DE102011119353A1 - Crushing semiconductor molding, comprises producing semiconductor molding having cavity, filling cavity with liquid having density anomaly effect, and cooling liquid below freezing point for producing pressure in cavity - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerkleinerung von Halbleiterformkörpern, insbesondere Siliziumformkörpern mit Hilfe von gefrorener Flüssigkeit.The present invention relates to a method for comminuting semiconductor moldings, in particular silicon moldings with the aid of frozen liquid.
Bei der Herstellung von Solarzellen wird Silizium von hoher Reinheit benötigt. Silizium für Solarmodule und auch allgemein für Halbleiter erhält man als hochreinen, stabartigen Polykristall, der durch Abscheidung von reinem Silizium auf einem Silizium-Abscheidekörper oder einem geeigneten Trägermaterial gebildet wird.In the production of solar cells, silicon of high purity is required. Silicon for solar modules and also generally for semiconductors is obtained as a high-purity, rod-like polycrystal, which is formed by deposition of pure silicon on a silicon deposition body or a suitable carrier material.
Üblicherweise wird ein solches polykristallines Silizium von hoher Reinheit nach dem Siemens-Verfahren in CVD-Anlagen durch chemische Dampfphasenabscheidung eines hochreinen gasförmigen Chlorsilans auf einem vorzugsweise erwärmten Siliziumträger ausgebildet. Auf diese Weise entstehen Stäbe aus polykristallinem Silizium. Beim herkömmlichen Siemens-Verfahren werden Si-Dünnstäbe zum Starten des Prozesses verwendet. Diese können extern auf ca. 450°C vorgeheizt und dann mittels Stromfluss in der CVD-Anlage auf die erforderliche Abscheidetemperatur von ca. 1100°C hochgeheizt werden.Typically, such high purity polycrystalline silicon is formed by the Siemens method in CVD plants by chemical vapor deposition of a high purity gaseous chlorosilane onto a preferably heated silicon substrate. In this way, rods of polycrystalline silicon. In the conventional Siemens process, Si thin rods are used to start the process. These can be externally preheated to approx. 450 ° C and then heated to the required deposition temperature of approx. 1100 ° C by means of current flow in the CVD system.
Als Reaktionsstoffe werden dann zum Beispiel Trichlorsilan zusammen mit Wasserstoff als Reduktionsmittel in den Reaktor eingespeist. Dieses wird reduziert und reines Silizium wird selektiv an den Oberflächen der Si-Dünnstäbe ablagert, sodass ein polykristalliner Siliziumstab entsteht.Trichlorosilane, for example, is then fed into the reactor together with hydrogen as a reducing agent as reactants. This is reduced and pure silicon is selectively deposited on the surfaces of the Si thin rods to form a polycrystalline silicon rod.
Die so hergestellten polykristallinen Siliziumstäbe müssen für den nachfolgenden Prozess weiter verarbeitet werden. Der größte Teil des in einem so erhaltenen Siliziumstab vorhandenen Siliziums muss zur Weiterverarbeitung auf eine geeignete Größe zerkleinert bzw. gespalten werden.The polycrystalline silicon rods produced in this way must be further processed for the subsequent process. The majority of the silicon present in a silicon rod thus obtained must be comminuted or split to a suitable size for further processing.
Gemäß den gegenwärtig verwendeten Methoden werden die Siliziumstäbe mittels eines Bearbeitungsschrittes insbesondere mittels eines Bearbeitungswerkzeugs in ausreichend kleine Stücke zerteilt. Typischerweise werden als Bearbeitungswerkzeuge mechanisch wirkende Werkzeuge eingesetzt. So können die Siliziumstäbe beispielsweise durch einen Hammer, durch Brecheinrichtungen, wie einen Backenbrecher oder Walzenbrecher gebrochen werden. Das Silizium kann auch durch einen Ofen auf eine ausreichend hohe Temperatur aufgeheizt und dann in Wasser geworfen werden, so dass der Siliziumkörper durch den Schock der raschen Abkühlung gebrochen wird.According to the currently used methods, the silicon rods are cut into sufficiently small pieces by means of a processing step, in particular by means of a machining tool. Typically, mechanical tools are used as machining tools. For example, the silicon rods can be broken by a hammer, crushing devices such as a jaw crusher or roll crusher. The silicon can also be heated by a furnace to a sufficiently high temperature and then thrown into water, so that the silicon body is broken by the shock of rapid cooling.
