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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
von Zinkoxid-Einkristallen aus einer Schmelze.
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Die
Nachfrage an Zinkoxid-Einkristallen ist aufgrund der besonderen
physikalischen Eigenschaften des Materials nach wie vor hoch. Von
wirtschaftlichem Interesse sind zunehmend die Züchtung
großer Einkristalle hoher Perfektion und Reinheit zur Verwendung
in der Optoelektronik. Technologisch wünschenswert sind
dabei Einkristalle mit Kantenlängen von mehr als 10 mm.
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Zur
Züchtung von Zinkoxid-Einkristallen allgemein werden verschiedene
Methoden herangezogen, so u. a. die Schmelzzüchtung, das
Hydrothermalverfahren oder auch die Züchtung aus der Gasphase.
Die bisher angewandten Züchtungsmethoden zur Herstellung
von Zinkoxid-Einkristallen werden entweder als wirtschaftlich unrentabel
beschrieben oder aber die Herstellung ist mit nicht akzeptablen Verunreinigungen
im Kristall verbunden [u. a.:
R. Helbig, „Über
die Züchtung von größeren reinen und
dotierten ZnO-Einkristallen aus der Gasphase, in: J. Cryst. Growth,
Vol. 15, 1972, pp. 25–31;
E. Ohshima, H.
Ogino, I. Niikura, K. Maeda, M. Sato, M. Ito, T. Fukuda, "Growth
of the 2-in-size bulk ZnO single crystals by the hydrothermal method"
in: J. Cryst. Growth, Vol. 260, 2003, pp. 166–170;
B.
M. Wanklyn, "The growth of ZnO crystals from phosphate and vanadate fluxes"
in: J. Cryst. Growth, vol. 7, Issue 1, July–August 1970,
pp. 107–108]. Insbesondere sind Verunreinigungen
unvermeidbar, wenn ZnO-Kristalle aus Schmelzlösungen oder
hydrothermalen Lösungen gezüchtet werden, weil
solche Lösungen naturgemäß fremde Substanzen
als Lösungsmittel enthalten.
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Die
bisherigen Verfahren ermöglich zwar auch die Züchtung
von größeren Einkristallen, so auch mit Kantenlängen über
1 cm. Die hier auftretenden Verunreinigungen im Material machen
dieses jedoch für eine Anwendung in der Elektronik und
Optoelektronik nicht geeignet.
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Bei
der Züchtung von ZnO-Einkristallen aus der Schmelze muss
den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Zinkoxides bzw.
der Schmelze Rechnung getragen werden. Die Herstellung der ZnO-Schmelze
wird wegen des Tripelpunktes der Substanz, der bei ca. 1975°C
und einem Druck von mehr als 105 Pa liegt,
erschwert. Diese extremen Werte stellen besondere Anforderungen
an das Züchtungsverfahren und an die erforderliche Apparatur.
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Bei
einem in
III-Vs Review, Vol. 12, No. 4 (1999), pp. 28–31 oder
in
US 5,900,060 beschriebenen
Züchtungsverfahren wird eine ZnO-Schmelze unter Druck in
einem kalten Tiegel hergestellt. Die Heizung erfolgt durch Hochfrequenz
direkt in der Schmelze. Da die Heizleistung mit der elektrischen Leitfähigkeit
steigt und die elektrische Leitfähigkeit wiederum mit der
Temperatur, werden heißere Teile der Schmelze stärker
geheizt als kühlere. Deutlich unterhalb des Schmelzpunktes
wird dann überhaupt keine Heizleistung mehr eingekoppelt.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist also, dass die Wärme
direkt in die Schmelze eingekoppelt wird, was letztendlich zu ausgeprägten
Temperaturgradienten führt.
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Bei
diesem sog. „skull melting" – auch beschrieben
in: Nause & Nemeth,
Semicond. Sci. Technol. 20 (2005) S. 45 bis 48 – bei
dem ein „kalter" Tiegel aus gekühltem, pulverförmigen
ZnO als Behälter dient und die Heizung durch eine in das
ZnO-Pulver eingebettete und von Kühlwasser durchflossene
Induktionsspule erfolgt, entstehen sehr steile Temperaturgradienten
zwischen direkt geheizter Schmelze und dem gekühlten Behälter.
