Bateau en céramique d'échelle pour le four vertical de soutien de diffusion de gaufrettes/croissance de vapeur

Les bateaux de gaufrette d'art antérieur fournis dans des fours diffusion verticaux et des fours de croissance de vapeur ont un problème parce qu'une différence de conductivité de chaleur entre la gaufrette traitée et la région de soutien de gaufrette en contact avec les causes de gaufrette chauffez la tension, produisant par conséquent des défauts en cristal dans la gaufrette. Un bateau de gaufrette proposé pour résoudre ce problème est adapté pour soutenir des gaufrettes trois ou quatre points. Spécifiquement, le bateau de gaufrette a un appui de gaufrette ayant des poteaux de soutien de bateau et des barres de soutien projetant des poteaux de soutien de bateau, et soutient chaque gaufrette telle que le visage de bord et la surface arrière d'une partie périphérique côté du bord de la gaufrette sont en contact plat avec les ports de soutien de bateau et les barres de soutien (voir le no. japonais Sho de publication de Kokai de demande de brevet. 61-191015).

Chacun des courriers de soutien de bateau est équipé de cannelures chacune qui a un espace légèrement plus grand que l'épaisseur de la gaufrette, et le visage de bord et la surface arrière de la partie périphérique côté du bord de la gaufrette soutenue sont en contact plat avec les surfaces de cannelure.

La partie périphérique de la gaufrette est tenue en contact avec les parties de soutien du bateau de gaufrette au-dessus d'une vaste zone. Par conséquent, les éraflures minuscules peuvent se produire dans la partie périphérique de la gaufrette quand la gaufrette est mise dans et prise hors du bateau de gaufrette. En outre, la différence de conduction thermique peut produire des défauts en cristal dans les parties de contact de la gaufrette. Un bateau de gaufrette proposé pour résoudre ces problèmes est révélé dans no. japonais Hei 2-17633 de publication de Kokai de demande de brevet et no. japonais Hei 2-102523 de publication de Kokai de demande de brevet. Fig. 1 montre le bateau révélé de gaufrette. Car montré, le bateau de gaufrette a une pluralité des poteaux 9 de soutien érigés pour être essentiellement perpendiculaire la surface principale de la gaufrette et des barres latérales 10 de soutien s'étendant des poteaux de soutien. Chaque gaufrette 8 est le tel soutenu qui ses 11 extérieurs arrières est alignés en le point ou contact aux positions s'y rapportant espacées part par environ 1 cm partir de son bord avec les barres 10. de soutien.

Par suite de la tendance du diamètre croissant de gaufrette, en gaufrettes ayant des diamètres qui dépassent environ 30 cm (12 pouces), recourbement des résultats de gaufrettes dus au poids s'y rapportant, qui cause par la suite les défauts en cristal tels que des défauts de glissement. Fig. 2 montre que l'effort maximum s'est produit dans une gaufrette due son poids quand une partie périphérique de la gaufrette est maintenue 1,200° C., l'obtention montrée par effort maximum par le calcul de divers diamètres et épaisseurs de la gaufrette par une méthode d'élément fini en utilisant un programme d'ANYSIS.

Avec une gaufrette habituelle de 6 pouces ayant une épaisseur de 0,7 millimètres, un effort maximum de 0,0235 kgf/mm2 est produit. Avec une gaufrette de 12 pouces ayant la même épaisseur, l'effort maximum est 0,094 kgf/mm2. On le verra que, afin de supprimer l'effort produit dans la gaufrette de 12 pouces une valeur de cela de la gaufrette de 6 pouces ayant le même poids, une épaisseur d'environ 3 millimètres est nécessaire. C'est irréaliste des points économiques et de production, tels que le transport des gaufrettes. La génération des défauts en cristal dus au poids de la gaufrette est plus sérieuse que la génération des défauts en cristal dus la différence de conduction thermique entre la gaufrette et les parties de soutien du bateau de gaufrette.

Le développement d'un bateau de gaufrette, qui approprié supprimer les défauts en cristal a produit d'en raison du poids d'une gaufrette, est indispensable. En liaison avec ceci, il est également nécessaire de prendre en compte la suppression des défauts de glissement produits par la contrainte thermique due la différence de la température dans la surface de gaufrette.

