DE102013225146A1 - Producing a silicon single thin rod comprises welding of two thin rods of polycrystalline silicon to a longer thin rod by induction welding an induction coil - Google Patents
Producing a silicon single thin rod comprises welding of two thin rods of polycrystalline silicon to a longer thin rod by induction welding an induction coil Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013225146A1 DE102013225146A1 DE201310225146 DE102013225146A DE102013225146A1 DE 102013225146 A1 DE102013225146 A1 DE 102013225146A1 DE 201310225146 DE201310225146 DE 201310225146 DE 102013225146 A DE102013225146 A DE 102013225146A DE 102013225146 A1 DE102013225146 A1 DE 102013225146A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- thin
- rods
- welding
- silicon
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/021—Preparation
- C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
- C01B33/035—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds in the presence of heated filaments of silicon, carbon or a refractory metal, e.g. tantalum or tungsten, or in the presence of heated silicon rods on which the formed silicon is deposited, a silicon rod being obtained, e.g. Siemens process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Dünnstabs.The invention relates to a method for producing a silicon thin rod.
Silicium-Dünnstäbe werden zur Abscheidung von polykristallinem Silicium verwendet.Silicon thin rods are used to deposit polycrystalline silicon.
Polykristallines Silicium (kurz: Polysilicium) dient als Ausgangsmaterial bei der Herstellung von einkristallinem Silicium mittels Tiegelziehen (Czochralski- oder CZ-Verfahren)- oder mittels Zonenschmelzen (Floatzone oder FZ-Verfahren). Dieses einkristalline Silicium wird in Scheiben (Wafer) zertrennt und nach einer Vielzahl von mechanischen, chemischen und chemo-mechanischen Bearbeitungen in der Halbleiterindustrie zur Fertigung von elektronischen Bauelementen (Chips) verwendet.Polycrystalline silicon (polysilicon in short) serves as a starting material in the production of monocrystalline silicon by means of crucible pulling (Czochralski or CZ process) or by zone melting (floatzone or FZ process). This monocrystalline silicon is cut into slices (wafers) and used for a variety of mechanical, chemical and chemo-mechanical processes in the semiconductor industry for the manufacture of electronic components (chips).
Insbesondere wird aber polykristallines Silicium in verstärktem Maße zur Herstellung von ein- oder multikristallinem Silicium mittels Zieh- oder Gieß-Verfahren benötigt, wobei dieses ein- oder multikristalline Silicium zur Fertigung von Solarzellen für die Photovoltaik dient.In particular, however, polycrystalline silicon is increasingly required for the production of monocrystalline or multicrystalline silicon by means of drawing or casting processes, this monocrystalline or multicrystalline silicon being used to produce solar cells for photovoltaics.
Das polykristalline Silicium, oft auch kurz Polysilicium genannt, wird üblicherweise mittels des Siemens-Prozesses hergestellt. Dabei werden in einem glockenförmigen Reaktor („Siemens-Reaktor”) Dünnstäbe aus Silicium durch direkten Stromdurchgang erhitzt und ein Reaktionsgas enthaltend eine Silicium enthaltende Komponente und Wasserstoff eingeleitet.The polycrystalline silicon, often called polysilicon for short, is usually produced by means of the Siemens process. In this case, in a bell-shaped reactor ("Siemens reactor") thin rods of silicon are heated by direct current passage and a reaction gas containing a silicon-containing component and hydrogen is introduced.
Die Silicium-Dünnstäbe weisen üblicherweise eine Kantenlänge von 3 bis 15 mm auf.The silicon thin rods usually have an edge length of 3 to 15 mm.
