DD222046A1 - Verfahren zur thermoelektrischen prozesskontrolle von halbleiter-kristallzuechtungsvorgaengen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der kontrollierten und automatisierten Zuechtung von Halbleitereinkristallen aus der Schmelze oder Schmelzloesung nach der Zonenzuechtungstechnik, der Tiegelziehtechnik, der Normalerstarrung, der Kristallisation aus Schmelzloesungen, wie z. B. Fluessigphasenepitaxie und koennte Anwendung finden in Kristallzuechtungseinrichtungen insbesondere fuer die Zwecke der Halbleiterindustrie, Mikro- und Optoelektronik, Chemie, sowie Festkoerpergrundlagenforschung. Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Wachstumsprozess von Halbleiterkristallbarren oder -schichten insitu und stromlos so zu kontrollieren und zu regeln, dass keine Beeintraechtigung der Wachstumsparameter geschieht und die Temperaturverhaeltnisse innerhalb des Zuechtungssystemes unverfaelscht und analog erfasst werden. Vom Wesen her besteht das Verfahren in der Messung der durch zuechtungsbedingte Temperaturdifferenzen entstehenden thermoelektrischen motorischen Kraft (Seebeckspannung) an beiden Enden der Zuechtungsanordnung Schmelze-Kristall, Schmelzloesung-Kristall oder Kristall-Schmelzzone-Polykristall waehrend des Kristallzuechtungsprozesses und ggf. Zufuehrung dieses Signales einem Regelkreis.

Description

Verfahren zur thermoelektrischen Prozeßkontrolle von Halbleiter-Kristallzüchtungsvorgängen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontrollierten Herstellung von Halbleiterkristallen aus der Schmelze und aus Schmelzlösungen. Sie kann als in-situ Kontrollverfahren der Temperatur-, Konzentrations- und Wachstumsgeschwindigkeits-Verhältnisse in einer Zuchtungsanordnung und somit als Regelbzw. Automatisierungsverfahren von Haibleiterkristallzüchtungsprozessen Anwendung finden. Sie ist vorrangig ausgelegt auf die Züchtung von Einkristallen aus einer wandernden /* Schmelz-, bzw. Schmelzlösungszone, aber auch auf Tiegelziehtechniken und Normalerstarrungsmethoden anwendbar und eignet

! sich für den Bedarf der Leistungs-, Mikro-, Optoelektronik,

Chemie und die festkörperphysikalische Grunglagenforschung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Kristallzüchtungsvorgänge von Halbleitersubstanzen zum Zwecke einer hohen Perfektion und Reproduzierbarkeit der Materialparameter und Kristallabmessungen während des .Kristallwachstumsprozesses zu kontrollieren, regeln und ggf. zu automatisieren (E.L.Lube in: Rost Kristallov,tom III, AN SSSR 1980). Für die am meisten im Einsatz befindlichen Kristallzüchtungsvarianten, wie die Tiegelziehtechnik nach . Czochralski, die Normalerstarrung nach Bridgman, die Zonenschmelztechniken oder Kristallisation aus Schmelzlösungen,