Im Stand der Technik sind weitere ähnlich wirkende mechanische oder thermische Bearbeitungsmethoden bekannt. Die mechansichen Bearbeitungsmethoden führen jedoch in der Regel dazu, dass das Silizium durch Kontakt mit den Bearbeitungseinrichtungen, den Werkzeugen und den eingesetzten Materialien verunreinigt wird. Die thermischen Bearbeitungsmethoden führen häufig nicht zu einer ausreichenden Zerkleinerung, sie erfordern einen hohen Energieeinsatz und können auch zu Verunreinigungen führen. Die Folge von Verunreinigungen ist, dass das gebrochene und verunreinigte Silizium in einem weiteren Verfahrensschritt aufwendig gereinigt werden muss. Behilflich sind dabei Chemikalien, wie beispielsweise ein Gemisch von Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure, mit denen die Verunreinigungen in einem nachgeschalteten Prozess abgeätzt werden, wobei auch immer ein Teil des Siliziums verloren geht.The prior art discloses other similar mechanical or thermal processing methods. However, the mechanical processing methods typically cause the silicon to be contaminated by contact with the processing equipment, the tools, and the materials used. The thermal processing methods often do not lead to a sufficient size reduction, they require a high energy input and can also lead to contamination. The consequence of contamination is that the broken and contaminated silicon must be cleaned consuming in a further process step. In this case, chemicals such as a mixture of nitric acid and hydrofluoric acid, with which the impurities are etched off in a downstream process, whereby any part of the silicon is lost lost.
Besonders nachteilig sind Verunreinigungen durch Übergangsmetalle, zu denen unter anderem Kupfer, Gold, Eisen, Cobalt, Nickel, Chrom, Tantal, Zink und Wolfram sowie Verunreinigungen wie Kohlenstoff, Bor, Phosphor, Aluminium und Arsen gehören. Solche Verunreinigungen bewirken selbst in geringen Mengen Schadstellen bei einem späteren Siliziumprodukt, was letztendlich zu einer Beeinträchtigung der Qualität und Leistung führen kann.Particularly disadvantageous are impurities by transition metals, which include, inter alia, copper, gold, iron, cobalt, nickel, chromium, tantalum, zinc and tungsten and impurities such as carbon, boron, phosphorus, aluminum and arsenic. Such impurities cause damage to a later silicon product even in small amounts, which can ultimately lead to impairment of quality and performance.
Gemäß der vorliegenden Erfindung soll daher eine Zerkleinerungs- und Spaltungsmethode bereitgestellt werden, welche die genannten Nachteile überwindet. Es wird daher ein Verfahren vorgeschlagen, welches weniger aufwändig und im Ergebnis effizienter ist und bei dem Verunreinigungen vermieden oder verringert werden herabgesetzt werden.According to the present invention, therefore, a crushing and cleavage method is to be provided, which overcomes the disadvantages mentioned. It is therefore proposed a method which is less complicated and, as a result, more efficient and in which impurities are avoided or reduced to be reduced.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung in den Unteransprüchen angegeben sind. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch alle innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Zwischenwerte oder Grenzwerte offenbart gelten und in beliebiger Kombination beanspruchbar sein.This object is achieved with the features of claim 1, wherein advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. All combinations of at least two features specified in the description, the claims and / or the figures also fall within the scope of the invention. For specified value ranges, all values lying within the stated limits should also be disclosed as intermediate values or limit values and may be claimable in any combination.