Als Silicium enthaltende Komponenten kommen beispielsweise Siliciumhalogenverbindungen wie Siliciumchlorverbindungen, insbesondere Chlorsilane in betracht. Die Silicium enthaltende Komponente wird zusammen mit Wasserstoff in den Reaktor eingeleitet. Bei Temperaturen von mehr als 1000°C wird auf den Dünnstäben Silicium abgeschieden. Dabei ergibt sich schließlich ein Stab mit polykristallinem Silicium. In
Bezüglich der Herstellung von Dünnstäben ist aus
Beim mechanischen Abtrennen von Dünnstäben wird deren Oberfläche jedoch mit Metallen sowie mit Bor-, Phosphor-, Aluminium- und Arsenverbindungen kontaminiert. Die Oberflächenkontamination mit Metallen liegt nach mechanischer Abtrennung mit metallgebundenen Sägeblättern bei 0,1–1 ppmw (parts per million by weight) oder höher. Die mittlere Belastung mit B, P, Al und As beträgt etwa 1 ppba (parts per billion atomic) oder mehr.In the mechanical separation of thin rods whose surface is contaminated with metals and with boron, phosphorus, aluminum and arsenic compounds. The surface contamination with metals after mechanical separation with metal-bonded saw blades is 0.1-1 ppmw (parts per million by weight) or higher. The average load of B, P, Al and As is about 1 ppba (parts per billion atomic) or more.
Daher ist es üblicherweise nötig, die Dünnstäbe einer Oberflächenreinigung zu unterziehen, bevor sie zur Abscheidung von Silicium verwendet werden können.
Durch Behandlung der Dünnstäbe in einem Ätzbecken aus kontaminationsarmem Material, z. B. Kunststoff, mittels einer Mischung aus HF und HNO3, lassen sich die Oberflächenkontaminationen deutlich reduzieren, bei Metallen auf bis zu 300 pptw und weniger, bei B, P, Al und As auf weniger als 15 pptw.By treating the thin rods in an etching tank of low-contamination material, eg. As plastic, using a mixture of HF and HNO 3 , the surface contamination can be significantly reduced, for metals up to 300 pptw and less, for B, P, Al and As to less than 15 pptw.
In
Ein anderes Reinigungsverfahren ist aus
Um die Ausbeute bei der Silicium-Abscheidung zu erhöhen, wäre es auch wünschenswert, längere Dünnstäbe einsetzen zu können. Längere Dünnstäbe sind prinzipiell mittels Verschweißen von kürzeren Dünnstäben herstellbar.In order to increase the yield in the silicon deposition, it would also be desirable to be able to use longer thin rods. Longer thin rods can in principle be produced by welding shorter thin rods.
Für dünne Werkstücke ist dieses Verfahren allerdings schwer handhabbar. Zudem stehen die Silicium-Werkstücke während des Verschweißens ständig in direktem Kontakt mit Luft, was hinsichtlich Kontaminationen nachteilig ist.However, this method is difficult to handle for thin workpieces. In addition, the silicon workpieces are constantly in direct contact with air during welding, which is disadvantageous in terms of contamination.
Auch das Verfahren nach
Ein weiteres denkbares Verfahren stellt das Induktionsschweißen dar. Damit werden üblicherweise Kunststoff- und Metallteile unter Luftatmosphäre verschweißt.Another conceivable method is the induction welding. This usually plastic and metal parts are welded under air atmosphere.
Die Anwendung des Induktionsschweißens, um Silicium-Werkstücke zu verbinden, würde zur Bildung einer SiN-Schicht führen, da Silicium infolge der hohen Temperaturen von mehr als 1500°C mit dem Stickstoff aus der Umgebungsluft reagiert. Da sich SiN in einer Siliciumschmelze nicht löst und als Partikel zu Versetzungen im Einkristall führt, ist die Verwendung solchen polykristallinen Siliciums zur Erzeugung von Siliciumeinkristallen mittels Tiegelziehen oder Zonenschmelzen nicht geeignet.The use of induction welding to join silicon workpieces would result in the formation of a SiN layer since silicon reacts with the nitrogen from the ambient air due to the high temperatures of more than 1500 ° C. Since SiN does not dissolve in a silicon melt and results in dislocations in the single crystal as particles, the use of such polycrystalline silicon for the production of silicon single crystals by means of crucible pulling or zone melting is not suitable.
Bei langen Dünnstäben stellen die derzeit verfügbaren Ätzbecken ein weiteres Problem dar.For long thin rods, the currently available caustic tanks represent another problem.