3lAUG.1983*il34k7O

wie z.B. Flüssigphasenepitaxie, existieren zahlreiche bekannte Kontroll- und Regelverfahren, die für eine Automatisierung des Züchtungsprozesses genutzt werden (H.Blumberg, K.Th.Wilke Kristall und Technik 9 (1974) 447; D.T.J.Hurle, J.Crystal Growth 42 (1977) 473; K.Th.Wilke, Kristallzüchtung, VIg.der Wissensch. Berlin 1973; B.R.Pamplin, Crystal Growth, Perg'. Press 1975; P.Rudolph, Profilzüchtung von Einkristallen, Ak. VTg. Berlin 1982, Kap.3.1.; alle Bände von J.Crystal Growth 1969-1983; A.Ja.ITashels*ki;J, Tekhnologija poluprovodnikovykh materialov, Metallurgija, Moskva 1972). Bei diesen Züchtungstechniken werden als Kontrollglied eines Regelkreises in der Mehrzahl von außen (außerhalb des Züchtungscontainers bzw. des wachsenden Kristalls) messende Detektoren verwendet, die entweder die Temperatur an der wachsenden Phasengrenze (optische Pyrometer, IR-Abbildsysteme) oder den Kristalldurchmesser mittels von außen auf die kristallisierende Phasengrenze gerichtete Laser- bzw. Röntgenstrahlen registrieren. Diese Detektorarten setzen bereits signifikante Abweichungsgrb'ßen voraus und sind deshalb ungenau, nicht analog oder im Falle einer Laser- bzw. Röntgenstrahlvermessung außerordentlich aufwendig, kostspielig und somit unökonomisch. Ebenfalls in Anwendung sind systeminnere Detektoren, die entweder in das KristallZüchtungssystem eingebracht werden, wie z.B. Thermoelemente und dadurch das Einkristallwachstum beeinträchtigen oder die Gewichtswagetechnik von Kristall und Schmelze, welche jedoch sehr aufwendig und kompliziert ist (W.Bardsley, D.T.J.Hurle, G.C.Joyce, J.Crystal Growth 40 (1977) 13 und 21). Für die Zonenzüchtungstechniken sind solche systeminneren Detektoren ebenfalls in Erprobung. Durch die Messung des Rotationsmomentes des wachsenden Kristalls wird die Viskosität und damit die Temperatur der Schmelzzone bestimmt oder die örtliche Lage der-Phasengrenzen durch Ultraschallreflexion parallel zur Ziehachse geordet (E.L.Lube in: Rost Kristallov, torn XIII, AN SSSR 1980). Beide Verfahren sind ebenfalls technisch kompliziert und setzen spezielle Meßanordnungen voraus, was den Züchtungsprozeß kostspielig gestaltet.

Bekannt ist die Ausnutzung des Peltier-Effektes an einer "fest-flüssig" Phasengrenze, um deren makroskopische Form eben zu gestalten und die Kristallisationsgeschwindigkeit zu

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beeinflussen (W.G.Pfann, Zone Melting, J.Wiley and Sons, New York-London-Sydney 1966). Dabei wird durch einen achsenparallelen Durchfluß eines Gleichstromes durch den Kristall und die Schmelze eine bestimmte Wärmemenge an der Phasengrenze erzeugt oder aufgehoben, woher auch die Kontaktierung eines Kristallzüchtungssystems mit zwei elektrischen Kontakten bekannt ist (Siehe auch: S.Vojdani, A.F.Dabiri, H.Ashoorn, J. Crystal Growth 24/25 (1974) 374). Dieses Verfahren eignet sich nicht zur Messung und Regelung des Züchtungsvorganges, da der axiale eingespeiste Gleichstrom durch Elektomigration den WachsturnsVorgang beinflußt und ändert. Bekannt ist ebenfalls der inverse thermoelektrische Peltier-Effekt, als Seebeck-Effekt bezeichnet (Grimsehl, Lehrbuch der Physik, Bd.IV, B.G.Teubner Verlagsges. Leipzig 1968, S.633), wonach in einem Halbleitervolumen mit aufgeprägter Temperaturdifferenz ΔΤ eine Volumen-Seebeckspannung zwischen beiden Kristallenden U₁₅,. = OC Δ Τ entsteht. Gleichzeitig entsteht an -

SV S

einer "fest-flüssig"-Phasengrenze eines Halbleiterkristalls zu einer metallischen Schmelze eine Kontakt-Seebeckspannung U_e, = T(Ol' -0^_n), mit Ot und O^_Ί als Seebeck-Koeffizienten

SJC SJ. SX

der kristallinenCs) und flüssigen(l) Phasen und T als Absoluttemperatur (Siehe ausführlicher in: A.F.Ioffe, Poluprovodnikovye termoelementy, AN SSSR,Moskva-Leningrad 1960; L.S.Stil-' bans, Fizika Poluprovodnikov, Sov.Radio, Moskva 1967). Die Größe und Temperaturfunktion der Seebeck-Koeffizienten ist für die gebräuchlichsten Halbleiter und ihre Schmelzen bekannt (V.M. Glazov et al, Zhidkie Poluprovodniki, Nauka, Moskva 1967). Die Messung der Volumen- und Kontakt-Seebeckspännungea erfolgt stromlos und wurde bisher nur an fertigen kristallinen Unter suchungstobjekten, aber nicht während eines Kristallzüchtungsvorganges zum.Zwecke seiner Kontrolle und ggf. Regelung durchgeführt. · \ Für die Züchtung dissoziierender Halbleiterverbindungen wird in letzter Zeit zunehmend die Technik einer wandernden Lbsungsmittelzone, als THM (travelling heater method) bezeichnet, praktiziert. Für diese Kristallzüchtungsvariante ist bisher noch kein Kontroll- und Regelverfahren bekannt (G.A. Wolff, A.I.Mlavsky in: Crystal Growth, Vol.I, Ed. by C.H.L. Goodman, Plenum Press 1974).

