СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ КВАРЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1969 года по МПК G01N27/02 C30B15/10 

Описываемый способ может быть использован преимущественно для определения чистоты кварцевых изделий применяемых в качестве коитейнеров в металлургии полупроводников.

Известный способ контроля чистоты кварцевых изделий, используемых для плавки полупроводниковых материалов, включающий расплавление в контролируемом изделии навески .. полупроводникового материала, выдержку расплава, вытягивание из расплава монокристалла на затравку и измерение его удельного электросопротивления, дает возможность определить суммарную концентрацию примесей, содержащихся в поверхностных слоях кварцевого изделия.

Описываемый способ отличается тем, что в качестве исходного полупроводникового материала исиользуют кремний р-типа проводимости с удельным электросоиротивлением не менее 1000 ом-см и содержанием бора не более 5-10з атомов/слЯ Монокристалл цосле вытягивания подвергают бестигельной зонной очистке в условиях вакуума, а затем сравнивают величины концентраций бора, найденные по значениям удельного электросопротивления очин1енного монокристалла и исходиого материала. Это дает возможность определить содержание бора в поверхностных слоях контейнеров.

На чертеже изображена схема, иллюстрирующая описываемый способ.

Контролируемое изделие / или часть его устанавливают непосредственно на индуктор 2, расположенный в полости вакуумной камеры аппарата. В полость изделия помещают навеску кремния р-пта в виде шайбы 3. Удельное электросопротивление кремиия, используемого в качестве исходного .материала, расплавляемого в кварцевом изделии, должно иметь величину не менее 1000 ом см при содержанин бора не более 5-10 атомов/с,-;.

В держателях верхнего и нижнего щтоков 4 и 5 укрепляют затравки б и 7 3 зонноочищенного кремния /у-тина проводимости с удельным электросопротивлением не менее 1000 ом-см. Для стартового разогрева щайбы 3 между затравкой 7 и изделием 7 помещают щайбу 8 из кремния с удельным электросопротивлением менее 1 ом см. После разогрева щайбы 3 затравку 7 отводят вниз, и шайба S сбрасывается на дно вакуумной камеры. Расплав кремния в изделии выдерживают в течение времени, необходимого для растворения поверхностного слоя кварца, после чего нз расплава на затравку 6 вытягивают монокристалл.

Процесс осуществляют в условиях вакуума при остаточном давлении не более 5 мм рт. ст.

В процессе зонной очистки примеси с коэффициентами распределения меньше и больше единицы перешедшие в расплав кремния из кварца, концентрируются в конечных частях монокристалла, вследствие чего значение удельного электросопротивления очишенного монокристалла соответствует содержанию в нем бора.

После определения здельного электросопротивления очиш,енного монокристалла величину его сравнивают с величиной . удельного электросопротивления исходного кремния, определяют количество бора, перешедшего в кремний из кварца, и находят концентрацию бора в поверхностных слоях контролируемого кварцевого изделия в зависимости от скорости растворения кварца в кремнии, времени и плош,ади контакта кремния с кварцем, веса исходного кремния и разности концентраций бора в кремнии, определяемых по значениям удельного электросопротивления исходного кремния и очиш,енного монокристалла.

Предмет изобретения

Способ контроля чистоты кварцевых изделий, используемых для плавки в них полупроводниковых материалов, включающий расплавление в контролируемом изделии навески полупроводиикового материала, выдержку расплава, вытягивание из него монокристалла на затравку и изменение его удельного электросопротивления, отличающийся тем, что, с целью определения содержания бора в поверхностных слоях изделий, в качестве исходного полупроводникового материала используют кремний р-типа проводимости с удельным

электросопротивлением не менее 1000 ом-см и содержанием бора не более 5-10 атомов/Суиз, а монокристалл после вытягивания подвергают бестигельной зонной очистке в условиях вакуума, после чего сравнивают величины концентраций бора, найденные по значениям удельного электросопротивления очищенного монокристалла и исходного материала.