Die Größe der Ätzbecken für Reinigungsanlagen aus reinem Kunststoff ist nämlich konstruktionsbedingt begrenzt. Ab einer gewissen Dimension des Ätzbeckens wird die Anlage instabil. Zusätzliche Strahlverstrebungen könnten eine Vergrößerung der Ätzbecken ermöglichen. Allerdings ist die Verwendung von Stahl kritisch, da nicht ausgeschlossen werden kann, dass infolge von Spannungsrissen Säure aus dem Ätzbecken in die Nähe der Stahlverstrebungen gelangt und die Säure mit Metallen kontaminiert wird.The size of the etching tanks for cleaning systems made of pure plastic is in fact limited by design. From a certain dimension of the etching basin, the system becomes unstable. Additional beam bracing could allow for enlarging the caustic basins. However, the use of steel is critical because it can not be ruled out that acid from the etching tank will get near the steel braces due to stress cracks and the acid will be contaminated with metals.
- 1) Bearbeitung der Verbindungsflächen zu schweißender Siliciumstäbe zu glatten Oberflächen oder Oberflächen mit leichten Wölbungen;
- 2) Platzieren der Verbindungsflächen der zu schweißenden Siliciumstäbe auf der Oberseite bzw. Unterseite der Wärmeschmelzöffnung in der Mitte der Hochfrequenz-Induktionsheizspule im Siliciumstab-Ofen;
- 3) Ingangsetzen des Siliciumstab-Ofens und der Hochfrequenz-Induktionsheizspule
- 4) Wärmeschmelzen, nämlich den unteren oder oberen Siliciumstab in Richtung der Unterseite bzw. Oberseite der Wärmeschmelzöffnung in der Mitte der Hochfrequenz-Induktionsheizspule führen, dann ganz langsam in die Wärmeschmelzöffnung in der Mitte der Hochfrequenz-Induktionsheizspule einführen, ohne dass es dabei aber zu einem Kontakt mit der Hochfrequenz-Induktionsheizspule kommt, anschließend den entsprechenden Gegenstück-Siliciumstab ganz langsam in die Wärmeschmelzöffnung in der Mitte der Hochfrequenz-Induktionsheizspule einführen; zwischen den beiden Siliciumstäben verbleibt ein Spalt, die Temperatur in der entstandenen Schmelzzone der beiden Siliciumstäbe in der Wärmeschmelzöffnung in der Mitte der Hochfrequenz-Induktionsheizspule wird bis Erreichen des geschmolzenen Zustands gesteigert, woraufhin dann durch Steuern der Bewegung der Siliciumstäbe von oben nach unten bzw. von unten nach oben die Schmelzschweißverbindung der beiden Siliciumstäbe hergestellt wird;
- 5) Fortsetzung des vorangehenden Schritts bei Steuerung der Hochfrequenz-Induktionsheizspule in der Weise, dass es in der Schmelzzone der beiden Siliciumstäbe zum Zonenschmelzen kommt, so dass die beiden Siliciumstäbe an der Schweißstelle vollständig verschweißt und zu einer Einheit werden;
- 6) Im Anschluss an den vorigen Schritt wird durch Reduzieren des Stromflusses in der Hochfrequenz-Induktionsheizspule die Temperatur Schritt für Schritt bis Erreichen der Raumtemperatur gesenkt, wonach dann die verschweißten Siliciumstäbe aus der Wärmeschmelzöffnung in der Mitte der Hochfrequenz-Induktionsheizspule entnommen werden;
- 7) Wiederverwendung oder Verwahrung der zu einer Einheit verschweißten Siliciumstäbe.
- 1) machining the bonding surfaces to be welded silicon rods to smooth surfaces or surfaces with slight bulges;
- 2) placing the bonding surfaces of the silicon rods to be welded on top of the heat-melting opening in the middle of the high-frequency induction heating coil in the silicon rod furnace;
- 3) Starting the silicon rod furnace and the high frequency induction heating coil
- 4) heat melting, namely the lower or upper silicon rod in the direction of the underside or top of the heat fusion opening in the middle of the high-frequency induction heating coil, then very slowly into the heat-melt opening in the middle of the high-frequency Induktionsheizspule introduce, but without it to a Contact with the high frequency induction heating coil, then insert the appropriate counterpart silicon rod very slowly into the heat fusion port in the middle of the high frequency induction heating coil; a gap remains between the two silicon rods, the temperature in the resulting fusion zone of the two silicon rods in the heat-fusing opening in the middle of the high-frequency induction heating coil is increased until reaching the molten state, whereupon by controlling the movement of the silicon rods from top to bottom or from down to the top of the fusion-welded joint of the two silicon rods is produced;
- 5) continuing the foregoing step in controlling the high frequency induction heating coil so that zone melting occurs in the melting zone of the two silicon rods so that the two silicon rods are completely welded and unified at the weld;
- 6) Following the previous step, by reducing the current flow in the high-frequency induction heating coil, the temperature is lowered step by step until it reaches room temperature, after which the welded silicon rods are removed from the heat-fusing opening in the middle of the high-frequency induction heating coil;
- 7) Reuse or storage of the silicon rods welded into a single unit.