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es, die Dichte-Anomalie von Wasser (oder anderen Flüssigkeiten die eine solche aufweisen) zur Sprengwirkung von Halbleiterformkörpern (nachfolgend auch speziell als Siliziumformkörper bezeichnet) beim Übergang vom flüssigen in den festen Aggregatzustand zu nutzen. Hierzu wird zunächst in einen Siliziumformkörper ein Hohlraum ausgebildet und dann mit Wasser im flüssigen Aggregatzustand befüllt. Anschließend wird das Wasser in den festen Aggregatzustand überführt, sprich eingefroren. Das Wasser dehnt sich ab Temperaturen unter 3,98°C infolge seines negativen Ausdehnungskoeffizienten aus und erzeugt im Hohlraum einen solchen Druck, dass der Siliziumformkörper in Bruchstücke zerspringt und damit erfindungsgemäß zerkleinert wird. Die Erfindung wird am Beispiel von Wasser beschrieben, ohne sich jedoch darauf zu beschränken. Bei Wasser ist mit Vorteil eine Abkühlung auf eine Temperatur von etwa 3,98°C erforderlich, um den Übergang in den festen Aggregatzustand zu bewirken. Jede andere Flüssigkeit mit gleichwirkenden Eigenschaften, dass heißt mit einem Dichteanomalie-Effekt könnte anstelle von Wasser verwendet werden. Hier können natürlich unterschiedliche Temperaturbereiche gelten. Als Dichte-Aanomalie im Sinne dieser Erfindung wird das Phänomen verstanden, dass eine Flüssigkeit in einem definierten Temperaturbereich einen negativen Ausdehnungskoeffizienten aufweist und sich daher beim Abkühlen innerhalb dieses Temperaturbereiches ausdehnt. Wasser eignet sich auch daher besonders für das erfindungsgemäße Verfahren, da Wasser mit hoher Reinheit hergestellt werden kann und keine Verunreinigungen in das Silizium einbringt.The basic idea of the present invention is to make use of the density anomaly of water (or other liquids having such) for the explosive effect of semiconductor molded bodies (also referred to in the following as silicon shaped bodies) during the transition from the liquid to the solid state of aggregation. For this purpose, a cavity is first formed in a silicon molded body and then filled with water in the liquid state of matter. Subsequently, the water is transferred to the solid state, that is frozen. The water expands from temperatures below 3.98 ° C due to its negative coefficient of expansion and generates in the cavity such a pressure that the silicon moldings shatters into fragments and thus comminuted according to the invention. The invention is described by the example of water, but without being limited thereto. With water, cooling to a temperature of about 3.98 ° C. is advantageously required to effect the transition to the solid state. Any other liquid with similar properties, that is with a density anomaly effect, could be used instead of water. Of course, different temperature ranges can apply here. As density aanomaly in the sense of this invention, the phenomenon is understood that a liquid in a defined temperature range has a negative coefficient of expansion and therefore expands during cooling within this temperature range. Water is therefore also particularly suitable for the process according to the invention, since water can be produced with high purity and does not introduce impurities into the silicon.
Es ist ein Verfahren zur Zerkleinerung von Halbleiterformkörpern, insbesondere von Siliziumstäben angegeben, bei dem zunächst ein einen Hohlraum aufweisender Halbleiterformkörper hergestellt wird. Anschließend wird der Hohlraum mit einer eine Dichteanomalie aufweisenden Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser befüllt oder der Halbleiterformkörper wird von einer solchen umgeben, und die Flüssigkeit wird dann unter den Gefrierpunkt abgekühlt. Hierdurch wird von innen heraus im Hohlraum oder von außen in Richtung des Hohlraums durch die Volumenausdehnung der Flüssigkeit beim Abkühlen ein solcher Druck erzeugt, dass der Halbleiterformkörper in Bruchstücke zerkleinert wird.It is a method for comminution of semiconductor moldings, in particular of silicon rods specified, in which first a cavity having a semiconductor molded body is produced. Subsequently, the cavity is filled with a liquid having a density anomaly, in particular with water or the semiconductor molded body is surrounded by such, and the liquid is then cooled below the freezing point. As a result, such a pressure is generated from the inside out in the cavity or from the outside in the direction of the cavity due to the volume expansion of the liquid during cooling, that the semifinished molded article is comminuted into fragments.