Die Ausbildung steiler Temperaturgradienten verhindert jedoch die
Züchtung gut ausgebildeter Kristalle.
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Es
ist ein Verfahren zur Herstellung von Zinkoxid-Einkristallen bekannt,
bei denen eine Zinkoxid-Schmelze in einem in einer Druckkammer befindlichen
hochschmelzendem metallischen Tiegel in einer Gasatmosphäre
unter Druck erzeugt wird. Hierbei wird insbesondere eine Schmelzzüchtung
in „heißen" Metalltiegeln durchgeführt,
wobei die Zuführung der Wärme induktiv durch Einkopplung
direkt in den Metalltiegel erfolgt.
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Bei
der Schmelzzüchtung in derart direkt geheizten Tiegeln
ist nachteilig, dass das Temperaturfeld nicht wie im herkömmlichen
Bridgman-Verfahren in einem separaten Ofen eingestellt werden kann. Solche
separaten Öfen werden nach dem Stand der Technik mit Widerstandsheizern
betrieben.
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Im
genannten Verfahren stellt der die Schmelze enthaltende Iridium-Tiegel
selbst die Wärmequelle dar, d. h. die Wärme wird
induktiv im Tiegel erzeugt. Auf diese Weise lassen sich Temperaturgradienten
von einigen 10 K/cm einstellen. Diese immer noch für die
Züchtung von ZnO-Einkristallen „steilen" Temperaturgradienten
erlauben jedoch nur die Herstellung von ZnO-Einkristallen mit Kantenlängen
unterhalb einem Zentimeter.
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Die
Kopplung von Wärmequelle und Tiegel erweist sich bei der
Herstellung von Zinkoxid-Einkristallen aus der Schmelze in heißen
Tiegeln in Bezug auf die Einstellung definierter kleiner Temperaturgradienten
als nachteilig.
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Entscheidend
für die Ausbildung größerer Einkristalle,
und insbesondere solcher mit Kantenlängen von über
einem Zentimeter, ist die Einstellung geeigneter Temperaturgradienten
im Züchtungsprozess. Dies konnte auch im bisherigen Verfahren
noch nicht befriedigend gelöst werden.
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Die
bloße Reduzierung der Heizleistung ermöglicht
ebenfalls nur die Herstellung kleinerer ZnO-Einkristalle mit Kantenlängen
von weniger als einem Zentimeter.
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Entsprechend
den beschriebenen Anforderungen ist es Aufgabe der Erfindung, die
Zinkoxid-Einkristalle in „heißen" metallischen
Tiegeln mit hoher Perfektion und Reinheit sowie mit Kantenlängen
von mindestens 10 mm herzustellen.
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Weiterhin
ist es Aufgabe der Erfindung, die für die Züchtung
von Zinkoxid-Einkristallen in heißen metallischen Tiegeln
mit Kantenlängen von über einem Zentimeter erforderlichen
definierten Temperaturgradienten im Bereich 1 K/cm bis 20 K/cm einstellen
zu können.
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Die
Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruches
1 und den Merkmalen des Anspruches 6.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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So
ist das Verfahren zur Herstellung von ZnO-Einkristallen aus einer
Schmelze, bei dem pulverförmiges Zinkoxid, das sich in
einem Tiegel aus hochschmelzendem Edelmetall befindet, mittels Induktionsheizung
geschmolzen wird und bei einer Temperatur von mindestens 1700°C
ein Gesamtdruck eines Gasgemisches aus Inertgas und Kohlendioxid
von mindestens 5 × 105 Pa eingestellt
und anschließend die ZnO-Schmelze definiert abgekühlt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Beheizung des ZnO enthaltenen
Tiegels von außerhalb des Tiegels über eine induktiv
betriebene Wärmequelle und eine definierte Abkühlung
der ZnO-Schmelze im Tiegel durch Erzeugung von Temperaturgradienten
erfolgt, indem eine Veränderung der Heizleistung der induktiv
betriebenen Wärmequelle in Verbindung mit einer vertikalen
Abwärtsbewegung des Tiegels entlang der Wärmequelle
oder einer vertikalen Aufwärtsbewegung der Wärmequelle
entlang des Tiegels durchgeführt wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von
Zinkoxid-Einkristallen, umfassend eine Druckkammer, in der ein Tiegel
aus hochschmelzendem Edelmetall, eine Induktionsheizeinrichtung
zum Beheizen des Tiegels und ein Mittel zur thermischen Isolierung
angeordnet sind sowie ein Mittel zum Einstellen eines definierten
Druckes eines Gemisches aus Inertgas und Kohlendioxid in der Druckkammer, ist
dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum eines in der Druckkammer
befindlichen Hohlzylinders aus hochschmelzendem Edelmetall der Tiegel
angeordnet ist, dass zwischen Induktionsheizeinrichtung und einer
Außenwand des Hohlzylinders eine thermische Isolationsschicht
angeordnet und dass der Tiegel oder die Induktionsheizeinrichtung
vertikal bewegbar ausgeführt ist,
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In
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist vorgesehen, dass die Heizleistung der induktiv betriebenen
Wärmequelle innerhalb einer Stunde auf etwa 80% der Leistung
gesenkt wird, die zum Aufschmelzen des pulverförmigen ZnO
erforderlich ist.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist vorgesehen, dass innerhalb der Wärmequelle über
eine Länge von ca 3 cm bis 7 cm Temperaturgradienten im Bereich
von 1 K/cm bis 20 K/cm eingestellt werden.