- a) Bereitstellen eines Stabes aus polykristallinem Silicium, von dem wenigstens zwei Dünnstäbe mit gegenüber dem Stab aus polykristallinem Silicium reduziertem Querschnitt abgetrennt werden;
- b) Reinigung der wenigstens zwei abgetrennten Dünnstäbe durch Behandlung mit einem Material abtragenden flüssigen Medium;
- c) Verschweißen von wenigstens zwei der gereinigten Dünnstäbe zu einem längeren Dünnstab;
- d) Verpacken des längeren Dünnstabs in eine Schlauchfolie.
- a) providing a rod of polycrystalline silicon, are separated from the at least two thin rods with respect to the rod of polycrystalline silicon reduced cross-section;
- b) cleaning the at least two separated thin rods by treatment with a material-removing liquid medium;
- c) welding at least two of the cleaned thin rods to a longer thin rod;
- d) Pack the longer thin rod into a tubular film.
Ausgangspunkt des Verfahrens ist ein Stab aus polykristallinem Silicium, hergestellt durch Abscheiden von Silicium auf einem Dünnstab, vorzugsweise mittels des Siemens-Prozesses. Dieser Stab aus polykristallinem Material wird in Dünnstäbe zertrennt. Vorzugsweise erfolgt das Abtrennen der Dünnstäbe mechanisch mittels Sägen. Die abgetrennten Dünnstäbe werden anschließend chemisch gereinigt. Vorzugsweise findet vor dem Verschweißen der Dünnstäbe genau ein Reinigungsschritt statt. Dieser Reinigungsschritt erfolgt vorzugsweise in einem Reinraum einer Reinraumklasse 100 oder niedriger (nach US FED STD 209E, abgelöst durch
Durch ein Verschweißen von gesägten, allerdings zuvor nicht gereinigten Dünnstäben wird an der Schweißstelle die Metallkonzentration an der Oberfläche auf mehr als 1016 at/cm2 erhöht. Durch die hohe Temperatur beim Verschweißen von über 500°C diffundieren dabei metallische und sonstige partikuläre Verunreinigungen in den Bulk des Silicium-Dünnstabes. Solche Verunreinigungen im Bulk können durch eine Oberflächenreinigung nicht mehr entfernt werden. Durch das oben beschriebene Verfahren und die zwingend erforderliche Reinigung der Dünnstäbe vor dem Verschweißen wird dies vermieden.By welding sawn, but not previously cleaned thin rods at the weld metal concentration at the surface is increased to more than 10 16 at / cm 2 . Due to the high temperature during welding of more than 500 ° C, metallic and other particulate impurities diffuse into the bulk of the silicon thin rod. Such impurities in bulk can not be removed by surface cleaning. By the method described above and the mandatory cleaning of the thin rods before welding this is avoided.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass trotz aller Bemühungen im Stand der Technik die Schweißnähte und die erzeugten verschweißten Stäbe unbefriedigend sind. Beispielsweise bilden sich an der Schweißnaht oftmals nasenartige Aufwölbungen. Die verschweißten Stäbe weisen teilweise hohe thermische Verspannungen auf, die in nachgelagerten Prozessen zu Problemen, schlimmstenfalls zu einem Materialbruch, führen können.However, it has been found that despite all efforts in the prior art, the welds and the welded rods produced are unsatisfactory. For example, often nose-like bulges form at the weld. The welded rods have in some cases high thermal stresses, which can lead to problems in downstream processes, in the worst case to material failure.