Das Verfahren lässt sich im Wesentlichen in die beiden folgenden näher erläuterten Verfahrensschritte untergliedern.The method can be subdivided essentially into the two following method steps explained in more detail.
Ein erster Schritt betrifft die Herstellung eines Halbleiterformkörpers, insbesondere eines Siliziumformkörpers, in dem ein Hohlraum ausgebildet wird, welcher sozusagen eine Art „Sprengkammer” für den nachfolgenden Verfahrensschritt der Zerkleinerung darstellt.A first step relates to the production of a semiconductor molded body, in particular a silicon molded body, in which a cavity is formed which, so to speak, constitutes a kind of "explosive chamber" for the subsequent process step of comminution.
Ein zweiter Schritt betrifft das Zerkleinern des Formkörpers unter Einsatz einer eine Dichtanomalie aufweisenden Flüssigkeit, die beim Abkühlen eine solche Volumenausdehnung erfährt, dass sie den Halbleiterformkörper förmlich sprengt. Der Druck, der bei der Volumenausdehnung der Flüssigkeit entsteht kann entweder von Innen oder von Außen am Halbleiterformkörper angreifen. Im ersten Fall wird durch die Volumenausdehnung beim Herunterkühlen des Wassers ein Druck von innen im Hohlraum aufgebaut und der Halbleiterformkörper wird nach Außen aufgesprengt. Im zweiten Fall dient der Hohlraum dazu, dass ein von Außen angreifender Druck des Wassers überhaupt in Richtung eines Hohlraums nach Innen wirken kann, derart dass der Halbleiterformkörper in sich zusammenbricht bzw. in Bruchteile zerfällt. Diese beiden Fälle können auch miteinander kombiniert werden. Bevorzugt wird als Flüssigkeit hochreines Wasser, insbesondere ein Wasser mit einem elektrischen Leitwert von 20 μScm oder geringer, verwendet.A second step relates to the comminution of the shaped body using a liquid having a sealing anomaly, which undergoes such a volume expansion on cooling that it bursts the semi-conductor shaped body. The pressure that arises in the volume expansion of the liquid can attack either from the inside or from the outside of the semiconductor moldings. In the first case, a pressure from inside the cavity is built up by the volume expansion when cooling down the water and the semiconductor molded body is blown outwards. In the second case, the cavity is used so that an externally attacking pressure of the water can ever act in the direction of a cavity inwards, such that the semiconductor molded body collapses or decays into fractions. These two cases can also be combined. Highly pure water, in particular a water having an electrical conductance of 20 μScm or less, is preferably used as the liquid.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Halbleiterformkörper in einem CVD-Reaktor mittels Abscheidung von Halbleitermaterial auf einem Abscheidekörper hergestellt wird. Es wird zur Abscheidung des Halbleitermaterials im Reaktor ein hohler, röhren- bzw. zylinderförmiger Abscheidekörper verwendet. Dies hat den Vorteil, dass schon ein geeigneter und zwar vorzugsweise länglicher Hohlraum für das Befüllen mit Flüssigkeit gebildet wird.In an advantageous embodiment of the method, the semiconductor molded body is produced in a CVD reactor by means of deposition of semiconductor material on a deposition body. It is used to deposit the semiconductor material in the reactor, a hollow, tubular or cylindrical Abscheidekörper. This has the advantage that already a suitable and preferably elongated cavity for filling with liquid is formed.
Der Abscheidekörper kann zum Beispiel eine hohle Halbleiter-Röhre sein, insbesondere aus demselben Halbleitermaterial, das abgeschieden wird. Wird eine hohle Halbleiter-Röhre mit einem ausreichend hohen Reinheitsgrad verwendet, so kann zum Beispiel der von der Halbleiter-Röhre gebildete Hohlraum direkt zum Befüllen mit der Flüssigkeit verwendet werden und es ist keine Trennung zwischen Halbleiterformkörper und Abscheidekörper notwendig.The deposition body may, for example, be a hollow semiconductor tube, in particular of the same semiconductor material that is deposited. If a hollow semiconductor tube having a sufficiently high degree of purity is used, for example, the cavity formed by the semiconductor tube can be directly used for filling with the liquid, and no separation between the semiconductor molded body and the separator body is necessary.
Alternativ kann der Abscheidekörper auch ein anderer beliebiger intern beheizbare Körper sein, der gegenüber dem Halbleitermaterial keine Verunreinigung vorsieht. So kann zum Beispiel ein massiver oder auch hohler Abscheidekörper aus Silizium-Nitrid vorgesehen sein, der freihängend im CVD-Reaktor angeordnet sein kann. Der Hohlraum im Halbleiterformkörper kann dann zum Beispiel durch Aufheizen des Abscheidekörpers auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Halbleitermaterials gebildet werden, Dies bewirkt ein Abschmelzen des Halbleiterformkörpers vom Abscheidekörper unter Bildung eines Hohlraumes vorzugsweise in Form und Größe des Abscheidekörpers. Der Abscheidekörper wird in diesem Verfahrensschritt von einer geeigneten Heizvorrichtung erhitzt. Der Halbleiterformkörper, der von der Abscheidekörperseite beheizt wird, löst sich dann bei Erreichen bzw. Überschreiten seiner Schmelztemperatur an seiner Grenzfläche zum Abscheidekörper von diesem ab und rutscht bedingt durch seine Schwerkraft am Außenmantel des freihängenden Abscheidekörperes entlang nach unten weg. Man erhält so einen Halbleiterformkörper der über den erforderlichen Hohlraum verfügt.Alternatively, the separation body can also be any other internally heatable body that does not provide contamination to the semiconductor material. Thus, for example, a solid or even hollow separator made of silicon nitride can be provided, which can be arranged freely suspended in the CVD reactor. The cavity in the semiconductor molded body can then be formed for example by heating the Abscheidekörpers to a temperature above the melting temperature of the semiconductor material, this causes a melting of the semiconductor molded body from the Abscheidekörper to form a cavity, preferably in the form and size of the Abscheidekörpers. The separation body is heated in this process step by a suitable heating device. The semiconductor molded body, which is heated by the Abscheidekörperseite then dissolves when reaching or exceeding its melting temperature at its interface to the Abscheidekörper of this and slips due to its gravity on the outer jacket of the free-hanging Abscheidekörperes down along away. This gives a semiconductor molded body which has the required cavity.
Durch geeignete Wahl der Form und Größe des Abscheidekörpers lässt sich ein für die Sprengwirkung des Wassers besonders geeigneter Hohlraum im Halbleiterformkörper herstellen. Bevorzugt ist eine röhrenförmige längliche Form des Abscheidekörpers, die möglichst in Abgleitrichtung des Halbleiterformkörper im Reaktor hängend oder nach unten gerichtet befestigt wird. So kann beim Aufheizen des Abscheidekörpers der Halbleiterformkörper möglichst störungsfrei daran abgleiten.By a suitable choice of the shape and size of the Abscheidekörpers can be for the Blasting effect of the water produce particularly suitable cavity in the semiconductor molded body. Preference is given to a tubular elongated shape of the separation body, which is attached as possible in the sliding direction of the semiconductor molded body in the reactor hanging or directed downwards. Thus, when the deposition body heats up, the semiconductor molded body can slide off as smoothly as possible.
Vorzugsweise ist der Hohlraum an einer Seite offen und an der gegenüberliegenden Seite geschlossen ausgebildet, da so ein Befüllen des Hohlraumes unmittelbar möglich ist. Bei Verwendung einer Röhre kann diese vor dem Befüllen mit Flüssigkeit an einem oder beiden Enden druckdicht verschlossen werden.Preferably, the cavity is open on one side and formed closed on the opposite side, as a filling of the cavity is directly possible. When using a tube, it can be closed pressure-tight before filling with liquid at one or both ends.
Beim Schritt, der das Zerkleinern eines so hergestellten Halbleiterformkörpers betrifft, kann mit Vorteil zur Verstärkung der Sprengwirkung ein zusätzlicher Druck von Außen auf den mit Flüssigkeit befüllten Hohlraum ausgeübt wird. Der externe Druck kann wahlweise mittelbar oder unmittelbar an die Flüssigkeitssäule angelegt werden.In the step relating to the comminution of a semisolid molded article produced in this way, an additional pressure can be exerted externally on the liquid-filled cavity, advantageously to enhance the blasting effect. The external pressure can optionally be applied directly or indirectly to the liquid column.
Eine Möglichkeit den Sprengeffekt zu verstärken besteht in der Verwendung eines Kristallisationskeim der als Gefrierbeschleuniger wirken kann, um einen spontanen Phasenübergang herbeizuführen. Insbesondere kann die Bildung von Bereichen unterkühlter Flüssigkeit verhindert werden. Ein solcher Gefrierbeschleuniger kann beispielsweise Halbleitermaterialstaub sein, der vor Erreichen des Phasenübergangs der Flüssigkeit zugeführt wird.One way to enhance the blast effect is to use a crystallization seed that can act as a freeze accelerator to induce a spontaneous phase transition. In particular, the formation of areas of supercooled liquid can be prevented. Such a freezing accelerator may be, for example, semiconductor material dust, which is supplied to the liquid before the phase transition.
Alternativ kann zum Sprengen des Halbleiterformkörpers der Hohlraum leer bleiben und ein Druck von Außen erzeugt werden. Der Halbleiterformkörper wird in einen mit Flüssigkeit befüllten Behälter eingebracht, derart dass die Flüssigkeit den Halbleiterformkörper umgibt. Anschließend wird durch Herunterkühlen der Flüssigkeit unterhalb ihres Gefrierpunktes die Flüssigkeit in den festen Aggregatzustand überführt. Hierdurch wird ein Druck von Außen auf den Halbleiterformkörper infolge der Volumenänderung, sprich Volumenausdehnung der Flüssigkeit erzeugt und der Halbleiterformkörper wird in Bruchstücke zerkleinert. Mit Vorteil wird hierzu ein druck- und formstabiler Behälter verwendet, dessen Materialfestigkeit und Konstruktion so beschaffen ist, dass die Volumenausdehnung der Flüssigkeit nahezu ausschließlich in Richtung des Halbleiterformkörper wirkt. Als vorteilhaft hat sich die Verwendung eines hochvergüteten VA-Stahls oder allgemein eines Edelstahls erwiesen.Alternatively, to blast the semiconductor molding, the cavity may remain empty and external pressure may be generated. The semiconductor molded body is introduced into a container filled with liquid, so that the liquid surrounds the semiconductor molded body. Subsequently, by cooling down the liquid below its freezing point, the liquid is transferred to the solid state of matter. As a result, a pressure from the outside on the semiconductor molded body due to the volume change, that is, volume expansion of the liquid is generated and the semiconductor molded body is crushed into fragments. Advantageously, this is a pressure and dimensionally stable container is used, the material strength and construction is such that the volume expansion of the liquid acts almost exclusively in the direction of the semiconductor molded body. The use of a high-grade VA steel or, in general, a stainless steel has proved to be advantageous.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform kann zum Sprengen des Halbleiterformkörpers neben dem von der gefrierenden Flüssigkeit erzeugten Druck zusätzlich ein Druck von Außen auf den Halbleiterformkörper ausgeübt werden.In a further preferred embodiment, in addition to the pressure generated by the freezing liquid, a pressure can be exerted externally on the semiconductor molded body for blasting the semiconductor molded body.
In einem dazu alternativen Verfahrensschritt kann zum Zerkleinern des Halbleiterformkörper dieser abwechselnd von expandierender Flüssigkeit im innen liegenden Hohlraum und von der den Halbleiterformkörper umgebenden Flüssigkeit mittels Kälteexpansion der Flüssigkeit druckbeaufschlagt werden.In an alternative method step, the liquid can be pressurized alternately by expanding liquid in the inner cavity and by the liquid surrounding the semiconductor molded body by means of cold expansion of the liquid for comminuting the semiconductor molded body.