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Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, perfekte Halbleitereinkristalle und -schichten aus der Schmelze oder Schmelzlösung, vorrangig aus einer wandernden Lösungsmittelzone kontrolliert mit geringem apparativen und ökonomischen Aufwand zu züchten und ggf. zu regeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, mit geringem Aufwand den Kristallisationsprozeß von Halbleiterkristallen und -schichten aus der Schmelze bzw. Schmelzlösung, vorrangig aus einer wandernden Lösungsmittelzone, in-situ, mit hoher Genauigkeit, ohne Beeinträchtigung des Kristallwachstumsvorganges zu kontrollieren und ggf. mit geringem Aufwand zu regeln bzw. automatisieren. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die thermoelektrische motorische Kraft, die über ein Halbleiterkristallvolumen mit einem aufgeprägtem Temperaturgradienten und an einer "fest-flüssig"-Phasengrenze entsteht (Volumen- und Kontakt-Seebeckspannung), während des Züchtungsvorganges zu messen und diese Größe als Istwert einer Regelstrecke zuzuführen, um sie so zur Prozeßkontrolle bzw. -gestaltung eines Halbleiterkristallzüchtungsvorganges auszunutzen.

Das wird dadurch erreicht, indem das Kristallzüchtungssystem, bestehend aus dem wachsenden Kristall, einem Schmelzvolumen und ggf. einem polykristallinen Quellbarren, zwischen die zwei Meßkontakte eines stromlosen Potentiälmeßkreises gebracht wird. Die Realisierung ist technisch komplikationslos, da in den gebräuchlichsten Halbleiterzüchtungssystemen Kristallbarren und Schmelzvolumen koaxial angeordnet sind und somit eine "Reihenschaltung" der entstehenden Seebeckspannungen vorliegt. Bei den Zonenschmelztechniken (z.B. floating zone technique oder THM) werden die beiden der Zone abgewandten freien Enden des wachsen-.den Einkristalls (Keimes) und polykristallinen Quellbarrens kontaktiert. Bei den Tiegelziehtechniken (z.B. nach Czochralski, Kyropoulos, Stepanov etc.) werden oberes kaltes Ende des ' Ziehkristalls (Keim) und Schmelze kontaktiert. Bei den Normalerstarrüngstechniken aus der Schmelze oder Schmelzlösung erfolgt

die Kontaktierung des Keimkristalls und der Schmelze mittels Durchführungen durch den Züchtungscontainer. Bei einem Schichtwachstum aus der Schmelzlösung wird die der Schmelzlösung abgewandte Substratfläche, sowie die darüber oder darunter befindliche Schmelzlösung kontaktiert. Mit der Kontaktierung ist der erste Verfahrenscshritt abgeschlossen. Der zweite Verfahrensschritt besteht in der Messung, Auswertung und ggf. Verwertung der über dem Kristallzüchtungssystem entstehenden Seebeckspannung. Mit der Einstellung von züchtungsbedingten Temperaturdifferenzen entstehen im Volumen des Keimkristalls und im polykristallinen Quellbarren (Zonenzüchtungsvarianten) Volumen-Seebeckspannungen, welche entgegengesetzt gerichtet sind, da das Temperaturmaximum in der Schmelzzonenmitte liegt. Das resultierende Seebecksignal hängt von der Asymmetrie des axialen Temperaturverlaufea ab und wird bei einem symmetrischen Temperaturfeld Null· Damit gibt die gemessene Seebeckspannung Auskunft über die örtliche Lage des Ringheizers bei den Zonenzüchtungstechniken, sowie das bereits kristallisierte Volumen bei den Tiegelzieh- und Normälerstarrungsvarianten. Bei üblichen Temperaturdifferenzen zwischen 10 und 100 K liegen die Absolutgrößen des Seebecksignales im mV-Meßberelch, da der thermoelektrische Koeffizient In Halbleitern zwischen 10 und 400yuV»K beträgt. Die Messung der Seebeckspannung erfolgt am sinnvollsten mit einem y-t-Schreiber, um Zeitfunktionen zu registrieren und für eine Prozeßkontrolle und -regelung zu verwerten.