Aus dieser Problematik ergab sich die Aufgabenstellung der Erfindung.From this problem, the task of the invention resulted.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zu Herstellung eines Silicium-Dünnstabs, umfassend Bereitstellen von zwei Dünnstäben aus polykristallinem Silicium, Verschweißen der zwei Dünnstäbe zu einem längeren Dünnstab durch Induktionsschweißen mittels einer Induktionsspule, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verschweißen der zwei Dünnstäbe zum längeren Dünnstab die Temperatur an einer Schweißstelle gemessen und eine Heizleistung einer Induktionsspule, die die zwei Dünnstäbe durch Wärmestrahlung erhitzt, zeitlich geregelt wird.The object of the invention is achieved by a method for producing a silicon thin rod, comprising providing two thin rods of polycrystalline silicon, welding the two thin rods to a longer thin rod by induction welding by means of an induction coil, characterized in that in the welding of the two thin rods to longer thin rod, the temperature measured at a weld and a heating power of an induction coil, which heats the two thin rods by thermal radiation, timed.
Bevorzugte Ausführungen des Verfahrens sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Preferred embodiments of the method can be found in the dependent claims.
Die Erfinder haben erkannt, dass beim Verschweißen von Silicium-Dünnstäben die Parameter Temperatur und Zeit wichtiger Einflussfaktoren für eine erfolgreiche Verschweißung und für eine saubere Schweißstelle darstellen.The inventors have recognized that when welding silicon thin rods, the parameters of temperature and time are important factors for successful welding and for a clean weld.
Zur exakten Regelung dieser beiden Größen wird bei diesem Verfahren vorzugweise die Temperatur direkt an der Schweißstelle mittels eines Pyrometermessgeräts gemessen.For exact control of these two variables, the temperature is preferably measured directly at the weld by means of a Pyrometermessgeräts in this process.
Diese berührungslose Oberflächentemperaturmessung dient in diesem Verfahren gleichzeitig als Regelgröße. Mittels der Strahlungsmessung kann die exakte Temperatur am Siliciumstab bestimmt werden und nach dieser geregelt werden. Durch diese exakte Regelung wird eine Bildung einer Nase an der Schweißstelle verhindert.This non-contact surface temperature measurement also serves as a controlled variable in this process. By means of the radiation measurement, the exact temperature on the silicon rod can be determined and regulated according to this. This exact regulation prevents the formation of a nose at the weld.
Die Messeinrichtung (Strahlungspyrometer) ist vorzugsweise so angeordnet und fokussiert, dass sie die Temperatur unmittelbar an der Stoßstelle der beiden Stabstücke erfasst.The measuring device (radiation pyrometer) is preferably arranged and focused so that it detects the temperature directly at the joint of the two rod pieces.
Durch den mechanischen Aufbau wird vorzugsweise sichergestellt, dass sich die Stoßstelle im Zentrum der Induktionsspule befindet (sowohl vertikal als auch horizontal).The mechanical construction preferably ensures that the joint is located in the center of the induction coil (both vertically and horizontally).
Mittels der Strahlungsmessung kann die exakte Temperatur am Siliciumstab bestimmt werden und die Heizleistung nach dieser Größe geregelt werden.By means of the radiation measurement, the exact temperature on the silicon rod can be determined and the heating power can be regulated according to this size.
Über einen PID-Regler werden Sollwerte an den Hochfrequenz-Generator (HF-Generator) gegeben, der dadurch seine Leistungsabgabe (Regelung über Anodenleistung) an der Induktionsspule verändert und somit den Energieeintrag in das aufzuheizende Medium variiert. Setpoints are applied to the high-frequency generator (HF generator) via a PID controller, which thereby changes its power output (regulation via anode power) at the induction coil and thus varies the energy input into the medium to be heated.
Beim Regelprozess werden vorzugweise folgende Prozessschritte durchlaufen:
- a) Aufheizphase: Aufheizen der Siliciumstäbe bis die gewünschte Temperatur erreicht ist;
- b) Schweißphase: Halten der Temperatur für einen gewissen Zeitraum;
- c) Abkühlphase: langsames und stufenweise Herunterfahren der Heiztemperatur, um eine möglichst schonende Abkühlung der Schweißnaht zu erhalten.