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Eine
nächste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegel mit einer
Geschwindigkeit im Bereich von 0,1 mm/h und 20 mm/h vertikal nach
unten bewegt wird.
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Das
Verfahren ermöglicht die Erzeugung der für die
Züchtung von Einkristallen mit Kantenlängen von
mehr als einem Zentimeter erforderlichen definierten Temperaturgradienten.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist vorgesehen, dass die Wärmequelle mit einer
Geschwindigkeit im Bereich von 0,1 mm/h und 20 mm/h relativ zum
Tiegel vertikal nach oben bewegt wird. Alternativ zur Senkung des
Tiegels kommt auch die Bewegung der Wärmequelle in Betracht.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von
Zinkoxid-Einkristallen, umfassend eine Druckkammer, in der ein Tiegel
aus hochschmelzendem Edelmetall, eine Induktionsheizeinrichtung
zum Beheizen des Tiegels und ein Mittel zur thermischen Isolierung
angeordnet sind sowie ein Mittel zum Einstellen eines definierten
Druckes eines Gemisches aus Inertgas und Kohlendioxid in der Druckkammer, welche
dadurch gekennzeichnet ist, dass im Innenraum eines in der Druckkammer
befindlichen Hohlzylinders aus hochschmelzendem Edelmetall der Tiegel
angeordnet ist, dass zwischen Induktionsheizeinrichtung und einer
Außenwand des Hohlzylinders eine thermische Isolationsschicht
angeordnet und dass der Tiegel oder die Induktionsheizeinrichtung vertikal
bewegbar ausgeführt ist, ermöglicht die Einstellung
geeigneter Temperaturgradienten für die Züchtung
von Zinkoxid-Einkristallen mit Kantenlängen von mehr als
10 mm.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sieht vor, dass der Tiegel einen Zylinderbereich und
einen Kegelbereich aufweist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Induktionsheizeinrichtung eine
Induktionsspule aufweist.
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Beim
induktiven Heizen des Tiegels wird in dem am unteren Ende befindlichen
Kegelbereich – genauer gesagt in der Spitze des Kegels – eine
geringere Heizleistung induziert als im zylindrischen Bereich des
Tiegels, da die Spitze des Tiegels im Verhältnis zu übrigen
Tiegel weiter von der Induktionsheizeinrichtung entfernt ist. Beim
Absenken der Heizleistung beginnt am zuerst erkaltenden Kegelbereich die
Kristallbildung. Die Verringerung der Heizleistung im Kegelbereich
bzw. in der Spitze des Tiegels lässt sich beispielsweise
durch Variation der Wanddicke des Tiegels, des Öffnungswinkels
an der Tiegelspitze sowie der Variation der elektrischen Frequenz
mit der die Induktionsheizeinrichtung berieben wird, einstellen.
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Eine
andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizeinrichtung eine
Induktionsspule aufweist, deren Spulenlänge relativ zur
Länge des Tiegels mindestens das 1,5-fache beträgt.