Un objet de l'invention est, donc, de surmonter les problèmes existant dans l'art antérieur, et de fournir un bateau de gaufrette pour un four vertical qui peut réduire l'effort dans la gaufrette provoquée par le poids s'y rapportant avec une épaisseur habituelle de gaufrette même où le diamètre des grimper de gaufrette jusqu'environ 30 cm (12 pouces), et c'est moins susceptible des effets de la contrainte thermique.

Selon un aspect de l'invention, on donne un bateau de gaufrette pour l'utilisation en fours verticaux et avoir une structure pour soutenir une pluralité des gaufrettes une au-dessus des autres un intervalle, la comportement de structure :

une pluralité de courriers de soutien disposés tout droit et essentiellement perpendiculaire de principales surfaces des gaufrettes aux positions autour des gaufrettes, et

une pluralité de barres de soutien chacune se prolongeant latéralement de chacun des courriers de soutien et soutenant une surface arrière de chacune des gaufrettes aux positions s'y rapportant espacées indépendamment d'un centre de la gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du rayon de la gaufrette.

La gaufrette est (001) - gaufrette, et les barres de soutien peuvent soutenir la gaufrette de retour aux positions s'y rapportant le long de 100 ! , c.--d., <100>, <010>, <100>, et <010>, ou 110 ! , c.--d., <110>, <110>, <110>, et <110>, orientation en cristal.

Les barres de soutien peuvent soutenir la gaufrette de retour en contact de point en conséquence, dans la ligne contact en conséquence, ou dans la ligne contact plat en conséquence.

Selon l'invention, l'effort s'est produit dans une gaufrette due au poids s'y rapportant, est réduit en soutenant le dos de la gaufrette aux positions s'y rapportant espacées indépendamment du centre de la gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du rayon (r) de la gaufrette par les barres de soutien chacun s'étendant de chacune d'une pluralité de courriers droits de soutien essentiellement perpendiculaires la surface principale de la gaufrette. Fig. 3 montre l'effort maximum, une température de 1,200° C., qui est produit en diamètre waferhaving environ de 30 cm (12 pouces) dans la taille et ayant une épaisseur de 0,7 millimètres, l'effort étant calculé pour des cas quand le dos de la gaufrette est soutenu de diverses positions. Le calcul a été effectué par une méthode d'élément fini employant un programme d'ANYSIS.

Quand la partie périphérique de la gaufrette est soutenue, un effort maximum de 0,094 kgf/mm2 est produit comme mentionné ci-dessus. Quand la gaufrette est soutenue aux positions espacées indépendamment du centre de gaufrette par une distance correspondant un tiers du rayon de gaufrette, un effort maximum de 0,112 kgf/mm2 est produit. Quand la gaufrette est soutenue aux positions espacées indépendamment du centre de gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du diamètre de gaufrette, l'effort maximum est 0,028 kgf/mm2, ainsi il signifie que l'effort a produit d'en raison du poids de la gaufrette est réduit.

Habituellement, la position laquelle l'effort est réduit au minimum dans une forme de disque uniforme est une position espacée par deux-tiers du rayon du centre du cercle. Ceci signifie que l'effort dû au poids de la gaufrette peut être réduit au minimum en soutenant la gaufrette la position deux-tiers du rayon de la gaufrette du centre s'y rapportant. Comme indiqué par les résultats ci-dessus de calcul, même avec une gaufrette ayant un diamètre environ de 30 cm (12 pouces) dans la taille et ayant une épaisseur de 0,7 millimètres, l'effort maximum a produit d'en raison du poids de la gaufrette peut être supprimé approximativement une valeur de 0,0235 kgf/mm2, qui est l'effort produit dans une gaufrette ayant un diamètre environ de 15 cm (6 pouces) dans la taille quand la partie périphérique de la gaufrette est soutenu, en soutenant une région de gaufrette espacée indépendamment du centre de gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du rayon de gaufrette.

La dépendance de l'effort produit par le poids de la gaufrette sur la position de l'appui en le bateau de gaufrette, est vérifiée l'aide d'une méthode de diffraction des rayons X l'aide du Cu comme source du rayonnement et du cristal de silicium d'a (001) ayant une épaisseur de 1 cm, avec lesquelles la déformation peut être ignorée, comme monochrometer. Un système optique de diffraction des rayons X sensible la tension a été établi en plaçant (+, -) le positionnement parallèle entre le monochrometer en cristal et (001) - gaufrette tenue la position de soutien de bateau de gaufrette.