Bei einer Zonenzüchtung aus einer konstanten Schmelzlösungszone (THM) ist die Kontakt-Seebeckspannung, welche an den beiden "fest-flüssig"-Phasengrenzen entsteht, besonders gut für eine Kontrolle des Wachstumsprozesses verwertbar. Die Züchtung aus einer Schmelzlösungszone unterscheidet sich von jener aus einer arteigenen Schmelzzone dadurch, daß zwischen der kristallisierenden und lösenden Phasengrenze eine beträchtliche Temperaturdifferenz entstehen kann, da sich beide Grenzen in unterschiedlichen Lösungsgleichgewiehten befinden. Damit entstehen an beiden Phasengrenzen unterschiedlich große Kontakt-Seebeckspannungen, welche im Meßkreis, ähnlich zweier differentiell geschalteter Thermoelemente, ein Differenz-Kontaktsignal ergeben. Dabei ist zu beachten,

daß sich diese Differenzspannung zur Volumen-Seebeckspannung hinzuaddiert. Dadurch ergeben sich bei stehendem und fahrendem Heizer unterschiedlich große Meßsignale, wobei die Differenzgröße der Kontakt-Seebeckspannungen.von der Heizergeschwindigkeit abhängt. , Das Meßsignal an einem Kristallzüchtungssystem gibt Auskunft über Temperaturschwankungen, die entweder im Züchtungssystem selbst oder im Heizer vorliegen, da Volumen- und Kontaktanteile empfindlich von der Änderung der Temperaturdifferenzen über den wachsenden Kristall oder Absoluttemperatur an einer Phasengrenze abhängt. Somit ist eine Kontrolle der Kristallisationskinetik und des Regelverhaltens eines Temperaturreglers möglich.

Soll die entstehende Seebeckspannung zur Regelung und Automatisierung eines Kristallzüchtungsvorganges ausgenutzt werden, so ist zunächst durch eine Eichmessung die Zeitfunktion des Meßsignales zu bestimmen und diese sodann mit einem Zeitplan-Sollwertgeber zu simulieren. Während des eigentlichen Regelprozesses werden beide Zeitfunktionen miteinander verglichen und die Abweichungen einem Regler mit Stellglied zugeführt. Letzteres kann zur Korrektur der Temperatur oder Heizergeschwindigkeit dienen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Als Züchtungsvariante wird die Zonenschmelztechnik von Halbleiterkristallen entweder aus einer arteigenen Schmelze, wie z.B. bei der Herstellung von Germanium-, Silizium- und A B -Einkristallen oder aber aus einer Schmelzlösungszone, wie z.B. für die dissoziierenden · Halbleiterverbindungen InP, AlSb, GaSb, CdTe oder PbTe (im weiteren Text als Matrixkomponente A bezeichnet) aus einer In-, Sb-, Ga- oder Te-Schmelzlösung (nachfolgend als Lösungsmittel B bezeichnet) gewählt. Die Züchtung kann containerfrei (floating zone technique) oder in einem chemisch resistenten Behälter (Quarzglasampulle, -rohr) erfolgen. In der zugehörigen Zeichnung bedeuten: Figur 1 - Prinzipschema des Meßverfahrens zur Ermittlung der Seebeckspannung an einem Zonenzüchtungssystem

und angenäherter Temperaturverlauf T über den Ort ζ

Figur 2 - Schema zur Verdeutlichung der Kontrolle der Temperaturdifferenz und Konzentrationsunterschiede zwischen beiden Zonenpliasengrenzen beim THM-Prozeß

