DE102008035439A1 - Device for breeding crystals from electroconductive melts, comprises breeding chamber having a vertical chamber wall and a chamber base, and a crucible and a heating unit, which are arranged in the breeding chamber - Google Patents

Device for breeding crystals from electroconductive melts, comprises breeding chamber having a vertical chamber wall and a chamber base, and a crucible and a heating unit, which are arranged in the breeding chamber Download PDF

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Abstract

The device comprises breeding chamber (5) having a vertical chamber wall and a chamber base. In the breeding chamber, a crucible containing electroconductive melts (7), and a heating unit (1) surrounding the crucible are arranged. The heating unit is implemented as multiple-coil arrangement of coils arranged one above the other and used to simultaneously generate a magnetic gliding field. Current feeds are arranged to the coils and are electrically connected with current supply devices arranged external of the breeding chamber. The device comprises breeding chamber (5) having a vertical chamber wall and a chamber base. In the breeding chamber, a crucible containing electroconductive melts (7), and a heating unit (1) surrounding the crucible are arranged. The heating unit is implemented as multiple-coil arrangement of coils arranged one above the other and used to simultaneously generate a magnetic gliding field. Current feeds are arranged to the coils and are electrically connected with current supply devices arranged external of the breeding chamber. The current feeds are connected with current guiding elements that are led through the vertical chamber wall of the breeding chamber. The current feeds are arranged horizontal between the coils and the chamber wall. The current feeds are connected with three hollow cylinders arranged around the heating unit. The hollow cylinders are connected with the current guiding elements that are brought through the chamber base of the breeding chamber. The current guiding elements are electrically connected over flow lines external of the breeding chamber with the current supply device. The hollow cylinders are made from graphite. An area surrounded by coil windings (9) has any geometric form. The heating unit comprises two stabilizing elements on the coil windings. The stabilizing elements are arranged as cylindrical rods with nut-shaped notch and two plates. The stabilizing elements are arranged coaxially along the coil external side. The nut-shaped notch grips in the coil windings of the coil or the plates lie between the coil windings. The coil windings are arranged spiral or cascade shaped manner. The winding cross-section of the coil winding has any geometric form.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kristallen aus elektrisch leitenden Schmelzen.The The invention relates to a device for producing crystals from electrically conductive melts.

Zur günstigen Beeinflussung von Kristallisationsprozessen werden bekanntlich Magnetfelder eingesetzt, die schädliche Konvektionsinstabilitäten der Schmelze dämpfen oder aber Durchmischungen intensivieren, wodurch ein erniedrigter Verunreinigungsgrad in die kristallisierende Phase eingebaut wird (vgl. D. T. J. Hurle, Handbook of Crystal Growth, Vols. 2a–b, Elsevier, North-Holland 1994 oder K.-Th. Wilke, J. Bohr, Kristallzüchtung, H. Deutsch-Thun, Frankfurt a. M. 1988 ). Dazu werden gewöhnlich die Magnetspulen außerhalb der Züchtungskammer angebracht. Um die gewünschten Lorentzräfte in der Schmelze zu erzielen, müssen jedoch in solchen Außenspulen sehr hohe Ströme fließen, weil zum einen der Abstand der Spule zum Tiegel groß ist und weil zum anderen die Behälterwand eine abschirmende Wirkung auf Magnetfelder hat.For a favorable influence on crystallization processes, it is known to use magnetic fields which dampen the harmful convection instabilities of the melt or intensify intermixing, whereby a reduced degree of contamination is incorporated into the crystallizing phase (cf. DTJ Hurle, Handbook of Crystal Growth, Vols. 2a-b, Elsevier, North Holland 1994 or K.-Th. Wilke, J. Bohr, Crystal Growth, H. Deutsch-Thun, Frankfurt a. M. 1988 ). For this purpose, usually the magnetic coils are mounted outside the culture chamber. In order to achieve the desired Lorentz forces in the melt, however, must flow in such outer coils very high currents, because on the one hand the distance of the coil to the crucible is large and because on the other hand, the container wall has a shielding effect on magnetic fields.

Deshalb sind auch Vorrichtungen zur Herstellung von Kristallen bekannt, bei denen der im Heizer fließende Strom gleichzeitig zur Erzeugung von instationären Magnetfeldern benutzt wird (vgl. P. Rudolph, J. Crystal Growth 310 (2008) 1298 ). Es gibt Heizeranordnungen, die ein magnetisches Rotationsfeld erzeugen ( DE 3750382 T2 ) und es gibt auch Heizeranordnungen, die gleichzeitig ein magnetisches Wanderfeld erzeugen ( DE 102007020239 A1 ). Ziel dieser Heizeranordnungen ist es, neben der thermischen Wirkung auch Kräfte in der Schmelze zu erzeugen, die verschiedene Wirkungen haben können. Mit Hilfe eines magnetischen Rotationsfeldes kann man die Schmelze in Rotation versetzen, um eine bessere Durchmischung zu erreichen. Mit einem magnetischen Wanderfeld kann man ebenfalls eine bessere Durchmischung der Schmelze erreichen oder man kann auch Lorentzkräfte in der Schmelze derart erzeugen, dass die natürliche Konvektion unterdrückt wird, indem sie den Auftriebskräften entgegenwirken.Therefore, devices for the production of crystals are known in which the current flowing in the heater is used simultaneously to generate non-stationary magnetic fields (see. Rudolph, J. Crystal Growth 310 (2008) 1298 ). There are heater arrangements which generate a magnetic rotating field ( DE 3750382 T2 ) and there are also heater arrangements that simultaneously generate a magnetic traveling field ( DE 102007020239 A1 ). The aim of these heater arrangements is to produce not only the thermal effect but also forces in the melt, which can have different effects. With the help of a magnetic rotating field one can set the melt in rotation in order to achieve a better mixing. With a magnetic traveling field one can also achieve a better mixing of the melt or one can also generate Lorentz forces in the melt in such a way that the natural convection is suppressed by counteracting the buoyancy forces.