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In
einer nächsten bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen,
dass die Induktionsheizeinrichtung eine inhomogene Induktionsspule
aufweist, deren Windungsabstände zwischen den benachbarten
Spulenwindungen der Induktionsspule ungleich sind.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Induktionsheizeinrichtung eine
inhomogene Induktionsspule aufweist, deren Spulendurchmesser bezogen
auf die Spulenlänge ungleich ist.
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Eine
andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sieht vor, dass die Induktionsheizeinrichtung aus mindestens
zwei Induktionsspulen besteht, wobei die Induktionsspulen in vertikaler
Richtung angeordnet sind.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Hohlzylinder aus Iridium besteht.
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Die
beschriebenen Ausgestaltungen der Induktionsspule bzw. die Anordnung
mehrerer untereinander angeordneter Induktionsspulen dient dazu, dass
im unteren Teil der Spule eine geringere Heizleistungen als im mittleren
Teil induziert wird. Im Zusammenspiel mit dem Hohlzylinder wird
das benötigte Temperaturfeld mit den für die Züchtung
geeigneten kleinen Temperaturgradienten erzeugt. Hierbei wird der
Nachteil im bekannten Verfahren überwunden, dass definierte
Temperaturgradienten nur „grob" einstellbar waren.
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Eine
nächste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolationsschicht aus
Al2O3 oder ZrO2 besteht.
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Die
thermische Isolationsschicht dient dem Schutz der Induktionsspule(n)
vor der im Hohlzylinder induzierten Heizleistung. Als geeignetes
Isolationsmaterial hat sich Al2O3 erwiesen. Alternativ oder ergänzend
kann ZrO2 als Isolationsmaterial bei Temperaturen
ab 1800°C verwendet werden.
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Schließlich
ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass im Kegelbereich des Tiegels
eine Metallplatte aus hochschmelzendem Edelmetall, die Löcher
aufweist, angeordnet ist. Diese Edelmetallplatte dient der Keimauslese
und fördert das Wachstums eines Einkristalles.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren stellt eine gegenüber
dem bekannten Verfahren zur Züchtung von ZnO-Einkristallen
aus Schmelzen in heißen Tiegeln verbesserte Züchtungstechnologie
dar, bei der die Übertragung von Wärmeenergie
in einen metallischen Tiegel erfolgt, der die Wärme gleichmäßig
an die darin befindliche Schmelze abgibt. Die Wärme wird
erfindungsgemäß nicht mehr induktiv im Tiegel erzeugt.
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Die
zusätzliche Anordnung des Hohlzylinders in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ermöglicht die räumliche Trennung
zwischen dem Ort der Wärmeerzeugung – dem Hohlzylinder – und
dem Behälter des geschmolzenen ZnO – dem Tiegel –. Durch
den Hohlzylinder wird erfindungsgemäß das benötigte
Temperaturfeld erzeugt.
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Die
Trennung zwischen dem Ort der Wärmeerzeugung und dem Tiegel
ermöglicht erfindungsgemäß die Glättung
der Temperaturgradienten durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung
auf das erforderliche Niveau zwischen 1 K/cm und 20 K/cm.
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Die
im Hohlzylinder erzeugte Heizleistung stellt die für die
Züchtung geeigneten Temperaturgradienten bereit, indem
die Heizleistung so eingestellt werden kann, dass die Temperatur,
ausgehend vom Schmelzpunkt des Zinkoxid, bei 1975°C, über
eine Länge von mindestens 5 cm mit einem Gradienten von
1 K/cm bis 20 K/cm abfallen kann. Dadurch wird das Wachstum von
Zinoxid-Kristallen mit Kantenlängen von über 1
cm ausgelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung
optimieren den bekannten Züchtungsprozess in „heißen"
metallischen Tiegeln. Insbesondere wird die Einstellung definierter
und für die Züchtung von ZnO-Einkristallen geeigneter
kleiner Temperaturgradienten erreicht. Die erfindungsgemäße Züchtungstechnologie
eignet sich für die Züchtung von Zinkoxid-Einkristallen
mit Kantenlängen von mehr als 10 mm und hoher Reinheit.
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Im
folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
von Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
einen schematischen Querschnitt der erfindungsgemäßen
Vorrichtung
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2:
einen schematischen Querschnitt der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit zwei übereinander angeordneten Spulen.