Die Kontaktierung der Züchtungsanordnung erfolgt gemäß Fig.1 mit den elektrischen Kontakten 7 und 8 am wachsenden Kristall 3 mit dem Keimkristall 3a und am polykristallinen Quellbarren 4. Beide Sektionen schließen die Schmelzzone 5 ein, die mittels fahrbarem Ringheizer 6 erzeugt wird. Die Zonengrenzen sind die kristallisierende Phasengrenze 1 und die anlösende bzw. aufschmelzende Phasengrenze 2. Die Kontaktierung der Meßschenkel 7 und 8 kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. Beim Kontaktieren containerloser Varianten sind am sinnvollsten Klemmkontakte zu verwenden. Befindet sich das Züchtungssystem in einem Quarzglasrohr, so können Schweiß- oder Druckkontakte verwendet werden. Druckkontakte eignen sich besonders dann, wenn die Gefahr des Abrisses zwischen Zone 5 und Quellbarren 4 in einer vertikalen Anordnung durch Volumenkontraktion beim Aufschmelzen der Zone besteht. In diesem Fall wird der Kontakt 8 mit einer Feder versehen. Die Kontaktdurchführung in die Züchtungskammer oder den Container erfolgt nach den Methoden der kon-. ventionellen Vakuumtechnik. Die auf diese Weise kontaktierten Meßdrähte werden für Kontrollzwecke an einen y-t-Schreiber mit Meßbereichumschaltung zwischen o,1 und 1000 mV angeschlossen und für Automatisierungsziele einem Regelkreis zugeführt. Kontaktierung und Verschaltung sind simpel und erfordern keine aufwendige Technologie oder Spezialelektronik. Gemäß Fig.1 setzt sich bei erwärmten Zonenheizer das Meßsignal aus den beiden entgegengesetzt gerichteten Volumen-Seebeckspannungen in den Kristallabschnitten 3 und 4 nach der Beziehung U_sv = U₃₃ - U₃₄ - Ot₉₃(T₁ - T₇) - Od₃₄(T₃ - T₀) und den beiden entgegengesetzt gerichteten Kontakt-Seebeckspannungen beider Phasengrenzen 1 und .2 sowie Kontaktstellen 7 und 8 nach der Beziehung U_sk = (ü_k1 - U_k2) + (^7 .- ^q) -

/(oc_s4 - 0C₁)T₂ - (OC₃₃ -Oi₁)T₁/ + /(0C₃₃ -Oi_n)T₁ - (ot_e4 -

Ot^)¹Zo/ zusammen, worin OL₀-, die thermoelektrischen Koeffim ο s j χ

zienten der festen (s) und flüssigen (1) Phasen und OC _m den

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thermoelektrischen Koeffizienten des metallischen Meßdrahtmaterials bedeuten. Im weiteren sollen die verschiedenen Kontroll- und Regelmöglichkeiten getrennt erläutert werden:

Kontrolle des Aufschmelzvorganges der Zone In bestimmten Züchtungsanordnungen ist eine visuelle Kontrolle des Aufschmelzvorganges nicht¹ möglich, da die Zone durch Widerstandsheizer und Fachheizer verdeckt ist. Während de*3 Anheiz vor gange s, also bei Stillstand des Heizers in der Keimnähe, verläuft die Seebeckspannung mit einer bestimmten Zeitfunktion, die vom Temperaturverlauf des. thermoelektrischen Koeffizienten im entsprechenden Halbleitermaterial und der Asymmetrie des axialen Temperaturverlaufes abhängig ist. Im Moment des Schmelzens eines Volumensegmentes fällt der Meßwert abrupt um einen bestimmten Betrag, der durch den Sprung des thermoelektrischen Koeffizienten zwischen fester und flüssiger Phase bestimmt wird. Der Aufschmelzvorgang ist abgeschlossen, wenn das Seebecksignal zeitlich konstant bleibt. Damit ist der Homogenisierungsprozeß in Schmelzlösungszonen kontrollierbar.

Kontrolle und Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit des Zonenheizers

Bei fahrendem Heizer ändern sich beide entgegengesetzt gerichtete Volumen- Seebeckspannungsanteile U^-2 und U * in dem Maße, wie das Volumen des wachsenden Kristalls zunimmt und das des polykristallinen Quellbarrens abnimmt, da sich gemäß Fig.1 die Temperatur differenzen T₁ - T,, und T₂ - Tg ändern. Diese Spannung-Zeitfunktion wird zunächst über eine Eichmessung aufgenommen. Für Regelzwecke wird eine dementsprechende Sollwert-Zeitfunktion simuliert und mit dem Istwertverlauf verglichen. Die Abweichungen während des Züch* tungsprozesses werden einem Regler zur Korrektur der Heizergeschwindigkeit zugeführt.

Kontrolle und Regelung der Temperatur des Zonenheizers Das Meßsignal hängt empfindlich von der Absoluttemperatur des Heizers ab, da diese die Temperaturdifferenzen T₁ - T₇ und T₂- T₃ bestimmt (Fig.1). Änderungen der Absoluttemperatur des Heizers können somit genau erfaßt werden. Gleichzeitig ist das Relaxationsverhalten eines Temperaturreglers dadurch kontrollierbar, indem an ihm eine Störgröße simuliert und das Zeitverhalten der Seebeckspannung überprüft

wird. Damit liegt ein in-situ Kontrollverfahren des Regelverhaltens eines Temperaturreglers vor, da die tatsächliche Temperaturreaktion im Inneren des Züchtungssystems (Kristalls) erfaßt werden. Soll der Heizprozeß automatisiert werden, so ist die Spannung- Zeit-Funktion aufzunehmen, mit einem Zeitplan-Sollwertgeber zu simulieren und einem Temperatur-Regelkreis zuzuführen.