In DE 10349339 A1 wird ein Graphitheizer vorgeschlagen, der aus 3 Teilheizern besteht, die in Dreieckschaltung verknüpft sind. Durch die phasenverschobenen Ströme in den Teilspulen wird ein magnetisches Wanderfeld erzeugt, das seinerseits Lorentzkräfte in der Schmelze hervorruft. In 1 der DE 10349339 A1 ist zu sehen, dass die vertikalen Stromzuführungen dicht neben dem Heizer nach unten geführt werden. Numerische Modellierungen einer solchen Heizer-Magnetanordnung ergeben als wesentlichen Nachteil eine starke Asymmetrie der eingekoppelten Lorentzkraftverteilungen (vgl. H. Kasjanow et al., J. Crystal Growth 310 (2008) 1540 ). Auch in der Schrift DE 102007020239 A1 wird eine Vorrichtung als Mehrheizeranordnung zur Erzeugung eines Wandermagnetfeldes beschrieben, die über mehrere vertikale Stromzuführungen verfügt, die auch hier ungünstig dicht neben der Spulenanordnung verlaufen.In DE 10349339 A1 a graphite heater is proposed, which consists of 3 partial heaters, which are connected in delta connection. Due to the phase-shifted currents in the sub-coils, a magnetic traveling field is generated, which in turn causes Lorentz forces in the melt. In 1 of the DE 10349339 A1 you can see that the vertical power supply leads close to the heater down. Numerical models of such a heater magnet arrangement result in a significant disadvantage as a strong asymmetry of the coupled Lorentz force distributions (see. H. Kasyanov et al., J. Crystal Growth 310 (2008) 1540 ). Also in Scripture DE 102007020239 A1 a device is described as a Mehrheizeranordnung for generating a traveling magnetic field, which has a plurality of vertical power supply lines, which also run unfavorably close to the coil assembly here.

Für die Erzeugung vorteilhafter rotationssymmetrischer Wandermagnetfelder ist nur der Strom wichtig, der in der Spule fließt. Der in den Stromzuführungen fließende Strom erzeugt Inhomogenitäten im Magnetfeld, die sich auch in einer inhomogenen Kräfteverteilung niederschlagen. Bei Züchtungsverfahren, bei denen weder das Züchtungsgefäß noch der Kristall rotiert, beim Vertical-Gradient-Freeze-Verfahren (VGF-Verfahren), Bridgman-Verfahren, Heat-Exchanger-Verfahren oder beim Blockerstarrungsverfahren, sind sowohl der Auftrieb (durch heißere Zonen in der Schmelze in der Nähe der Heizer), als auch Lorentzkräfte von entscheidender Bedeutung für die Form der Phasengrenze. Man strebt hier eine möglichst ebene Form der Phasengrenze an, um Spannungen im Kristall zu minimieren. Eine ebene Phasengrenze ist auch insbesondere im Randbereich zum Tiegel für die Herstellung von Einkristallen wichtig, um hier die Entstehung von polykristallinem Wachstum zu verhindern. Dazu sind streng rotationssymmetrische Magnetfelder erforderlich.For the generation of advantageous rotationally symmetric traveling magnetic fields only the current flowing in the coil is important. Of the generates current flowing in the power supply lines Inhomogeneities in the magnetic field, which are also in an inhomogeneous Defeat the distribution of forces. In breeding procedures, where neither the breeding vessel nor the crystal rotates in the vertical gradient freeze method (VGF method), Bridgman method, heat exchanger method or block solidification method, are both the buoyancy (due to hotter zones in the melt near the stoker), as well as Lorentz forces crucial for the shape of the phase boundary. One strives here for the most even possible form of the phase boundary to minimize stresses in the crystal. A flat phase boundary is also particularly in the edge region of the crucible for the Production of single crystals important here to the emergence of To prevent polycrystalline growth. These are strictly rotationally symmetric Magnetic fields required.

Die im Stand der Technik u. a. in DE 102007020239 A1 verwendeten vertikal, d. h. entlang den Spulenaußenseiten angeordneten Stromzuführungen führen zu Inhomogenitäten des Magnetfeldes und damit zu einer inhomogenen Verteilung der Lorentzkräfte innerhalb der Schmelze. Die Form der Phasengrenze kann dadurch stark von der ebenen Form abweichen.The in the prior art, inter alia, in DE 102007020239 A1 used vertically, ie along the coil outer sides arranged power supply leads to inhomogeneities of the magnetic field and thus to an inhomogeneous distribution of Lorentz forces within the melt. The shape of the phase boundary can thereby deviate greatly from the planar shape.

Im Stand der Technik werden auch winkelförmige Stromzuführungen mit horizontalen und vertikalen Abschnitten vorgeschlagen, die aber einen vergrößerten Freiraum (Innendurchmesser) des Kessels und eine komplizierte Geometrie der Isolationskörper erfordern.in the The prior art also angular power supply but with horizontal and vertical sections an enlarged clearance (inner diameter) of the boiler and require a complicated geometry of the insulation body.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von Kristallen aus elektrisch leitenden Schmelzen bereitzustellen, mit der unerwünschte Induktionsströme in der Schmelze verhindert werden und mit der die Qualität der herzustellenden Kristalle verbessert wird.task The invention is an apparatus for producing crystals to provide from electrically conductive melts, with the unwanted Induction currents are prevented in the melt and which improves the quality of the crystals to be produced becomes.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.The Task is solved with a device with the features of claim 1.

So ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Züchtung von Kristallen aus elektrisch leitenden Schmelzen, mit einer Züchtungskammer, die eine vertikale Kammerwand und einen Kammerboden aufweist, in der Züchtungskammer ein die Schmelze enthaltener Tiegel und eine den Tiegel umgebende Heizeinrichtung angeordnet sind, welche als Mehrspulenanordnung von übereinander angeordneten Spulen mit mehreren Spulenwindungen ausgeführt ist und die der gleichzeitigen Erzeugung eines magnetischen Wanderfeldes dient, an den Spulen Stromzuführungen angeordnet sind, die mit einer außerhalb der Züchtungskammer angeordneten Stromversorgungseinrichtung elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführungen mit Stromdurchführungselementen verbunden sind, die durch die vertikale Kammerwand der Züchtungskammer geführt sind, wobei die Stromzuführungen horizontal zwischen den Spulen und der Kammerwand angeordnet sind, oder die Stromzuführungen mit ineinander gestellten, um die Heizeinrichtung herum angeordneten Hohlzylindern verbunden sind, die Hohlzylinder mit Stromdurchführungselementen verbunden sind, die durch den Kammerboden der Züchtungskammer geführt sind.Thus, the apparatus according to the invention for growing crystals of electrically conductive melts, with a growth chamber having a vertical chamber wall and a chamber bottom, in the growth chamber, a crucible containing the melt and a surrounding the crucible Heating device are arranged, which is designed as a multi-coil arrangement of superimposed coils having a plurality of coil windings and the simultaneous generation of a traveling magnetic field, are arranged on the power supply leads, which are electrically connected to a power supply device arranged outside the cultivation, characterized in that the Power supply lines are connected to current feedthrough elements which are guided through the vertical chamber wall of the cultivation chamber, wherein the power supply lines are arranged horizontally between the coils and the chamber wall, or the power supply lines are connected to one another, arranged around the heater hollow cylinders, the hollow cylinder connected to current feedthrough elements are, which are passed through the chamber bottom of the culture chamber.