- a) heating phase: heating the silicon rods until the desired temperature is reached;
- b) welding phase: keeping the temperature for a certain period of time;
- c) Cooling phase: slow and gradual shutdown of the heating temperature in order to obtain as gentle as possible a cooling of the weld.
Beispiel 1example 1
Das untere Stabstück wird eingespannt, im Anschluss daran das obere Stabstück. Danach wird der Schweißprozess gestartet.The lower rod piece is clamped, followed by the upper rod piece. Then the welding process is started.
Nachfolgende Schritte laufen durch ein im Temperaturregler hinterlegtes Programm automatisiert ab:
Die Kohle senkt sich auf Hochfrequenz-Induktionsspule und wird durch die mechanische Führung nach der Spule ausgerichtet. Die Temperatur-Sollwertvorgabe liegt zwischen 800°C und 1600°C. Der Hochfrequenz-Generator regelt auf eine maximal eingestellte Leistung (30% < P < 100%) und erhitzt durch Induktion den Kohlering (Aufheizphase).The following steps are automatically executed by a program stored in the temperature controller:
The coal sinks on high-frequency induction coil and is aligned by the mechanical guidance to the coil. The temperature setpoint is between 800 ° C and 1600 ° C. The high-frequency generator regulates to a maximum set power (30% <P <100%) and heats up the Kohlering (heating phase) by induction.
Durch den Kohlering werden die beiden Stabstücke an der Stoßstelle der Dünnstäbe durch die Wärmestrahlung indirekt erhitzt.By Kohlering the two rod pieces are heated indirectly at the junction of the thin rods by the heat radiation.
Nach einer gewissen Zeit (materialabhängige Konstante) ist der Stab durch die Kohle soweit vorgeheizt, dass die Hochfrequenz direkt in den Siliciumstab einkoppeln kann.After a certain time (material-dependent constant), the rod is preheated so far by the coal that the high frequency can couple directly into the silicon rod.
Auf Grund der definierten Maximalleistung (Generatorleistung) entsteht beim Einkoppeln der Hochfrequenz in den Stab ein kurzer Temperatureinbruch (ca. 5–60°C), der vom Pyrometer erkannt wird. Dieser Temperatureinbruch dient als Indikator für den nächsten Prozessschritt.Due to the defined maximum power (generator power), a short temperature drop (approx. 5-60 ° C) occurs when the high frequency is coupled into the rod, which is detected by the pyrometer. This temperature drop serves as an indicator for the next process step.
Im nächsten Prozessschritt wird der Kohlering abgehoben, da er für den weiteren Prozess nicht mehr benötigt wird. Das Regelprogramm schaltet auf einen neuen Sollwert (800°C < T < 1600°C), um den Temperatureinbruch so schnell wie möglich zu kompensieren.In the next process step, the coal ring is lifted because it is no longer needed for the further process. The control program switches to a new setpoint (800 ° C <T <1600 ° C) to compensate for the temperature drop as quickly as possible.
Sobald die vorgegebene Temperatur erreicht ist, wird auf den Sollwert für das Verschmelzen der Stäbe umgeschaltet und auf diese Temperatur (Schmelztemperatur von Silicium) für eine gewisse Zeit (5 s < t < 300 s) geregelt.Once the predetermined temperature is reached, the set point for the fusion of the rods is switched and regulated to this temperature (melting temperature of silicon) for a certain time (5 s <t <300 s).
In dieser Zeit wird der Stab vollständig durchglüht, bis das Silicium an der Schweißstelle komplett flüssig ist.During this time, the rod is completely annealed until the silicon at the weld is completely liquid.
Im Anschluss werden nacheinander mehrere Programmschritte durchlaufen, bei denen die Temperatursollwerte schrittweise verringert werden (Verringerung pro Abkühlschritt zwischen 5°C und 1000°C).Subsequently, several program steps are run successively in which the temperature setpoints are reduced stepwise (reduction per cooling step between 5 ° C and 1000 ° C).
Jeder einzelne Sollwert wird dabei für eine definierte Zeit gehalten (1 s < t < 300 s), bevor der nächste Sollwert aktiviert wird (→ gezieltes Abkühlen der Schweißstelle, um „Nasenbildung” und Verspannungen im Material zu minimieren).Each individual setpoint is held for a defined time (1 s <t <300 s) before the next setpoint is activated (→ selective cooling of the weld to minimize "nose" and tension in the material).