Kontrolle der Wachstumskinetik an der kristallisierenden Phasengrenze ,

Für die Grundlagenforschung und das Einfahren eines Kristallzüchtungsprozesses ist das zeitliche Verhalten der Wachstumsgeschwindigkeit an der kristallisierenden Phasengrenze von Interesse. Bei einem rhythmischen Waehstumsgesetz baut sich mit jeder Wachstumsperiode eine bestimmte Unterkühlung an der Phasengrenze auf, die eine geringe Temperaturdifferenz zwischen der kristallisierenden und schmelzenden Phasengrenz 1 und 2 erzeugt, was sich im Kontakt-Seebeckspannungssignal durch ein geringfügiges Anwachsen ausdrückt. Bei Verwendung einer Kompensationsschaltung ist die Relativgröße der Temperaturdifferenz zwischen beiden Phasengrenzen und deren Rhythmus meßbar.

Kontrolle der Temperatur- und Konzentrationsverhältnisse beim THM-Züchtungsprozeß

Auf Fig.2 sind schematisch die Temperatur- und Konzentrationsverhältnisse über den Ort einer Schmelzlösungszone, bestehend aus den Komponenten A und B für einen ruhenden (durchgezogene Funktion) und einen fahrenden Heizer (gepunktete Funktion) unter Zuhilfenahme eines A-B-Löslichkeitsdiagrammes dargestellt. Während bei stehendem Heizer beide Phasengrenzen 1 und 2 die gleiche Gleichgewichtstern- peratur T₁ = T₂ besitzen, wird bei einem fahrenden Heizer ein Temperaturunterschied Δ T = T₂ - T-, aufgebaut, der den für einen Materialtransport notwendigen Konzentrationsunterschied Δ C a C₁₂ - C₁₁ bezüglich der zu kristallisierenden Komponente A schafft. Die Größe von Δ Τ und dementsprechend von Δ C ist von der Heizergeschwindigkeit abhängig. Im Meßsignal äußert sich diese Differenz in einer resultierenden Differenzspannung beider Kontakt-Seebeckspannungen an den Phasengrenzen 2 und 1. Dieser Wert addiert sich zum Volumen-

Seebecksignal hinzu und kann bei plötzlichem Stillstand des Heizers ermittelt werden, da dieser Wert sodann wieder auf Null zurückgeht. Die Abklingdauer ist von der Diffusionsgeschwindigkeit in der Zone abhängig und kann zur Ermittlung dieser herangezogen werden.

Alle oben angeführten Meßbeispiele verlaufen in-situ und besitzen analogen Charakter. Sie geben deshalb einen direkten unverfälschten Aufschluß über die Wachstumsvorgänge im Inneren eines Kristallzüchtungssystems ohne einen schädlichen Eingriff auf den Wachsturnsvorgang auszuüben.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch '

   Verfahren zur thermoelektrischen Prozeßkontrolle von HaIbleiter-Kristallzüchtungsvorgängen mittels Erfassung der Seebeckspannung zwischen zwei das Züchtungssystem einschließenden Meßkontakten bei der Zonenschmelztechnik aus arteigener Schmelze oder einer Schmelzl'ösungszone, der Tiegelziehtechnik, der Containernormalerstarrung oder der Kristallisation aus Schmelzlösungen, wie z.B. der Flüssigphasenepitaxie, dadurch gekennzeichnet, daß die durch züchtungsbedingte Temperaturdifferenzen entstehende Seebeckspannung, bestehend aus den Volumenanteilen im Kristallmaterial und den Kontaktanteilen an einer oder mehreren "fest-flüssig"-Phasengrenzen, während des Kristallzüchtungsprozesses stromlos gemessen, zur Kontrolle des Aufschmelzvorganges, der Züchtungsgeschwindigkeit, des Temperaturregelverhaltens, der Wachstumskinetik und Wärme- bzw. Massentransportverhältnisse benutzt und ggf. als in-situ Istwertsignai zum Zwecke der Automatisierung des Züchtungsprozesses einem Regelkreis zugeführt wird.

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