Die Erfindung bietet zwei Lösungen an, unerwünschte Inhomogenitäten im Magnetfeld zu verhindern: Die erste Lösung sieht vor, dass die Stromzuführungen als im Wesentlichen waagerecht angeordnete Stromschienen ausgebildet sind, die in dieser Anordnungsweise, nämlich waagerecht über Stromdurchführungselemente aus der Züchtungskammer geführt werden. Vertikale Stromzuführungsabschnitte existieren bei dieser Lösungsvariante innerhalb der Züchtungskammer nicht mehr. Bei Ausführung der Stromzuführungen mit lediglich horizontalen Stromzuführungsabschnitten wird eine Induktion von Strömen, die aus dem Stromfluss von zusätzlichen vertikalen Stromzuführungsabschnitten herrühren, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, und die zu Asymmetrien des mit dem Spulenheizer erzeugten Flusses führen würde, verhindert. Die Stromzuführungen bestehen aus hochtemperaturfestem Material, vorzugsweise aus Graphit oder aus Carbonfaserverbundwerkstoff (CFC).The Invention offers two solutions, unwanted To prevent inhomogeneities in the magnetic field: the first Solution provides that the power supplies as formed substantially horizontally arranged busbars are in this arrangement, namely horizontally over Current passage elements led out of the breeding chamber become. Vertical power supply sections exist in this solution variant within the culture chamber no more. When carrying out the power supply with only horizontal power supply sections an induction of currents resulting from the current flow of additional vertical power supply sections come as they are known in the art, and which lead to asymmetries in the flow generated by the coil heater would, prevented. The power supply exist made of high temperature resistant material, preferably graphite or made of carbon fiber composite material (CFC).

Bei der zweiten Lösung sind die Stromzuführungen aus horizontalen (waagerechten) und vertikalen Stromzuführungsabschnitten gebildet. Die vertikalen Abschnitte haben eine besondere Ausgestaltung: Sie sind erfindungsgemäß als Hohlzylinder ausgeführt. Diese Ausgestaltung dient dem Ziel einer Symmetrierung der magnetischen Wanderfelder. Um mehrere Stromzuführungen für die Spulensegmente zu garantieren, werden Hohlzylinder mit unterschiedlichen Durchmessern ineinander gesteckt, jedoch ohne miteinander elektrisch zu kontaktieren. Der Vorteil einer solchen Zuleitungsmodifikation ist nicht nur eine perfekte Rotationssymmetrie und ein verringerter elektrischer Widerstand sondern auch die Einsparung zusätzlicher thermische Isolationskörper, da Zuführungen solcher Konfiguration gleichzeitig vorteilhafte thermische Isolationsqualität aufweisen.at the second solution are the power supplies off horizontal (horizontal) and vertical power supply sections educated. The vertical sections have a special design: They are designed according to the invention as a hollow cylinder. This embodiment serves the purpose of symmetrizing the magnetic Traveling fields. To several power supply for To guarantee the coil segments are hollow cylinders with different Diameters inserted into each other, but without each other electrically to contact. The advantage of such a supply line modification is not only a perfect rotational symmetry and a reduced electrical resistance but also saving additional thermal insulation bodies, since such supplies Configuration at the same time advantageous thermal insulation quality exhibit.

Die Anordnung eines Hohlzylinders als vertikaler Stromzuführungsabschnitt hat folgenden weiteren Vorteil: Innerhalb des Hohlzylinders (Raum des Innendurchmessers) wird kein magnetisches Feld erzeugt. Deshalb wird um die Heizeinrichtung herum nur das durch die Spulen erzeugte Magnetfeld wirksam.The Arrangement of a hollow cylinder as a vertical power supply section has the following further advantage: Inside the hollow cylinder (room the inner diameter) no magnetic field is generated. Therefore around the heater only that generated by the coils Magnetic field effective.

Zur Erzeugung von magnetischen Wanderfeldern eignet sich eine Spulenanordnung von mindestens zwei Spulen.to Generation of magnetic traveling fields is a coil arrangement of at least two coils.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in denjenigen Kristallzüchtungsanlagen eingesetzt werden, die nach dem vertikalen Bridgman- bzw. Gradient-Freeze-Methode, aber auch nach dem Kyropolus- und Heat-Exchanger-Verfahren und dem Blockerstarrungsverfahren arbeiten. Diese Vorrichtung ist sowohl zur Züchtung von Einkristallen als auch zur Herstellung von polykristallinem Halbleitermaterial geeignet.The inventive device can in those Crystal growing systems are used, which after the vertical Bridgman or gradient freeze method, but also after the Kyropolus and Heat Exchanger method and the blocker solidification method work. This device is suitable both for breeding Single crystals as well as for the production of polycrystalline semiconductor material suitable.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen enthalten.Further advantageous embodiments of the invention Device are included in the subclaims.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stromdurchführungselemente außerhalb der Züchtungskammer über Stromleitungen mit der Stromversorgungseinrichtung elektrisch verbunden sind. Die Stromzuführungen werden erfindungsgemäß bis zur Kammerwand der Züchtungskammer geführt, wo sie mit Stromdurchführungselementen kontaktiert sind. Die Stromdurchführungselemente sind durch die vertikale Kammerwand geführt. Sie bestehen vorzugsweise aus Kupfer und sind meistens wassergekühlt, um bei hohen Strömen die Wärmeverluste abzuführen. Sie sind von einem Isolierstoff umgeben, so dass sie gegenüber der Züchtungskammer isoliert sind. Neben der Funktion, den elektrischen Strom zu leiten, haben sie auch die Funktion, den Innenraum der Züchtungskammer gegenüber der Umgebung abzudichten. Außerhalb der Züchtungskammer sind die Stromzuführungen über Stromleitungen mit der Energieversorgungseinrichtung verbunden. Die Stromleitungen sind als Kupferkabel ausgebildet. Die magnetische Wirkung der kupfernen Stromleitungen auf die Schmelze ist wegen der abschirmenden Wirkung der metallischen Züchtungskammer vernachlässigbar gering.In A preferred embodiment of the invention provides that the current feedthrough elements outside the breeding chamber over Power lines electrically connected to the power supply device are. The power supplies are inventively until led to the chamber wall of the breeding chamber, where they are contacted with current feedthrough elements. The current feedthrough elements are guided through the vertical chamber wall. They persist preferably made of copper and are mostly water cooled, to dissipate the heat losses at high currents. They are surrounded by an insulating material, so they face each other the culture chamber are isolated. In addition to the function, To conduct the electric current, they also have the function, the Interior of the breeding chamber opposite the environment seal. Outside the breeding chamber are the power supply via power lines with the Energy supply device connected. The power lines are designed as a copper cable. The magnetic effect of the copper Power lines on the melt is because of the shielding effect the metallic growth chamber negligible.