Im Laufe dieser Abkühlphase wird das flüssige Silicium an der Schweißstelle wieder fest.During this cooling phase, the liquid silicon at the weld again solidifies.
Nach dem letzten Programmschritt wird der Schweißgenerator ausgeschaltet.After the last program step, the welding generator is switched off.
Der geschweißte Dünnstab wird über ein Handlingssystem automatisch entnommen und zur weiteren Abkühlung in einer Staustrecke abgelegt.The welded thin rod is automatically removed via a handling system and stored in a buffer section for further cooling.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 1105396 [0007] DE 1105396 [0007]
- DE 1177119 B [0008, 0010] DE 1177119 B [0008, 0010]
- EP 0548504 A2 [0012] EP 0548504 A2 [0012]
- DE 19529518 A1 [0013] DE 19529518 A1 [0013]
- EP 0905796 A1 [0014] EP 0905796 A1 [0014]
- WO 02/070184 A1 [0016, 0018] WO 02/070184 A1 [0016, 0018]
- US 6573471 B1 [0018] US 6573471 B1 [0018]
- US 6852952 B1 [0019, 0020] US 6852952 B1 [0019, 0020]
- CN 101746761 A [0025] CN 101746761 A [0025]
- US 2011220283 A1 [0026] US 2011220283 A1 [0026]
- US 2012060562 A1 [0027] US 2012060562 A1 [0027]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- ISO 14644-1 [0028] ISO 14644-1 [0028]
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310225146 DE102013225146A1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Producing a silicon single thin rod comprises welding of two thin rods of polycrystalline silicon to a longer thin rod by induction welding an induction coil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310225146 DE102013225146A1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Producing a silicon single thin rod comprises welding of two thin rods of polycrystalline silicon to a longer thin rod by induction welding an induction coil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013225146A1 true DE102013225146A1 (en) | 2014-04-24 |
Family
ID=50437257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310225146 Withdrawn DE102013225146A1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Producing a silicon single thin rod comprises welding of two thin rods of polycrystalline silicon to a longer thin rod by induction welding an induction coil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013225146A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202021003270U1 (en) | 2021-10-20 | 2021-12-01 | Karl-Josef Schuhmann | Heat generation with silicon and nitrogen for technical processes |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1105396B (en) | 1957-05-29 | 1961-04-27 | Siemens Ag | Process and device for the production of hyperpure silicon |
DE1177119B (en) | 1955-11-02 | 1964-09-03 | Siemens Ag | Process for the production of hyperpure silicon |
EP0548504A2 (en) | 1991-10-29 | 1993-06-30 | HI-SILICON Co., Ltd. | Process for cleaning silicon mass |
DE19529518A1 (en) | 1994-08-10 | 1996-02-15 | Tokuyama Corp | Poly:crystalline silicon |
EP0905796A1 (en) | 1997-09-19 | 1999-03-31 | Wacker-Chemie GmbH | Polycrystalline silicon |
WO2002070184A1 (en) | 2000-11-08 | 2002-09-12 | Integrated Materials, Inc. | Crack free welding of silicon |
US6573471B1 (en) | 1997-12-19 | 2003-06-03 | Komatsu Ltd. | Welding method for semiconductor materials |
US6852952B1 (en) | 1999-04-23 | 2005-02-08 | Komatsu Ltd. | Welding method of an Si-based material |
CN101746761A (en) | 2009-10-19 | 2010-06-23 | 洛阳金诺机械工程有限公司 | Method for welding silicon cores |
US20110220283A1 (en) | 2009-10-29 | 2011-09-15 | Mitsubishi Materials Corporation | Apparatus and method of manufacturing silicon seed rod |
US20120060562A1 (en) | 2010-09-15 | 2012-03-15 | Wacker Chemie Ag | Method for producing thin silicon rods |
-
2013
- 2013-12-06 DE DE201310225146 patent/DE102013225146A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1177119B (en) | 1955-11-02 | 1964-09-03 | Siemens Ag | Process for the production of hyperpure silicon |
DE1105396B (en) | 1957-05-29 | 1961-04-27 | Siemens Ag | Process and device for the production of hyperpure silicon |