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Die
Vorrichtung in 1 umfasst im Wesentlichen eine
Druckkammer 6, in der eine wassergekühlte Induktionsheizeinrichtung 3,
eine thermische Isolationsschicht 5, ein Hohlzylinder 4 und
ein Tiegel 1 angeordnet sind. Die Isolationsschicht 5 befindet sich
zwischen der Außenwand 4c des Hohlzylinders 4 und
der Induktionsheizeinrichtung 3. Gemäß 1 enthält
die Induktionsheizeinrichtung 3 eine Induktionsspule 3a,
die durch Spulenwindungen 3b, Windungsabstände 3c,
einen Spulendurchmesser 3d sowie eine Spulenlänge 3e definiert
ist.
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Der
Tiegel 1 ist unterteilt in einen Zylinderbereich 1b und
einen am unteren Ende des Zylinderbereiches 1b befindlichen
Kegelbereich 1c. Der Tiegel 1 ist vertikal bewegbar
in einem Innenraum 4a des Hohlzylinders 4 angeordnet
und an einer – hier nicht dargestellten – Halterung
mit Absenkmechanismus befestigt. Dargestellt ist ferner eine ZnO-Schmelze 2 im
Tiegel 1. Im Kegelbereich 1c des Tiegels 1 kann eine – in 1 nicht
dargestellte – Edelmetallplatte mit Löchern eingebracht
sein.
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2 zeigt
eine andere Anordnungsvariante der Induktionsheizeinrichtung 3 in
der – hier nicht dargestellten – Druckkammer 6.
Die Induktionsheizeinrichtung 3 gemäß der
Vorrichtung in 2 weist zwei separate, vertikal übereinander
angeordnete Induktionsspulen 3a, eine obere Spule 3aa und
einer untere Spule 3ab, auf. Zwischen der unteren Spule 3ab und der
oberen Spule 3aa besteht ein Spulenabstand 3f.
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Zur
Herstellung eines Zinkoxid-Einkristalles wird der Tiegel 1 aus
Iridium mit kalt gepresstem ZnO-Pulver hoher Reinheit (mindestens
99,99%) vollständig gefüllt. Der Tiegel 1 wird
in den in der Druckkammer 6 befindlichen Hohlzylinder 4 eingebracht.
Der Hohlzylinder 4 besteht ebenfalls aus Iridium.
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Nun
wird die Druckkammer 6 mit CO2 bis
auf 1 × 105 Pa gefüllt,
anschließend wird in die Druckkammer 6 Argon bis
zu einem Druck von 17,5 × 105 Pa
eingelassen. Danach wird mit dem Heizvorgang begonnen, wodurch der
Gesamtdruck in der Druckkammer bis auf ca. 19 × 105 Pa steigt.
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Der
Tiegel 1 wird induktiv durch die Induktionsheizeinrichtung 3 erwärmt
bis das darin befindliche ZnO-Pulver geschmolzen ist und als Zinkoxid-Schmelze 2 vorliegt.
Die thermische Isolationsschicht 5 aus Al2O3-basierter Keramik, die den Hohlzylinder 4 und
den Tiegel 1 vollständig umgibt, schützt
die Induktionsspule 3a vor der im Hohlzylinder 4 induzierten
Heizleistung.
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Beim
induktiven Heizen des Tiegels 1 wird der am unteren Ende
befindliche Kegelbereich 1c mit einer geringeren Heizleistung
beaufschlagt als der Zylinderbereich 1b des Tiegels 1,
da der Kegelbereich 1c weiter von einer Innenwand 4b des
Hohlzylinders 4 entfernt ist als der Zylinderbereich 1b des Tiegels 1.
Durch Variation der Dicke einer Tiegelwand 1a, des Öffnungswinkels
an der Tiegelspitze und der elektrischen Frequenz, mit der die Induktionsspule 3a betrieben
wird, lässt sich ebenfalls die Verringerung der Heizleistung
im Kegelbereich 1c des Tiegels 1 gegenüber
der Heizleistung im Zylinderbereich 1b des Tiegels 1 einstellen.
Im Hohlzylinder 4 wird das zur Züchtung benötigte
Temperaturfeld erzeugt. Dies geschieht in der Weise, dass die im Hohlzylinder 4 erzeugte
Heizleistung so eingestellt wird, dass die Temperatur, ausgehend
vom Schmelzpunkt des Zinkoxid, über eine Länge
von ca. 5 cm mit einem Gradienten von 1 K/cm bis 20 K/cm abfällt.