In der anderen Lösungsvariante werden die Hohlzylinder zum Züchtungskammerboden geführt, wo sie mit Stromdurchführungselementen kontaktiert sind, die den gleichen Aufbau haben und die die gleiche Funktion wie die horizontal herausgeführten Stromzuführungen erfüllen.In the other solution variant, the hollow cylinder for Breeding chamber floor led, where they are with current feedthrough elements are contacted, who have the same structure and the same Function as the horizontally led out power supply fulfill.

Eine nächste bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hohlzylinder aus Graphit gebildet sind. Die Hohlzylinder bestehen vorzugsweise aus Graphit oder einem anderen hochtemperaturbeständigen Material.A next preferred embodiment of the invention provides that the hollow cylinder of Gra phit are formed. The hollow cylinders are preferably made of graphite or other high temperature resistant material.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Hohlzylinder vorgesehen sind.In Another preferred embodiment of the invention is characterized characterized in that at least three hollow cylinders are provided.

Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine von den Spulenwindungen umschlossene Fläche eine beliebige geometrische Form aufweist.A Another preferred embodiment of the invention provides that a area enclosed by the coil turns any has geometric shape.

Die Heizeinrichtung kann aus zylinderförmigen Spulen gebildet sein, bei den die von den Spulenwindungen umschlossene Fläche demzufolge einen Kreis bildet. Es sind auch weitere geometrische Ausführungen der Heizeinrichtung denkbar. Beispielsweise kann die Heizeinrichtung aus Heizsegmenten mit viereckigen Heiz-Windungen oder oval geformten Heiz-Windungen bestehen oder eine beliebige andere Ausgestaltung aufweisen.The Heating device can be formed from cylindrical coils be, at the area enclosed by the coil turns area therefore forming a circle. There are also more geometric designs the heater conceivable. For example, the heater from heating segments with quadrangular heating coils or oval shaped ones Heating windings exist or any other configuration exhibit.

In einer nächsten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung Stabilisierungselemente an den Spulenwindungen aufweist.In a next preferred embodiment of the invention is provided that the heater stabilizing elements has at the coil turns.

Durch das Anbringen der Stabilisierungselemente wird das Zusammensacken der mechanisch instabilen Heizerwindungen vermieden und ein weiterer Parameter zur Beeinflussung des thermischen und des magnetischen Feldes, nämlich variierende oder gleichbleibende Abstände zwischen den einzelnen Windungen, gegeben.By the attachment of the stabilizing elements will collapse the mechanically unstable Heizerwindungen avoided and another Parameters for influencing the thermal and the magnetic Field, namely varying or constant distances between the individual turns, given.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Stabilisierungselemente als zylindrische Stäbe mit wenigstens einer nutförmigen Einkerbung ausgestaltet sind. Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Stabilisierungselemente besteht darin, dass diese als zylindrische Stäbe mit nutförmigen Einkerbungen ausgebildet sind.A Another preferred embodiment of the invention provides that the Stabilizing elements as cylindrical rods with at least a groove-shaped notch are designed. A functional one Design of the stabilizing elements is that these as cylindrical rods with groove-shaped notches are formed.

Eine nächste bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Stabilisierungselemente als zylindrische Stäbe mit wenigstens zwei Plättchen ausgestaltet sind.A next preferred embodiment of the invention provides that the stabilizing elements as cylindrical rods are configured with at least two platelets.

In dieser weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Stabilisierungselemente sind die Stabilisierungselemente als zylindrische Stäbe mit darin enthaltenen Plättchen ausgebildet.In this further advantageous embodiment of Stabilizing elements are the stabilizing elements as cylindrical Formed bars with platelets contained therein.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stabilisierungselemente koaxial entlang der Spulenaußenseite angeordnet sind, wobei die nutförmigen Einkerbungen in die Spulenwindungen der Spulen greifen oder die Plättchen zwischen den Spulenwindungen liegen.In a further preferred embodiment of the invention is provided in that the stabilizing elements are coaxial along the coil outside are arranged, wherein the groove-shaped notches in the coil turns of the coils grip or the platelets lie between the coil turns.

Die Stabilisierungselemente sorgen dafür, dass über die gesamte Länge der Heizeinrichtung bzw. einer Spulenlänge der Windungsabstand mechanisch stabil und konstant oder stabil und aufweitend bzw. verringernd zur Einstellung eines Temperaturgradienten gehalten wird.The Stabilizing elements ensure that over the entire length of the heater or a coil length the winding pitch mechanically stable and constant or stable and expanding or decreasing to set a temperature gradient is held.

Eine nächste bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens zwei Stabilisierungselemente vorhanden sind. Die Spulenwindungen der Heizeinrichtung werden durch das Anbringen von wenigstens zwei Stabilisierungselementen gestützt, die vorzugsweise in einem bestimmten Abstand angeordnet sind.A next preferred embodiment of the invention provides that at least two stabilizing elements are present. The Coil windings of the heater are by the attachment of supported at least two stabilizing elements, the are preferably arranged at a certain distance.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Spulenwindungen spiralförmig oder stufenförmig ausgestaltet sind.A Another preferred embodiment of the invention provides that the Coil turns spiral or stepped are designed.

