CH366902A - Einrichtung zur Herstellung eines kristallisierten Halbleiterstoffes - Google Patents
Einrichtung zur Herstellung eines kristallisierten HalbleiterstoffesInfo
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B11/08—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt every component of the crystal composition being added during the crystallisation
- C30B11/10—Solid or liquid components, e.g. Verneuil method
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Description
Einrichtung zur Herstellung eines kristallisierten Halbleiterstoffes Im Hauptpatent Nr. 355220 ist ein Verfahren zur Herstellung eines für die Verarbeitung zu Halbleiter geräten geeigneten kristallisierten Halbleiterstoffes be schrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass eine flüchtige Verbindung eines Halbleitereigenschaf ten aufweisenden chemischen Elementes mit einem flüchtigen Reduktionsmittel vermischt, der Wirkung einer Gasentladung ausgesetzt wird, die unter solchen Bedingungen betrieben wird, dass eine Abscheidung des chemischen Elementes an mindestens einer Elek trode der Gasentladung in schmelzflüssiger Form er folgt und dass infolge eines nach Massgabe der jeweils an mindestens einer der Elektroden gebildeten flüssi gen Substanz erfolgenden Auseinanderziehens der Elektroden das schmelzflüssige Material sukzessive zum Erstarren gebracht wird. Die hierzu benötigte Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zur Aufrechterhaltung der Gasentladung vorgesehenen Elektroden in einem mit Zu- und Ableitungen für die Reaktionsgase versehenen Reaktionsgefäss angeordnet sind und dass Mittel vorgesehen sind, welche die Elek troden nach Massgabe des Kristallwachstums ausein- anderziehen. Bei dieser Einrichtung hat es sich als nachteilig erwiesen, dass gewisse, wenn auch geringfügige Men gen von Abscheidungen sich auch auf anderen uner wünschten Flächen der Entladungseinrichtung nieder schlagen, insbesondere auf heissen Teilen der Gefäss wandung und - bei Betrieb mit Gleichstrom -auf der Anode bzw. überhaupt auf anderen Elektroden, auf denen die Abscheidung nicht erwünscht ist. Diese Niederschläge beeinträchtigen nicht nur die Ausbeute, sondern sie beeinträchtigen vor allem auch die Rein heit des zu gewinnenden Materials, weil diese uner- wünschten Niederschläge nach einiger Zeit infolge der hohen Temperatur ihrer Unterlage teilweise wie der verdampfen oder - bei einer Abscheidung auf einer Elektrode - zerstäuben und hierbei Teilchen aus ihrer Unterlage als Verunreinigungen in den Entla dungsraum einführen. Sollten auch durch besondere Betriebsbedingungen oder andere Massnahmen die Abscheidungen an unerwünschten Stellen vermieden werden, so wird doch eine Verunreinigung durch die üblicherweise verwendete Glas- bzw. Quarzwandung selbst erfolgen, da sich die in oder auf ihr befindlichen Verunreinigungen erwärmen und verdampfen bzw. sublimieren. Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Herstellung eines kristallisierten Halbleiterstoffes nach Patentanspruch II des Hauptpatentes Nr. 355220. Sie besteht darin, dass mindestens die durch die Gas entladung einer starken Erwärmung ausgesetzten, im Entladungsgefäss befindlichen und nicht als Träger des Niederschlages dienenden Flächen gekühlt sind. Gemäss einer besonderen Ausbildung der Erfin dung bestehen diese Flächen aus einem gut wärme- leitenden Material, vorzugsweise Metall, beispielsweise Kupfer oder Silber, oder - besonders dann, wenn höhere Gasdrücke auftreten - aus Stahl, das man dann unter Umständen verkupfern oder versilbern oder durch andere überzüge gegen Aggression schüt zen kann. Die Kühlung erfolgt zweckmässigerweise durch eine umlaufende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, wobei die zu kühlenden Flächen doppelwan dig ausgebildet sind. Beim Gleichstrombetrieb ist ins- besondre die Anode als wassergekühltes Hohlrohr vorzugsweise aus Kupfer ausgebildet. Es ist zwar an sich bereits bekannt, bei ähnlichen Anordnungen, welche die Gewinnung von Substanzen aus der Gasphase bezwecken, Kühlungen anzuwen den. Diese dienten jedoch bisher dem Zweck, die jenigen Flächenteile zu kühlen, an denen der er- wünschte Niederschlag vor sich gehen soll, um die Kondensation zu fördern und/oder den Niederschlag an bestimmte gewünschte Flächen zu transportieren. Demgegenüber wird gemäss der Erfindung umgekehrt die Niederschlagsfläche auf hoher Temperatur gehal ten, während die übrigen Flächen gekühlt werden. Gemäss einer besonderen Ausbildung der Erfin dung werden die gekühlten Flächen, mindestens die in besonderer Nähe der Abscheid'ungsstelle befind lichen Flächen, entweder ständig oder von Zeit zu Zeit gerüttelt, damit die sich trotz der Kühlung dort ergebenden Niederschläge abblättern und auf den Boden des Entladungsgefässes fallen. Es hat sich her ausgestellt, dass sich die auf den gekühlten, besonders aus Kupfer bestehenden Flächen bildenden Nieder schläge auf diese Weise sehr leicht entfernen lassen, ohne dass sie dabei Teilchen aus ihrer Unterlage los lösen. In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Einrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Entladungsgefäss 1, das mit Gleichstrom betrieben wird und dessen Kathode 2 aus einem in Richtung des Pfeiles 3 bewegbaren Sili- ciumstab besteht. 