Bevorzugt wird beim Erzeugen eines Drucks mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter, der Behälter innen mit Richt- und Führungsstrukturen für die Flüssigkeit ausgebildet. Zweck dieser Richt- und Führungsstrukturen ist das Richten des Druckes bei der Expansion der Flüssigkeit in Richtung definierter Angriffspunkte. Dies hat zur Folge, dass die Flüssigkeit beim Gefrieren in ihrer Volumenausdehnung eine Zwangsführung erfährt, wodurch die resultierenden Kräfte gezielt auf definierte Flächen gelenkt werden können.Preferably, when creating a pressure with a container filled with liquid, the container is formed internally with straightening and guiding structures for the liquid. The purpose of these straightening and guiding structures is to direct the pressure during the expansion of the liquid in the direction of defined attack points. This has the consequence that the liquid undergoes forced guidance in its volume expansion during freezing, whereby the resulting forces can be directed specifically to defined areas.
Vorzugsweise wird als Flüssigkeit Wasser, insbesondere DI-Wasser verwendet, das einerseits eine ausreichende Volumenänderung aufweist, um eine Sprengwirkung zu erzielen und andererseits auch keine Verunreinigungen im Halbleitermaterial erzeugt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halbleiterformkörper ein Siliziumformkörper.Preferably, the liquid used is water, in particular DI water, which, on the one hand, has a sufficient volume change in order to achieve an explosive effect and, on the other hand, does not produce any impurities in the semiconductor material. In a preferred embodiment, the semiconductor molded body is a silicon molded body.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. In the drawings show:
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die CVD-Kammer
In der CVD-Kammer
Der Abscheideprozess erfolgt über eine Zeitspanne bis sich an der Abscheidefläche
Alternativ zu dem hohlen, röhrenförmigen Abscheidekörper
Ein Vorteil dieser Herstellungsmethode ist die Möglichkeit einen Abscheidekörper
In
In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Hohlraum
In einem weiteren Schritt wird das Wasser auf eine Temperatur unterhalb seines Gefrierpunktes abgekühlt. In diesem Temperaturbereich dehnt sich das Wasser infolge seines negativen Ausdehnungskoeffizienten aus. Beim Herunterkühlen wird somit der Siliziumformkörper
In diesem alternativen Verfahrensschritt wird zum Zerbrechen des Siliziums ein Druck von Außen auf den Siliziumformkörper
Es sind bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, wobei aber ein Austausch oder die Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale oder auch abweichende Ausführungen möglich sind. So kann z. B. statt Silizium auch ein anderes Halbleitermaterial auf die beschriebene Art und Weise als Halbleiterformkörper hergestellt und anschließend zerkleinert werden. Das Abkühlen der verwendeten Flüssigkeit kann z. B. mittels flüssigem Stickstoff in direktem Kontakt erfolgen. Bei Verwendung eines Halbleiterstaubes als Gefrierbeschleunigers, kann dieser bevorzugt aus dem gleichen Halbleitermaterial bestehen, um Verunreinigungen mit Fremdmaterialien zu vermeiden.There are described preferred embodiments, but an exchange or the combination of single or multiple features or deviating designs are possible. So z. B. instead of silicon and another semiconductor material in the manner described as semiconductor moldings are prepared and then crushed. The cooling of the liquid used can, for. B. by means of liquid nitrogen in direct contact. When using a semiconductor dust as a freezing accelerator, it may preferably be made of the same semiconductor material to avoid contamination with foreign materials.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Reaktorreactor
- 22
- CVD-KammerCVD chamber
- 33
- Abscheidekörpercollecting bodies
- 44
- Hohlraumcavity
- 55
- SiliziumformkörperSilicon moldings
- 66
- Abscheideflächeseparation area
- 77
- EndeThe End
- 88th
- Heizvorrichtungheater
- 99
- Behältercontainer
- 1010
- Richt- und FührungsstrukturenGuidance and management structures
- 1111
- Angriffspunktetargets
Claims (14)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20140318 |