Die spiral- oder stufenförmig aufsteigenden Strombahnen, die die Spulen der Heizeinrichtung aus Reinstgraphit bilden, weisen einen bestimmten Windungsquerschnitt und bestimmte Windungsabstände auf, dass bei Stromdurchfluss bestimmter Stärke einerseits die Schmelztemperatur der jeweiligen Züchtungssubstanz erreicht bzw. bis zu ca. 100°C überschritten und andererseits mit gleicher Stromstärke aber optimierter Phasenverschiebung (Phasenwinkel) und Frequenz des Wechselstromes ein magnetisches Wanderfeld mit solchen Lorentzkräften erzeugt wird, die dem konvektionsbedingten Auftrieb in der Schmelze entgegengerichtet ist, diese aufhebt bzw. umkehrt oder der Konvektionsströmung in der Schmelze gleichgerichtet ist und diese verstärkt.The spiral or step ascending current paths, the the coils of the heater from pure graphite form, have a specific winding cross-section and certain winding distances on that on current flow of certain strength on the one hand the melting temperature of the respective breeding substance reached or exceeded up to about 100 ° C and on the other hand with the same amperage but more optimized Phase shift (phase angle) and frequency of the alternating current magnetic traveling field generated with such Lorentz forces which opposes the convection-induced buoyancy in the melt is, this reverses or reverses or the convection flow in the melt is rectified and reinforced.

In einer andere bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Windungsquerschnitt der Spulenwindungen eine beliebige geometrische Form aufweist. Der Querschnitt der Spulenwindungen kann rund, oval, eckig oder eine sonstige Geometrie aufweisen.In another preferred embodiment of the invention is provided, that a winding cross-section of the coil turns any has geometric shape. The cross section of the coil turns can be round, oval, square or any other geometry.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel und anhand von Zeichnungen näher erläutert.The Invention will be hereinafter in an embodiment and explained in more detail by means of drawings.

Es zeigenIt demonstrate

1 einen schematischen Darstellung einer Kristallzüchtungsanlage gemäß der Erfindung im Querschnitt betrachtet, 1 a schematic representation of a crystal growing plant according to the invention viewed in cross-section,

2 einen Ausschnitt der Kristallzüchtungsanlage nach 1 in Draufsicht, 2 a section of the crystal growing plant after 1 in plan view,

3I eine schematische Darstellung von Stabilisierungselementen mit nutförmigen Einkerbungen, 3I a schematic representation of stabilizing elements with groove-shaped Einkerbun gene,

3I eine schematische Darstellung der Stabilisierungselemente mit nutförmigen Einkerbungen und den anliegenden Spulenwindungen, 3I a schematic representation of the stabilizing elements with groove-shaped notches and the adjacent coil turns,

3III eine schematische Darstellung der Stabilisierungselemente mit Plättchen, 3III a schematic representation of the stabilizing elements with platelets,

4 einen weitere schematische Darstellung einer Kristallzüchtungsanlage im Querschnitt, 4 a further schematic representation of a crystal growing plant in cross section,

5 eine andere Darstellung der Kristallzüchtungsanlage nach 4 und 5 another illustration of the crystal growing plant after 4 and

6 einen weiteren Ausschnitt der Kristallzüchtungsanlage nach 4 in Perspektiv-Darstellung. 6 another section of the crystal growing plant after 4 in perspective view.

In 1 wird die schematische Darstellung einer Kristallzüchtungsanlage gemäß der Erfindung im Querschnitt gezeigt.In 1 the schematic representation of a crystal growing plant according to the invention is shown in cross-section.

In einer Züchtungskammer 5 befindet sich ein Tiegel 6, der eine Schmelze 7 enthält. Der Tiegel 6 wird von einer Heizeinrichtung 1 umgeben. Gezeigt wird auch ein aus der Schmelze 7 erstarrter Kristall 8.In a breeding chamber 5 there is a crucible 6 that a melt 7 contains. The crucible 6 is from a heater 1 surround. Shown is also one from the melt 7 solidified crystal 8th ,

Die Heizeinrichtung 1 ist aus drei übereinander angeordneten Spule 1a, 1b, 1c aufgebaut. Die jeweils drei Spulenwindungen 9 der Spulen 1a, 1b, 1c weisen einen Windungsquerschnitt Q auf. Die Spulen 1a, 1b, 1c haben jeweils eine Spulenlänge La, Lb, Lc.The heater 1 is made of three superimposed coil 1a . 1b . 1c built up. The three coil turns 9 the coils 1a . 1b . 1c have a winding cross-section Q. The spools 1a . 1b . 1c each have a coil length L a , L b , L c .

An den Spulen 1a, 1b, 1c befinden sich elektrisch leitende Stromzuführungen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f. Die Stromzuführungen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f sind bis zur Kammerwand 14 der Züchtungskammer 5 geführt, wo sie mit den Stromdurchführungselementen 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f kontaktiert sind. Die Stromdurchführungselemente 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f bestehen aus Kupfer und sind durch die Züchtungskammer 5 geführt. Außerhalb der Züchtungskammer 5 sind sie über Stromleitungen 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f mit einer Stromversorgungseinrichtung 11 elektrisch verbunden.At the coils 1a . 1b . 1c are electrically conductive power supply 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f , The power supply lines 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f are up to the chamber wall 14 the breeding chamber 5 where they are with the current feedthrough elements 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f are contacted. The current feedthrough elements 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f are made of copper and are through the breeding chamber 5 guided. Outside the breeding chamber 5 are they over power lines 16a . 16b . 16c . 16d . 16e . 16f with a power supply device 11 electrically connected.