4 bedeutet die Anode, welche aus einem wassergekühlten Kupferhohlkörper besteht. Der Wasserstrom ist durch Pfeile angedeutet. Das Ent ladungsgefäss 1 selbst ist ebenfalls als wasserdurch flossenes Hohlgefäss ausgebildet. Die gasförmigen Ausgangsprodukte, beispielsweise Siliciumtetrachlorid oder Siliciumchloroform, werden durch einen Düsen ring 5 gegen die Schmelzkuppe 6 des Siliciumstabes 2 geblasen. Der zur Reduktion dienende bzw. die Um setzung erleichternde Wasserstoff wird durch ein, die Anode 4 umgebendes Zylinderrohr 7 eingeführt. Die Öffnung 8 dient zum Entweichen der Abgase. Die Anode 4 wird von Zeit zu Zeit mittels einer Rüttel vorrichtung erschüttert, welche aus einem Relais 9 besteht, dessen Anker 10 als Klopfer ausgebildet ist. Ein anderes Ausführungsbeispiel für die Elek- trodenanordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Hier besteht die Kathode aus einem von oben nach unten durch das Entladungsgefäss hindurchgehenden Siliciumstab 11, dessen mittlere Zone 12 geschmolzen wird. Die Anode 13 ist ringförmig ausgebildet, so dass die Schmelzzone 12 von allen Seiten gleichmässig erwärmt wird. Die beiden Enden des Stabes 11 werden in Richtung der Pfeile 14 und 15 nach oben und unten auseinandergezogen nach Massgabe des in der Schmelzzone 12 sich abscheidenden Siliciums. Die Ausbildung des Gefässes und der Gaszuführungen kann der Anordnung gemäss Fig. 1 entsprechen. Statt die Anode ringförmig auszubilden, kann man auch mit einer oder mehreren Anoden arbeiten und diese um den Stab rotieren lassen und/oder auch den Stab selbst drehen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht das Entladungsgefäss aus zwei wasser gekühlten Kupferhohlrohren 16 und 17 mit Elektro den 18 und 19, zwischen denen eine Wechselstrom- entladung übergeht. Eine Düse 20 dient dem Gasein tritt. 21 bedeutet ein Beobachtungsfenster, das auf einen senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden An satzstutzen aufgesetzt ist.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Herstellung eines kristallisierten Halbleiterstoffes nach Patentanspruch 11 des Haupt patentes, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die durch die Gasentladung einer starken Erwärmung aus gesetzten, im Entladungsgefäss befindlichen und nicht als Träger des Niederschlages dienenden Flächen ge kühlt sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die gekühlten Flächen aus gut wärmeleitendem Material bestehen. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlten Flächen aus Me tall bestehen. 3.Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlten Flächen aus Kup fer bestehen. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die gekühlten Flächen zur Auf nahme einer Kühlflüssigkeit doppelwandig ausgebildet sind. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass bei Gleichstrombetrieb die nicht dem Niederschlag dienende Elektrode gekühlt ist. 6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode ein senkrecht ange ordnetes flüssigkeitsgekühltes Kupferrohr ist, ober halb dessen sich die ebenfalls senkrecht angeordnete Kathode mit einem aus dem Halbleiterstoff bestehen den, nach unten hängenden Schmelztropfen befindet. 7.Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode als flüssigkeitsgekühl- ter Ring ausgebildet ist, welcher die aus dem Halb leiterstoff bestehende senkrechte Kathode derart um gibt, dass eine mittlere Schmelzzone an der Kathode entsteht, und dass Mittel vorgesehen sind, welche die festen Kathodenenden nach Massgabe des Kristall wachstums nach oben und unten auseinanderziehen. B. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Rüttelvorrichtung zum Er schüttern mindestens eines Teiles der gekühlten Flä chen vorgesehen ist. 9.Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass mehrere senkrechte Elektroden derart angeordnet sind, dass Schmelztropfen an deren unteren Enden entstehen. 10. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäss metallen ist und mit einem Beobachtungsfenster versehen ist, das am Ende eines Ansatzstutzens angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE355220X | 1953-10-26 | ||
DES0042294 | 1955-01-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH366902A true CH366902A (de) | 1963-01-31 |
Family
ID=25839491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH2844555A CH366902A (de) | 1953-10-26 | 1955-12-30 | Einrichtung zur Herstellung eines kristallisierten Halbleiterstoffes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH366902A (de) |
-
1955
- 1955-12-30 CH CH2844555A patent/CH366902A/de unknown
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