Der im Innenraum 4a befindliche Tiegel 1 durchläuft
dieses Temperaturfeld.
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Das
benötigte Temperaturfeld mit den geeigneten Gradienten
lässt sich auch durch andere Induktionsspulenanordnungen
erreichen. So ist in 2 die Verwendung zweier vertikal
angeordneter Induktionsspulen 3aa und 3ab und
in 1 eine durchgehende Induktionsspule 3a dargestellt.
Die Heizleistung kann bei Verwendung nur einer Induktionsspule 3a durch
Variation der Windungsabstände 3c, der Anzahl
der Spulenwindungen 3b oder des Spulendurchmessers 3d eingestellt
werden. Bei der Verwendung von mindestens zwei Induktionsspulen 3aa und 3ab (2)
ist eine stufenlose Einstellung von Temperaturgradienten zwischen
1 K/min und 20 K/min dadurch möglich, dass in die obere
Spule 3aa und die untere Spule 3ab die entsprechende
elektrische Leistung zugeführt wird.
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Die
Leistung der Induktionsheizeinrichtung 3 wird kontinuierlich
innerhalb einer Stunde auf ca. 80% derjenigen Heizleistung reduziert,
die zum Aufschmelzen des ZnO benötigt wird. Beim Absenken der
Heizleistung beginnt an dem zuerst erkaltenden Kegelbereich 1c des
Tiegels 1 die Bildung von ZnO-Einkristallen.
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Der
Tiegel 1 wird während des Züchtungsprozesses
im Hohlzylinder 4 vertikal nach unten bewegt und durchläuft
so das Temperaturfeld. Als geeignete Kristallisationsgeschwindigkeiten
haben sich Geschwindigkeiten von mindestens 0,1 mm/h bis 20 mm/h
erwiesen.
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Im
Tiegel 1 wachsen ZnO-Einkristalle mit vorteilhaften Kantenlängen
von über 1 cm.
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Die
Einkristallbildung kann zusätzlich dadurch unterstützt
werden, dass vor dem Start des Züchtungsprozesses ein ZnO-Keim
mit Kantenlängen von etwa 3 mm in den Kegelbereich 1c des
Tiegels 1 eingesetzt wird.
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Die
Ausbildung parasitärer Keime lässt sich dadurch
verhindern, dass im Kegelbereich 1c des Tiegels 1 eine
Edelmetallplatte aus hochschmelzendem Metall mit Löchern
geeigneter Größe platziert wird.
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- 1
- Tiegel
- 1a
- Tiegelwand
- 1b
- Zylinderbereich
- 1c
- Kegelbereich
- 2
- ZnO-Schmelze
- 3
- Induktionsheizeinrichtung
- 3a
- Induktionsspule
- 3aa
- obere
Spule
- 3ab
- untere
Spule
- 3b
- Spulenwindung
- 3c
- Windungsabstand
- 3d
- Spulendurchmesser
- 3e
- Spulenlänge
- 3f
- Spulenabstand
- 4
- Hohlzylinder
- 4a
- Innenraum
- 4b
- Innenwand
- 4c
- Außenwand
- 5
- thermische
Isolationsschicht
- 6
- Druckkammer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - R. Helbig, „Über
die Züchtung von größeren reinen und
dotierten ZnO-Einkristallen aus der Gasphase, in: J. Cryst. Growth,
Vol. 15, 1972, pp. 25–31 [0003]
- - E. Ohshima, H. Ogino, I. Niikura, K. Maeda, M. Sato, M. Ito,
T. Fukuda, "Growth of the 2-in-size bulk ZnO single crystals by
the hydrothermal method" in: J. Cryst. Growth, Vol. 260, 2003, pp. 166–170 [0003]
- - B. M. Wanklyn, "The growth of ZnO crystals from phosphate
and vanadate fluxes" in: J. Cryst. Growth, vol. 7, Issue 1, July–August
1970, pp. 107–108 [0003]
- - III-Vs Review, Vol. 12, No. 4 (1999), pp. 28–31 [0006]
- - Nause & Nemeth,
Semicond. Sci. Technol. 20 (2005) S. 45 bis 48 [0007]