1 zeigt auch die an der Heizeinrichtung 9 angebrachten Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c. 1 also shows the on the heater 9 attached stabilizing elements 3a . 3b . 3c ,

2 zeigt einen Ausschnitt der Kristallzüchtungsanlage nach 1 in Draufsicht. Dargestellt ist eine Heizeinrichtung 1, die innerhalb der Züchtungskammer 5 angeordnet ist. An den (in dieser Darstellungsweise nicht sichtbaren) Spulen 1a, 1b, 1c der Heizeinrichtung 1 sind Stromzuführungen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f angebracht. Diese sind über Befestigungsmittel 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f in Form von Schrauben aus Carbonfaserverbundwerkstoff (CFC) mit den Spulen 1a, 1b, 1c der Heizeinrichtung 1 verbunden. Die Stromzuführungen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f sind am andere Ende mit Stromdurchführungselementen 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f verbunden. Die Verbindung erfolgt über Befestigungsmittel 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f in Form von Molybdän-Schrauben. Die Stromdurchführungselemente 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f sind durch die vertikale Kammerwand 14 geführt. Auf diese Weise werden die Stromzuführungen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f horizontal aus der Kammerwand 14 der Züchtungskammer 5 geführt, so dass sich innerhalb der Züchtungskammer 5 keine vertikalen Stromzuführungsabschnitte befinden. 2 shows a section of the crystal growing plant 1 in plan view. Shown is a heater 1 within the breeding chamber 5 is arranged. At the (not visible in this representation) coils 1a . 1b . 1c the heater 1 are power supplies 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f appropriate. These are about fasteners 17a . 17b . 17c . 17d . 17e . 17f in the form of carbon fiber composite (CFC) screws with the coils 1a . 1b . 1c the heater 1 connected. The power supply lines 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f are at the other end with current feedthrough elements 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f connected. The connection is made via fastening means 18a . 18b . 18c . 18d . 18e . 18f in the form of molybdenum screws. The current feedthrough elements 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f are through the vertical chamber wall 14 guided. This will be the power supplies 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f horizontally from the chamber wall 14 the breeding chamber 5 led, so that within the breeding chamber 5 there are no vertical power supply sections.

2 zeigt auch die Anordnung der Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c an der Heizeinrichtung 1 im Winkel von 120° jeweils zwischen den (hier nicht sichtbaren) Spulenwindungen 9 angeordnet. 2 also shows the arrangement of the stabilizing elements 3a . 3b . 3c at the heater 1 at an angle of 120 ° each between the (not visible here) coil turns 9 arranged.

3I bis 3III zeigen verschiedene Ausgestaltungen der Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c in schematischer Darstellung. 3I to 3III show various embodiments of the stabilizing elements 3a . 3b . 3c in a schematic representation.

Die Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c bestehen aus Hochtemperaturkeramik und unterstützen die mechanische Stabilität der Heizeinrichtung 1. Sie sorgen für äquidistante oder variable Windungsabstände.The stabilizing elements 3a . 3b . 3c consist of high-temperature ceramic and support the mechanical stability of the heater 1 , They provide equidistant or variable winding distances.

So wird in 3I die schematische Darstellung der Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c mit nutförmige Einkerbungen 12 dargestellt. Die nutförmigen Einkerbungen 12 weisen solche Abmaße auf, das sie in die Spulenwindungen 9 der Spulen 1a, 1b, 1c passen. Die Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c wirken als Distanzhaltestäbe zwischen den Windungen.So will in 3I the schematic representation of the stabilizing elements 3a . 3b . 3c with groove-shaped notches 12 shown. The groove-shaped notches 12 have such dimensions, they in the coil turns 9 the coils 1a . 1b . 1c fit. The stabilizing elements 3a . 3b . 3c act as spacer rods between the turns.

3II zeigt, wie die Spulenwindungen 9 der Spulen 1a, 1c 1c in die nutförmigen Einkerbungen 24 der Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c, 3d greifen. 3II shows how the coil turns 9 the coils 1a . 1c 1c in the groove-shaped notches 24 the stabilizing elements 3a . 3b . 3c . 3d to grab.

3III zeigt eine andere Ausgestaltung der Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c in Form von Plättchen 10 aus Korund, die auf einen zylindrischen Stab geschoben sind. Alternativ können die nutförmigen Einkerbungen 14 durch diese Plättchen 10 aus entsprechendem Material auf die Stäbe geschoben und zwischen den Windungen platziert werden. Diese Plättchen 10 können gleiche aber auch verschiedene Dicken besitzen und somit ebenfalls eine Variation der Windungsabstände ermöglichen. Eine Fixierung der Plättchen 10 durch die Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c ist notwendig um die, durch die Vibration der Heizeinrichtung 1 ausgelöste Bewegung, zu begrenzen. 3III shows another embodiment of the stabilizing elements 3a . 3b . 3c in the form of platelets 10 made of corundum, which are pushed onto a cylindrical rod. Alternatively, the groove-shaped notches 14 through these tiles 10 be pushed from appropriate material on the rods and placed between the turns. These tiles 10 may have the same but also different thicknesses and thus also allow a variation of the winding distances. A fixation of the platelets 10 through the stabilizing elements 3a . 3b . 3c is necessary around, by the vibration of the heater 1 triggered movement, limit.

4 zeigt einen weitere schematische Darstellung einer Kristallzüchtungsanlage im Querschnitt. Dargestellt sind die um die Heizeinrichtung 1 angeordneten vertikalen Stromzuführungsabschnitte, die hier als Graphit-Hohlzylinder 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f ausgeführt sind. Die Graphit-Hohlzylinder 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f sind ineinander gestellt und um die Heizeinrichtung 1 herum angeordnet. 4 shows a further schematic representation of a crystal growing plant in cross section. Shown are those around the heater 1 arranged vertical power supply sections, here as a graphite hollow cylinder 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f are executed. The graphite hollow cylinder 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f are placed inside each other and around the heater 1 arranged around.

In 4 ist dargestellt, wie jeder Spulenanschluss der drei übereinander angeordneten Spulen 1a, 1b, 1c über eine separate hohlzylindrische Stromzuführung, den Graphit-Hohlzylindern 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f mit Strom versorgt wird. Die Verbindung zwischen den Spulen 1a, 1b, 1c und den Graphit-Hohlzylindern 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f erfolgt über die horizontalen Stromzuführungen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f. Die Graphit-Hohlzylinder 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f sind bis zum Kammerboden 15 der Züchtungskammer 5 geführt, wo sie mit den Stromdurchführungselementen 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f kontaktieren. Die Stromdurchführungselemente 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f sind durch den Kammerboden 15 geführt und über die aus Kupferkabel bestehenden Stromleitungen 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f außerhalb der Züchtungskammer 5 mit der Stromversorgungseinrichtung 11 elektrisch verbunden.In 4 is shown as each coil connection of the three superimposed coils 1a . 1b . 1c via a separate hollow cylindrical power supply, the graphite hollow cylinders 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f is powered. The connection between the coils 1a . 1b . 1c and the graphite hollow cylinders 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f via the horizontal power supply 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f , The graphite hollow cylinder 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f are up to the bottom of the chamber 15 the breeding chamber 5 where they are with the current feedthrough elements 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f to contact. The current feedthrough elements 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f are through the chamber floor 15 and over the existing copper cables power lines 16a . 16b . 16c . 16d . 16e . 16f outside the breeding chamber 5 with the power supply device 11 electrically connected.