Utilisant ce système optique une courbe de basculage a été obtenue partir de la réflexion (de 400) de la gaufrette, et la demi largeur a été obtenue partir de la courbe de basculage. Fig. 4 montre la dépendance de la demi largeur obtenue ainsi sur la position de soutien de bateau de gaufrette. La demi largeur a une valeur minimum environ de 25 cm (10 pouces) quand la gaufrette est soutenue en le bateau de gaufrette aux positions espacées par une distance correspondant deux/tiers de son rayon du centre. Quand la distance espacée- part du centre de la gaufrette accroissement plus ultérieur par une quantité correspondant plus de deux-tiers du rayon de la gaufrette, les demi augmentations de largeur, de ce fait indiquant une augmentation de l'effort produit par le poids de la gaufrette. Du résultat ci-dessus, on le voit que la tension produite dans la gaufrette par le poids s'y rapportant peut être réduite au minimum en soutenant la gaufrette aux positions s'y rapportant espacées part par une distance correspondant deux-tiers du rayon de la gaufrette. La minimisation de l'effort est de cette façon efficace pour supprimer des défauts de glissement provoqués par le poids de la gaufrette. Les résultats ci-dessus ont été obtenus avec une épaisseur de gaufrette de 0,7 μm. La demi largeur varie avec l'épaisseur de gaufrette. Cependant, indépendamment des variations d'épaisseur de gaufrette, la demi largeur est minimum quand la gaufrette est soutenue en le bateau de gaufrette aux positions espacées indépendamment du centre de la gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du rayon de gaufrette.

Selon l'invention, le glissement de la gaufrette d'a (001) - est supprimé parce que le dos du (001) - la gaufrette est soutenue 100 ! ou 110 ! orientation en cristal par des barres de soutien chacune s'étendant de chacune d'une pluralité de courriers droits de soutien essentiellement perpendiculaires la surface principale (001) - de la gaufrette. La raison pour cette fin est expliquée en tant que suivre.

La contrainte thermique est produite en gaufrettes dues une différence de la température du wafersurface produit dans le moment où la gaufrette est mise et prise hors du four. Le glissement est produit actuellement par une contrainte thermique dépassant un glissement de l'effort de cisaillement F. de seuil en gaufrettes de silicium est régi par 12 systèmes de glissement, et l'effet de la contrainte thermique F sur les systèmes de glissement est exprimé As

l où le α est l'angle entre la contrainte thermique et la normale avec la surface de glissement, et le β est l'angle entre la contrainte thermique et la direction du glissement. Quant la contrainte thermique F, puisque le σ d'effort tangentiel prédomine, et la valeur du cosα·le cosβ en présence de cet effort a été calculé pour chaque orientation en cristal du respect de waferwith aux 12 systèmes de glissement (fig. 5).

La valeur devient un minimum pour 110 ! et 100 ! orientations en cristal de la gaufrette. Ceci signifie que ces orientations en cristal sont telles cela qui dépasse la valeur de f est la plus peu probable. C'est--dire, la génération de glissement est la plus peu probable quand une certaine contrainte thermique prédéterminée est produite dans une gaufrette. Par conséquent, on le désire pour soutenir la gaufrette aux positions correspondant ces orientations en cristal.

Les objets, les caractéristiques et les avantages ci-dessus et autres de la présente invention ressortiront de la description qui suit des modes de réalisation préférés de l'invention ont expliqué référence étant faite aux dessins de accompagnement, dans lesquels :

Fig. 1 est une vue sectionnelle montrant un bateau de gaufrette d'art antérieur ;

Fig. 2 est un graphique montrant que la dépendance de l'effort maximum s'est produite dans une gaufrette due au poids s'y rapportant sur le diamètre et l'épaisseur de gaufrette ;

Fig. 3 est un graphique montrant que la dépendance de l'effort maximum s'est produite en gaufrette de 12 pouces ayant une épaisseur de 0,7 millimètres sur la position de la région de soutien de gaufrette ;

Fig. 4 est un graphique montrant la dépendance largeur de diffraction des rayons X de la demi sur la position de gaufrette soutenue en le bateau de gaufrette ;

Fig. 5 est un graphique montrant le cosα·valeur de cosβ de chaque système de glissement correspondant l'effort tangentiel ;

Fig. 6 est une vue sectionnelle montrant un four diffusion vertical (ou le four de croissance de vapeur) pour décrire des modes de réalisation de l'invention ;

Fig. 7 est une vue sectionnelle montrant un bateau de gaufrette pour décrire un premier mode de réalisation de l'invention ;

Fig. 8 est une vue de plan montrant le bateau de gaufrette pour décrire la première incorporation ;

Fig. 9 est vue sectionnelle montrant un bateau de gaufrette pour décrire un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

Fig. 10 est une vue de plan montrant le bateau de gaufrette pour décrire le deuxième mode de réalisation de l'invention ;

Fig. 11 est une vue sectionnelle montrant un bateau de gaufrette pour décrire un troisième mode de réalisation de l'invention ; et

Fig. 12 est une vue de plan montrant le bateau de gaufrette pour décrire le troisième mode de réalisation de l'invention.

Maintenant, des modes de réalisation préférés de l'invention sont expliqués référence étant faite aux dessins.

Premier mode de réalisation

Fig. 6 est une vue sectionnelle montrant un premier mode de réalisation de l'invention. En référence fig. 6, une structure de réaction de double tuyau est disposée dans un four vertical 1 de chauffage de réaction, et elle comporte un tuyau externe 2 et un tuyau intérieur 3. La structure est soutenue sur des 4. bas. Un bec 5 pour le gaz de réaction fournisseur avance au tuyau intérieur 3. Le bateau 6 de gaufrette est disposé dans le tuyau intérieur 3 tels qu'il est rotatif autour de son axe vertical. Dans le bateau 6 de gaufrette, une pluralité (001) - des gaufrettes 8 sont soutenues une au-dessus des autres un intervalle indiqué.

Fig. 7 est une vue sectionnelle, sur une échelle agrandie, montrant une pièce incluse dans un rectangle tiret A dans fig. 6, c.--d., parties de soutien de représentation du bateau de gaufrette en détail. Le bateau 6 de gaufrette pour (001) - les gaufrettes de soutien 8 a une pluralité des courriers 9 de soutien et des barres 10 de soutien se prolongeant de l. Les poteaux 9 de soutien prolongent essentiellement droit autour des gaufrettes 8, et les barres 10 de soutien se prolongent latéralement des poteaux 9 de soutien dans le côté de gaufrette. Les barres 10 de soutien ont arrondi les saillies 12, quel appui, en contact de point, les 11 arrières de chacun (001) - gaufrette aux positions espacées indépendamment du centre de la gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du rayon de la gaufrette.

Fig. 8 est une vue de plan montrant la disposition montrée dans fig. 7. Comme montré, les saillies 12 des barres 10 de soutien prolongeant de l'appui des courriers 9 de soutien la gaufrette de retour trois positions correspondant <010>, <100>, orientations en cristal de <110> (en ce texte, « « indique une direction négative, par exemple, « 1"), ces positions étant espacées indépendamment du centre (001) - de la gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du rayon de la gaufrette.

Utilisant le bateau de gaufrette selon l'invention, vingt gaufrettes 8 environ de 30 cm (12 pouces) dans la taille ont été empilées un au-dessus des autres un intervalle uniforme de 20 millimètres, et soumis un traitement thermique dans cet état dans une atmosphère d'azote une température de 1,100° C. qui est atteint un taux ramping de 10° C./min. Quand un bateau de gaufrette d'art antérieur a été utilisé, beaucoup de glissements de 30 millimètres et ci-dessus ont été produits dans des régions de gaufrette soutenues par le waferboat. Avec le bateau de gaufrette selon la première incorporation, aucun glissement n'a été trouvé dans les régions de gaufrette soutenues en le bateau de gaufrette.

Deuxième mode de réalisation

Fig. 9 est une vue sectionnelle, sur une échelle agrandie, montrant une pièce incluse dans un rectangle tiret A dans fig. 6, c.--d., montrant la structure des parties de soutien du waferboat selon la deuxième incorporation en détail. Dans le bateau 6 de gaufrette pour (001) - les gaufrettes de soutien 8, les barres 10 de soutien se prolongent latéralement des courriers 9 de soutien dans le côté de gaufrette. Chaque barre 10 de soutien a une ligne arquée la partie 13 formée son extrémité libre pour soutenir la gaufrette de retour 11 une position s'y rapportant espacée indépendamment du centre de la gaufrette par une distance deux-tiers correspondants du rayon de la gaufrette. La ligne arquée la partie 13 est alignée en contact avec les 11 extérieurs arrières de la gaufrette soutenue 8. Le reste de la construction de cette incorporation est identique que celui de la première incorporation montrée dans fig. 7.

