T21 stattfindet, wobei nach der Epitaxie die Temperatur wieder angehoben wird und Kohlenstoff nachgefüllt wird. Für das Substrat können Graphit und Siliziumkarbid verwendet werden. Es kann ein kontinuierliches Anwachsen des Siliziumkarbids erfolgen, indem dieser Vorgang wiederholt ausgeführt wird (siehe 2).
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Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, kann der Verlust von Silizium durch das Mischen von Sauerstoff und das Einbringen von Verunreinigungen in Siliziumkarbid durch das Mischen von Stickstoff dadurch unterbunden werden, dass der gesamte mehrstufige Ofen in einem Behältnis untergebracht wird, das als Schutzbehälter bzw. Glocke 75 bezeichnet wird, und Luft durch eine vorgesehene Pumpe 82 abgeführt wird. In diesem Fall sind ferner ein Verdichter 83 sowie Absperrschieber 81, 84 vorgesehen.
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Ferner kann die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Siliziumkarbid und Siliziumdioxid, bei denen es sich um Zwischenprodukte handelt, durch Einfüllen von Inertgas, wie z. B. Argon, gesteuert werden, wobei hierdurch auch ein Druckzustand gesteuert werden kann. Die Geschwindigkeit der Siliziumerzeugung wird durch Dekompression von 1 auf 0,01 Pa allmählich beschleunigt, wobei die Geschwindigkeit der Siliziumerzeugung durch Druckbeaufschlagung von 1 auf 5 Pa allmählich verlangsamt werden kann.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der mehrstufige Ofen verwendet, bei dem die Reaktoren vertikal angeordnet sind; da jedoch reaktives Gas in dem Reaktor an der obersten Stufe kräftig in Richtung nach oben gebildet wird, wird die Oberfläche des Wafers möglicherweise mit Siliziumdioxid bedeckt, wenn der Wafer für die Rückgewinnung von Siliziumkarbid eingebracht wird. Zum Überwinden dieses Problems ist ein mehrstufiger Ofen vorgesehen, in dem Reaktoren lateral angeordnet sind. 4 veranschaulicht den mehrstufigen Ofen gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Kohlenmonoxid und Siliziummonoxid, die jeweils in einem Tiegel 7 für die Erhitzung erzeugt werden, werden in seitlicher Richtung geführt. Ein Bedecken einer Oberfläche eines eingebrachten Wafers mit Siliziumdioxid kann dadurch verhindert werden, dass eine laterale Reaktoranordnung verwendet wird. Ferner können aufgrund der lateralen Reaktoranordnung mehr Kohlenmonoxid und mehr Siliziummonoxid zurückgewonnen werden.
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Als Heizeinrichtung wird eine Induktionsheizung verwendet, jedoch versteht es sich von selbst, dass auch eine solche Einrichtung wie eine elektrische Widerstandsheizung eingesetzt werden kann.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann Silizium mit hoher Reinheit im Vergleich zum einschlägigen Stand der Technik in einfacher Weise extrahiert werden, ohne dass dabei ein Durchlaufen von vielen Schritten erforderlich ist. Da ferner die Temperatur bei der Erzeugung reduziert werden kann, kann Energie eingespart werden. Wenn Verunreinigungen einmal in Silizium eingemischt sind, ist eine große Menge Energie erforderlich, da jedoch bei der vorliegenden Erfindung bei der Herstellung von Siliziumkarbid, bei dem es sich um das Zwischenprodukt handelt, gleichzeitig Verunreinigungen aus Materialien entfernt werden können, aus denen bereits zuvor Verunreinigungen entfernt worden sind, kann das Einmischen von Verunreinigungen auch bei der Erzeugung von Silizium unterbunden werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den vorstehend geschilderten Effekten der Verlust an Materialien vermindert werden, da bei der Rückgewinnung reaktives Gas in Form von Siliziumkarbid zurückgewonnen werden kann und das Siliziumkarbid mit hoher Geschwindigkeit und in effektiver Weise in Form des als elektronische Vorrichtung verwendbaren Wafers zurückgewonnen werden kann. Die vorliegende Erfindung kann somit einen hohen Beitrag zur Schaffung einer neuartigen Technologie zum Herstellen von Silizium leisten.