5 zeigt eine weitere Darstellung der Kristallzüchtungsanlage nach 4. Im Unterschied zu 4 wird in 5 gezeigt, wie die drei Spulen 1a, 1b, 1c jeweils mit einem Spulen-Ende mit einem gemeinsamen Graphit-Hohlzylinder 13g über die horizontalen Stromzuführungen 4g, 4g1 und 4g2 verbunden sind. Das andere Spulen-Ende der Spulen 1a, 1b, 1c ist jeweils mit den Graphit-Hohlzylindern 13a, 13b und 13c über die horizontalen Stromzuführungen 4a, 4b und 4c verbunden. Sollen von 120° abweichende Phasenverschiebungen einstellbar sein, muss der gemeinsame Graphit-Hohlzylinder 13g und damit der gemeinsame vertikale Stromzuführungsabschnitt 13g im Kammerboden 15 mit einem Stromdurchführungselement 2g verbunden sein, das wiederum mit einem Bezugspotential der Stromversorgungseinrichtung 11 über eine gemeinsame Stromleitung 16g verbunden ist. Die weiteren Graphit-Hohlzylinder 13a, 13b, 13c sind im Kammerboden 15 der Züchtungskammer 5 ebenfalls mit Stromdurchführungselementen 2a, 2b, 2c kontaktiert. 5 shows a further illustration of the crystal growing plant 4 , In contrast to 4 is in 5 shown as the three coils 1a . 1b . 1c each with a coil end with a common graphite hollow cylinder 13g via the horizontal power supply lines 4g . 4g 1 and 4g 2 are connected. The other coil end of the coils 1a . 1b . 1c is in each case with the graphite hollow cylinders 13a . 13b and 13c via the horizontal power supply lines 4a . 4b and 4c connected. If 120 ° deviating phase shifts should be adjustable, the common graphite hollow cylinder 13g and thus the common vertical power supply section 13g in the chamber floor 15 with a current feedthrough element 2g be connected, in turn, with a reference potential of the power supply device 11 via a common power line 16g connected is. The other graphite hollow cylinders 13a . 13b . 13c are in the chamber floor 15 the breeding chamber 5 also with current feedthrough elements 2a . 2 B . 2c contacted.

6 zeigt einen weiteren Ausschnitt der Kristallzüchtungsanlage nach 4 in Perspektiv-Darstellung. 6 shows a further section of the crystal growing plant 4 in perspective view.

Zu erkennen sind die innerhalb der Züchtungskammer 5 ineinander gestellten Graphit-Hohlzylinder 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, wie sie konzentrisch um die Spulen 1a, 1b, 1c der Heizeinrichtung 1 herum angeordnet sind. Der Übersichtlichkeit wegen ist lediglich eine der horizontalen Stromzuführungen 4a, die mit der Spule 1a und dem Hohlzylinder 13a verbunden ist sowie die Anordnung der Stabilisierungselemente 3a, 3b, 3c an den Spulen 1a, 1b, 1c.They can be recognized within the breeding chamber 5 nested graphite hollow cylinder 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f as they concentric around the coils 1a . 1b . 1c the heater 1 are arranged around. For the sake of clarity, only one of the horizontal power supply lines 4a that with the coil 1a and the hollow cylinder 13a is connected and the arrangement of the stabilizing elements 3a . 3b . 3c on the coils 1a . 1b . 1c ,

11
Heizeinrichtungheater
1a1a
SpuleKitchen sink
1b1b
SpuleKitchen sink
1c1c
SpuleKitchen sink
2a2a
StromdurchführungselementCurrent through element
2b2 B
StromdurchführungselementCurrent through element
2c2c
StromdurchführungselementCurrent through element
2d2d
StromdurchführungselementCurrent through element
2e2e
StromdurchführungselementCurrent through element
2f2f
StromdurchführungselementCurrent through element
3a3a
Stabilisierungselementstabilizing element
3b3b
Stabilisierungselementstabilizing element
3c3c
Stabilisierungselementstabilizing element
3d3d
Stabilisierungselementstabilizing element
4a4a
Stromzuführungpower supply
4b4b
Stromzuführungpower supply
4c4c
Stromzuführungpower supply
4d4d
Stromzuführungpower supply
4e4e
Stromzuführungpower supply
4f4f
Stromzuführungpower supply
55
Züchtungskammergrowing chamber
66
Tiegelcrucible
77
Schmelzemelt
88th
Kristallcrystal
99
Windung; Spulenwindungturn; coil turn
1010
PlättchenTile
1111
StromversorgungseinrichtungPower supply means
1212
nutförmige Einkerbunggrooved notch
13a13a
Graphit-HohlzylinderGraphite hollow cylinder
13b13b
Graphit-HohlzylinderGraphite hollow cylinder
13c13c
Graphit-HohlzylinderGraphite hollow cylinder
13d13d
Graphit-HohlzylinderGraphite hollow cylinder
13e13e
Graphit-HohlzylinderGraphite hollow cylinder
13f13f
Graphit-HohlzylinderGraphite hollow cylinder
13g13g
Graphit-HohlzylinderGraphite hollow cylinder
1414
(vertikale) Kammerwand(vertical) chamber wall
1515
Kammerbodenchamber floor
16a16a
Stromleitungpower line
16b16b
Stromleitungpower line
16c16c
Stromleitungpower line
16d16d
Stromleitungpower line
16e16e
Stromleitungpower line
16f16f
Stromleitungpower line
16g16g
Stromleitungpower line
17a17a
Befestigungsmittelfastener
17b17b
Befestigungsmittelfastener
17b17b
Befestigungsmittelfastener
17c17c
Befestigungsmittelfastener
17d17d
Befestigungsmittelfastener
17e17e
Befestigungsmittelfastener
17f17f
Befestigungsmittelfastener
18a18a
Befestigungsmittelfastener
18b18b
Befestigungsmittelfastener
18c18c
Befestigungsmittelfastener
18d18d
Befestigungsmittelfastener
18e18e
Befestigungsmittelfastener
18f18f
Befestigungsmittelfastener
La L a
Spulenlängecoil length
Lb L b
Spulenlängecoil length
Lc L c
Spulenlängecoil length
QQ
Windungsquerschnittwinding cross