Fig. 10 est une vue de plan montrant la disposition montrée dans fig. 9. Dans la deuxième incorporation, la surface arrière de chacun (001) - gaufrette est soutenue trois positions correspondant <010>, <100>, orientations en cristal de <110>, ces positions étant espacées indépendamment du centre de la gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du rayon de la gaufrette par la ligne arquée partage 13 des barres 10 de soutien s'étendant des courriers 9. de soutien. Utilisant ce bateau de gaufrette, vingt gaufrettes 8 environ de 30 cm (12 pouces) dans la taille ont été empilées un au-dessus des autres un intervalle uniforme de 20 millimètres, et soumis un traitement thermique dans cet état dans une atmosphère d'azote un taux ramping de 15° C./min. et une température de 1,100° C. Quand un bateau de gaufrette d'art antérieur a été utilisé, beaucoup de glissements de 30 millimètres et ci-dessus ont été produits dans des régions de gaufrette soutenues par le waferboat. Avec le bateau de gaufrette selon cette incorporation, aucun glissement n'a été trouvé dans les régions de gaufrette soutenues en le bateau de gaufrette.

Troisième mode de réalisation

Fig. 11 est une vue sectionnelle, sur une échelle agrandie, montrant une pièce incluse par un rectangle tiret A dans fig. 6, c.--d., montrant la structure des parties de soutien du bateau de gaufrette selon la troisième incorporation. Dans le bateau 6 de gaufrette pour les gaufrettes de soutien 8, les barres 10 de soutien se prolongent latéralement des courriers 9 de soutien dans le côté de gaufrette. Un anneau 14 est tel fourni qu'il relie les extrémités libres, c.--d., bouts internes des barres 10 de soutien et qu'il est en contact plat avec les 11 de retour extérieurs de chaque gaufrette 8 aux positions espacées indépendamment du centre de la gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du rayon de la gaufrette. De cette façon, l'intégrale de l'anneau 14 avec les barres 10 de soutien soutient la gaufrette en contact plat avec la surface arrière de la gaufrette.

Fig. 12 est une vue de plan montrant la disposition montrée dans fig. 11. Comme montré, le dos de la gaufrette est soutenu aux positions espacées indépendamment du centre de la gaufrette par une distance correspondant deux-tiers du rayon de la gaufrette par l'intégrale de l'anneau 14 aux barres 10 de soutien s'étendant des courriers 9. de soutien. Utilisant ce waferboat, vingt gaufrettes 8 environ de 30 cm (12 pouces) dans la taille sont soutenues un au-dessus des autres un intervalle uniforme de 20 millimètres, et soumis un traitement thermique dans une atmosphère d'azote une température de 1,100° C. qui a été atteint un taux ramping de 20° C./min. Quand un bateau de gaufrette d'art antérieur a été utilisé, beaucoup de glissements de 30 millimètres et ci-dessus ont été produits dans des régions de gaufrette soutenues en le bateau de gaufrette. Avec le bateau de gaufrette selon l'incorporation, aucun glissement n'a été trouvé dans des régions de gaufrette soutenues en le bateau de gaufrette.

Tandis que les incorporations ci-dessus concernaient le four diffusion vertical, l'invention peut également être appliquée aux bateaux de gaufrette pour des fours de croissance de vapeur.

Aussi a été décrit dans l'antérieur, selon l'invention, il est possible de supprimer la génération d'effort provoquée par le poids de gaufrettes, qui soulignent des augmentations comme diamètres sont augmentées, éliminant de ce fait les défauts en cristal dans les waferregions en contact avec le bateau de gaufrette dans le traitement thermique des gaufrettes dans un four diffusion vertical ou un four vertical de croissance de phase vapeur. Il est ainsi possible d'éliminer des effets inverses des défauts en cristal sur des caractéristiques de dispositif et d'obtenir extrêmement des effets significatifs pour l'amélioration de rendement de dispositif.

Il est encore possible de supprimer la génération de glissement dans des régions soutenues du waferback correspondant 100 ! et 110 ! orientations en cristal. Les 100 ! moyens d'orientation en cristal <100> l'un des, <010>, <100>, et orientations en cristal de <010> et les 110 ! moyens d'orientation en cristal <110> l'un des, <110>, orientations de <110>, et de <110>crystal.

Tandis que l'invention a été décrite dans ses modes de réalisation préférés, il doit être compris que les mots qui ont été employés soient des mots de description plutôt que la limitation et que des modifications dans la portée des réclamations apposées peuvent être apportées sans s'écarter de la portée vraie de l'invention comme définies par les réclamations.