AT218574B - Verfahren zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleitermaterial - Google Patents

Description

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  Verfahren zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleitermaterial 
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 damit eine Verlängerung der Schmelzzone, wodurch der Anodenstrom auf seinen Sollwert zurückgeführt wird. Hiebei wird der Verdickungswulst am unteren Ende der Schmelzzone beseitigt. Infolge der Rotation 
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 auch bei einer grösseren Anzahl von Zonendurchgängen konstant. 



     Zweckmässigerweise   wird der Übergang von dem Wert der Frequenz, auf welchem der Generator im Zeitpunkt des Durchschmelzens angelangt ist, zu dem Wert der Frequenz, welcher der wandernden stabilen Schmelzzone entspricht, nicht pötzlich, sondern verzögert herbeigeführt. Im andern Falle besteht nämlich die Gefahr des erneuten Erstarren der Schmelzzone, weil die Heizleistung für die vergrösserte Schmelzzone bei Verkleinerung der Frequenz nicht augenblicklich aufgebracht werden kann. Man kann beispielsweise die Frequenz des Hochfrequenzgenerators 9 an dem Drehknopf 11 auf einen bestimmten Sollwert einstellen, der dem Stabdurchmesser und dem gewünschten Anodenstrom entspricht. Vorteilhaft wird die Skala des Drehknopfes 11 gleich in Durchmesserangaben geeicht.

   Befindet sich nun der dritte Kontakt 18a des Schalters 18   im singeschalteten   Zustand, so kann der innerhalb des Hochfrequenzgenerators angeordnete Hilfsmotor uie Frequenzverstellung entsprechend der Aufschaltung und Polung des Relais20 vornehmen. Im Augenblick der Umschaltung des Schalters 18 wird der Kontakt 18a geöffnet, und   der Hilfsmotor läuftauf   den am Drehknopf 11 eingestellten Wert der Frequenz zurück. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass kein abrupter Übergang der Frequenz stattfindet. 



   Vorteilhafterweise wird bei wiederholtem Durchlauf der Schmelzzone durch den Halbleiterstab nur   dieAufwärtsbewegung der Heizspule zum Zonenschmelzen benutzt,   weil die nach oben wandernde Schmelzzone stabiler ist als die nach unten wandernde und sich somit eine leichtere Handhabung des Verfahrens ergibt. In diesem Falle wird dann zweckmässigerweise bei der Abwärtsbewegung der Heizspule dieser ewe   solche Heizleistung zugeführt, dass eine Glühzone   in dem Halbleitermaterial erhalten bleibt. Ist die Heizspule dannam unteren Ende des Stabes angekommen, so kann die Schmelzzone einfach durch vergrösserte Heizleistung erzeugt werden, während zum Schmelzen eines kalten Halbleiterstabes zusätzliche Mittel nötig sind.

   Die Umschaltung der Bewegungsrichtung der Heizspule sowie die Umschaltung auf veränderte Heizleistung kann durch Begrenzungskontakte erfolgen, die in der Nähe der Halterungen des Halbleiterstabes angeordnet sind. 



   In Fig. 2 ist die Frequenz fg des Hochfrequenzgenerators 9 über der Zeit aufgetragen, und zwar mit dem Zeitpunkt beginnend, in dem die Glühzone am unteren Ende des Stabes angekommen ist. Kleinere Schwankungen infolge der Regelvorgänge sind ausser acht gelassen. 



   Damit derAnodenstrom auf dem gewünschten Wert gehalten wird, muss die Frequenz zunächst ziemlich stetig steigen. Im Zeitpunkt    tl   ist der Stab durchschmolzen, und die Frequenz sinkt. Im Zeitpunkt 
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 Stab bei. 



   Zusammengefasst stellt sich das selbsttätige Programm des Zonenschmelzens mit dem erfindungsgemässen Verfahren so dar : Der Halbleiterstab wird durchschmolzen, indem der Heizkreis 5,7 mit einem   konstanten Strom gespeist wird.   Diese Konstanz des Stromes wird durch die Regelung der Frequenz des Generators 9 bewirkt. Das Durchschmelzen des Halbleitermaterials wird durch die Einrichtung 24 gemeldet. 



  Diese schaltet verzögert über das Relais 23 die Frequenzregelung ab und damit die Regelung des Anodenstromes durch Änderung des Abstandes der Stabhalterungen ein. Gleichzeitig wird die Relativbewegung   derHeizspulezumHalbleiterstab   sowie die Drehbewegung der unteren Stabhalterungen eingeschaltet. Die Frequenz läuft auf einen dem eingestellten Anodenstrom und dem vorhandenen Stabdurchmesser entsprechenden Wert und bleibt dort stehen. Nach dem Durchlauf der Schmelzzone durch den Halbleiterstab, d. h. bei Erreichen des oberen Begrenzungskontaktes, werden sämtliche Regelvorgänge sowie die Stabrotation ausgeschaltet und die Bewegungsrichtung der Heizspule umgekehrt.

   Mit verminderter Heizleistung läuft die Heizspule bis zu   dem untefen 3egrenzung ontakt,   worauf sich das Spiel wiederholt. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleitermaterial, bei dem durch einen an seinen Enden gehalterten, lotrecht stehenden Halbleiterstab eine Schmelzzone in Achsrichtung hindurchgeführt wird, die mittels induktiver Erhitzung durch eine von einem Hochfrequenzgenerator gespeiste, den Halbleiterstab ringförmig umgebende Spule erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Spule <Desc/Clms Page number 4> eingespeiste, von dem Durchmesser des Halbleiterstabes abhängige Strom (Anodenstrom des Hochfrequenzgenerators) zur Steuerung einer Einrichtung verwendet wird, welche in der Lage ist, den Anodenstrom wahlweise durch Änderung des Abstandes der Halterungen des Halbleiterstabes oder durch Änderung der Frequenz des Hochfrequenzgenerators auf einen gewünschten Wert zurückzuführen,

   wobei zu Beginn des Zonenschmelzvorganges, d. h. vor dem Entstehen der Schmelzzone, der Anodenstrom durch Frequenz- änderung auf dem gewünschten Wert gehalten und nach dem Durchschmelzen des Stabes die Frequenz auf einen demvorhandenenStabdurchmesser und dem gewünschten Anodenstrom entsprechenden Wert geführt und der Anodenstrom durch Änderung des Abstandes der Stabhalterung auf dem gewünschten Wert gehalten wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Hochfrequenzgenerators verzögert auf den dem vorhandenenStabdurchmesserund dem gewünschten Anodenstrom entsprechenden Wert geführt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei wiederholtem Durchlauf der Schmelzzone durch den Halbleiterstab die Aufwärtsbewegung der Heizspule zum Zonenschmelzen verwendet wird, EMI4.1