EP0548504A2 (en) | 1991-10-29 | 1993-06-30 | HI-SILICON Co., Ltd. | Process for cleaning silicon mass |
DE19529518A1 (en) | 1994-08-10 | 1996-02-15 | Tokuyama Corp | Poly:crystalline silicon |
EP0905796A1 (en) | 1997-09-19 | 1999-03-31 | Wacker-Chemie GmbH | Polycrystalline silicon |
US6573471B1 (en) | 1997-12-19 | 2003-06-03 | Komatsu Ltd. | Welding method for semiconductor materials |
US6852952B1 (en) | 1999-04-23 | 2005-02-08 | Komatsu Ltd. | Welding method of an Si-based material |
WO2002070184A1 (en) | 2000-11-08 | 2002-09-12 | Integrated Materials, Inc. | Crack free welding of silicon |
CN101746761A (en) | 2009-10-19 | 2010-06-23 | 洛阳金诺机械工程有限公司 | Method for welding silicon cores |
US20110220283A1 (en) | 2009-10-29 | 2011-09-15 | Mitsubishi Materials Corporation | Apparatus and method of manufacturing silicon seed rod |
US20120060562A1 (en) | 2010-09-15 | 2012-03-15 | Wacker Chemie Ag | Method for producing thin silicon rods |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ISO 14644-1 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202021003270U1 (en) | 2021-10-20 | 2021-12-01 | Karl-Josef Schuhmann | Heat generation with silicon and nitrogen for technical processes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2431329B1 (en) | Method for producing thin silicon rods | |
EP2444373B1 (en) | Method for producing polycrystalline silicon rods | |
DE19607098C2 (en) | Method and device for the directional solidification of a silicon melt into a block in a bottomless metallic cold wall crucible | |
DE112011101625B4 (en) | Epitaxial silicon carbide wafers and manufacturing processes therefor, silicon carbide bulk substrate for epitaxial growth, and manufacturing method thereof | |
JP6763428B2 (en) | Polycrystalline silicon rod and its manufacturing method | |
CH661919A5 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING SILICON FROM SILICIUM TETRAFLUORIDE. | |
DE102006017622A1 (en) | Manufacturing multi-crystalline silicon comprises placing detachable upper section at an upper edge of crucible furnace to build container structure, filling the container structure with silicon filling, and heating the container structure | |
EP2558232B1 (en) | Production of monocrystalline semiconductor materials | |
DE102010024010B4 (en) | Method and device for producing polycrystalline silicon blocks | |
DE102013203113B4 (en) | CASTING APPARATUS AND CASTING METHOD | |
DE102011006888A1 (en) | Method and system for producing silicon and silicon carbide | |
EP0924487B1 (en) | Vacuum drying of semiconductor material | |
DE102013225146A1 (en) | Producing a silicon single thin rod comprises welding of two thin rods of polycrystalline silicon to a longer thin rod by induction welding an induction coil | |
DE2636348A1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING PURE ELEMENTARY SEMICONDUCTOR MATERIAL | |
DE112019006305T5 (en) | METHOD OF PRODUCING A SINGLE CRYSTAL SILICON INGOT AND SILICON SINGLE CRYSTAL PULLING DEVICE | |
DE112016005199B4 (en) | Process for producing a silicon single crystal | |
EP1968890A1 (en) | Method for the production of silicon suitable for solar purposes | |
TWI412632B (en) | Methods of treating semiconducting materials and treated semiconducting materials | |
US20090280336A1 (en) | Semiconductor sheets and methods of fabricating the same | |
DE102011004916B4 (en) | Apparatus and method for drying polysilicon | |
EP3102539A1 (en) | Method for producing polycrystalline silicon | |
Liu et al. | The study of interficial reaction during rapidly solidified lead-free solder Sn3. 5Ag0. 7Cu/Cu laser soldering | |
DE112013006282T5 (en) | Process for producing SIC monocrystal | |
CN103119207B (en) | The technology of improved semiconductor micro-structural | |
JP6627793B2 (en) | Crystal growth method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R230 | Request for early publication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |