РОСТ клином

Одностороннее охлаждение растущего кристалла приводит к тому, что фронт кристаллизации (ФК) отклоняется от положения, перпенди­кулярного направлению вытягивания. В результате угол между направ­лениями скоростей роста и вытягивания становится меньше 180° (см. рис. 3.2), а передний край растущего кристалла приобретает форму клина. В этом случае удается увеличивать скорость вытягивания кри­сталла и производительность установки при одновременной возмож­ности уменьшения скорости кристаллизации и улучшении качества Si-лент и пластин. Однако в результате наклонного ФК образуется столбчатая зеренная структура ленточного кристалла. Форма клина обычно реализуется в методах литья, но наиболее интересна она при выращивании на затравку.

Ленты на затравку можно выращивать как с поверхности расплава (способы HRG, LASS), так и внутри кристаллизатора (HCRP).

Способы HRG и LASS аналогичны; первый разрабатывался в Япо­нии фирмами Toyo Silicon Co. Ltd., Japan Silicon, Nippon Silicon, второй — в США фирмой Energy Material Corp. Однако идея была предложена в [1]. Способы основываются на высоком значении поверхностного на­тяжения жидкого кремния и уменьшении плотности кремния при кри­сталлизации (см. приложение 2). Это позволяет кремнию не перели­ваться через верхнюю кромку одной из стенок тигля, расположенной несколько ниже уровня расплава, а кристаллизующейся ленте — плавать на поверхности (см. рис. 3.2, а).

Способ HCRP разработан фирмой Hoxan (Япония) и отнесен нами к методу РК (см. рис. 3.3) по причине выращивания ленты на затравку. Однако схема поступления расплава кремния к фронту кристаллизации и вообще использование кристаллизатора указывают на литейный про­цесс, что отражено в названии способа. Таким образом, данный способ является как бы пограничным между методом выращивания на затрав­ку и методом литья. Способ HCRP может оказаться наиболее перспек­тивным, поскольку соединяет в себе преимущества того и другого ме­тодов.