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (12)

Vorrichtung zur Züchtung von Kristallen aus elektrisch leitenden Schmelzen (7), mit einer Züchtungskammer (5), die eine vertikale Kammerwand (14) und einen Kammerboden (15) aufweist, in der Züchtungskammer (5) ein die Schmelze (7) enthaltener Tiegel (6) und eine den Tiegel (6) umgebende Heizeinrichtung (1) angeordnet sind, welche als Mehrspulenanordnung von übereinander angeordneten Spulen (1a, 1b, 1c) mit mehreren Spulenwindungen (9) ausgeführt ist und die der gleichzeitigen Erzeugung eines magnetischen Wanderfeldes dient, an den Spulen (1a, 1b, 1c) Stromzuführungen (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) angeordnet sind, die mit einer außerhalb der Züchtungskammer (5) angeordneten Stromversorgungseinrichtung (11) elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführungen (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) mit Stromdurchführungselementen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) verbunden sind, die durch die vertikale Kammerwand (14) der Züchtungskammer (5) geführt sind, wobei die Stromzuführungen (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) horizontal zwischen den Spulen (1a, 1b, 1c) und der Kammerwand (14) angeordnet sind, oder die Stromzuführungen (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) mit ineinander gestellten, um die Heizeinrichtung (1) herum angeordneten Hohlzylindern (13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g) verbunden sind, die Hohlzylinder (13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g) mit Stromdurchführungselementen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) verbunden sind, die durch den Kammerboden (15) der Züchtungskammer (5) geführt sind.Apparatus for growing crystals of electrically conductive melts ( 7 ), with a growth chamber ( 5 ), which has a vertical chamber wall ( 14 ) and a chamber floor ( 15 ), in the culture chamber ( 5 ) a melt ( 7 ) contained crucible ( 6 ) and a crucible ( 6 ) surrounding heating device ( 1 ) arranged as a multi-coil arrangement of superimposed coils ( 1a . 1b . 1c ) with several coil turns ( 9 ) is carried out and which serves for the simultaneous generation of a traveling magnetic field, at the coils ( 1a . 1b . 1c ) Power supplies ( 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f . 4g ) are arranged with one outside the culture chamber ( 5 ) arranged power supply device ( 11 ) are electrically connected, characterized in that the power supply lines ( 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f . 4g ) with current feedthrough elements ( 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f . 2g ), which pass through the vertical chamber wall ( 14 ) of the culture chamber ( 5 ) are guided, wherein the power supply ( 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f . 4g ) horizontally between the coils ( 1a . 1b . 1c ) and the chamber wall ( 14 ), or the power supply lines ( 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f . 4g ) with one another in order to connect the heating device ( 1 ) arranged around hollow cylinders ( 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f . 13g ), the hollow cylinders ( 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f . 13g ) with current feedthrough elements ( 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f . 2g ), which pass through the chamber floor ( 15 ) of the culture chamber ( 5 ) are guided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromdurchführungselemente (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) außerhalb der Züchtungskammer (5) über Stromleitungen (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) mit der Stromversorgungseinrichtung (11) elektrisch verbunden sind.Device according to claim 1, characterized in that the current feedthrough elements ( 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f ) outside the culture chamber ( 5 ) via power lines ( 16a . 16b . 16c . 16d . 16e . 16f ) with the power supply device ( 11 ) are electrically connected. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlzylinder (13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f) aus Graphit gebildet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the hollow cylinder ( 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f ) are formed from graphite. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Hohlzylinder (13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f) vorgesehen sind.Device according to claim 1 or 3, characterized in that at least three hollow cylinders ( 13a . 13b . 13c . 13d . 13e . 13f ) are provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine von den Spulenwindungen (9) umschlossene Fläche eine beliebige geometrische Form aufweist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that one of the coil turns ( 9 ) enclosed surface has any geometric shape. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (1) Stabilisierungselemente (3a, 3b, 3c) an den Spulenwindungen (9) aufweist.Device according to claim 1, characterized in that the heating device ( 1 ) Stabilizing elements ( 3a . 3b . 3c ) on the coil turns ( 9 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungselemente (3a, 3b, 3c) als zylindrische Stäbe mit wenigstens einer nutförmigen Einkerbung (12) ausgestaltet sind.Device according to claim 6, characterized in that the stabilizing elements ( 3a . 3b . 3c ) as cylindrical rods with at least one groove-shaped notch ( 12 ) are configured. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass, die Stabilisierungselemente (3a, 3b, 3c) als zylindrische Stäbe mit wenigstens zwei Plättchen (10) ausgestaltet sind.Device according to claim 6 or 7, characterized in that the stabilizing elements ( 3a . 3b . 3c ) as cylindrical rods with at least two platelets ( 10 ) are configured. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungselemente (3a, 3b, 3c) koaxial entlang der Spulenaußenseite angeordnet sind, wobei die nutförmigen Einkerbungen (14) in die Spulenwindungen (9) der Spulen (1a, 1b, 1c) greifen oder die Plättchen (10) zwischen den Spulenwindungen (9) liegen.Apparatus according to claim 6 to 8, characterized in that the stabilizing elements ( 3a . 3b . 3c ) are arranged coaxially along the coil outer side, wherein the groove-shaped notches ( 14 ) in the coil turns ( 9 ) of the coils ( 1a . 1b . 1c ) or the tiles ( 10 ) between the coil turns ( 9 ) lie. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Stabilisierungselemente (3a, 3b, 3c) vorhanden sind.Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that at least two stabilizing elements ( 3a . 3b . 3c ) available. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenwindungen (9) spiralförmig oder stufenförmig ausgestaltet sind.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the coil turns ( 9 ) are configured spiral or stepped. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Windungsquerschnitt (Q) der Spulenwindungen (9) eine beliebige geometrische Form aufweist.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that a winding cross-section (Q) of the coil turns ( 9 ) has any geometric shape.
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