DE102015122248A1

DE102015122248A1 - Reactor and method for growing silicon

Info

Publication number: DE102015122248A1
Application number: DE102015122248.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor zur Abscheidung von Silizium auf einem Trägermaterial (2) umfassend: – ein Reaktorbehälter (3) mit einem geschlossenen Reaktorraum (3.1); – eine im Reaktorraum (3.1) angeordnete Halteeinrichtung (4) für das Trägermaterial (2), die in einer vertikalen Richtung verstellbar ist; – zumindest eine Düse (5) zum Einbringen eines Prozessgases in den Reaktorraum (3.1); und – eine mit hochfrequenter elektrischer Spannung beaufschlagbare Spule (6) zum partiellen Erhitzen eines oberen freien Endes des Trägermaterials (2); wobei die Spule (6) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das obere freie Ende des Trägermaterials zumindest partiell aufgeschmolzen oder angeschmolzen wird und dass die Düse (5) derart angeordnet ist, dass ein gerichteter Strahl von Prozessgas direkt auf das partiell aufgeschmolzene oder angeschmolzene Trägermaterial (2) aufgesprüht wird, um dort Silizium abzuscheiden.The invention relates to a reactor for the deposition of silicon on a carrier material (2) comprising: - a reactor vessel (3) with a closed reactor space (3.1); - A in the reactor space (3.1) arranged holding means (4) for the carrier material (2), which is adjustable in a vertical direction; - At least one nozzle (5) for introducing a process gas into the reactor space (3.1); and - a coil (6), which can be acted upon by high-frequency electrical voltage, for partially heating an upper free end of the carrier material (2); wherein the coil (6) is formed and arranged such that the upper free end of the carrier material is at least partially melted or fused and that the nozzle (5) is arranged such that a directed jet of process gas directly to the partially molten or fused carrier material (2) is sprayed to deposit there silicon.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor sowie ein Verfahren zum Aufwachsen von Silizium auf einem Trägermaterial. The invention relates to a reactor and a method for growing silicon on a carrier material.

Reaktoren zum Aufwachsen von Silizium auf einem Trägermaterial sind bereits bekannt. Aus der Druckschrift EP 2 860 278 A1 ist ein Laborreaktor bekannt geworden, der in einem durch eine Quarzglocke begrenzten Reaktorraum eine Anordnung von Siliziumstäben aufweist, die Bestandteil eines elektrischen Stromkreises sind und durch den Stromfluss erhitzt werden. In den Reaktorraum wird mittels einer unterseitig vorgesehenen Zuführöffnung Trichlorsilan eingebracht. Durch die hohe Prozesstemperatur im Reaktor wird das Trichlorsilan aufgespalten und die darin enthaltenen Siliziumatome lagern sich an den Siliziumstäben an, so dass dort ein Aufwachsen von Silizium erfolgt.Reactors for growing silicon on a carrier material are already known. From the publication EP 2 860 278 A1 a laboratory reactor has become known, which has in an area bounded by a quartz bell reactor space an array of silicon rods which are part of an electrical circuit and are heated by the flow of current. Trichlorosilane is introduced into the reactor space by means of a feed opening provided on the underside. Due to the high process temperature in the reactor, the trichlorosilane is split and the silicon atoms contained therein are deposited on the silicon rods, so that there occurs an increase of silicon.

Nachteilig an dem bekannten Reaktor ist, dass die Silizium-Aufwachsrate bei dem bekannten Prozess sehr gering ist, so dass eine sehr lange Prozesszeit nötig ist, um eine gewünschte Materialstärke von Silizium zu erreichen. Zudem ist es für den Prozess nötig, in dem Reaktor hohe Temperaturen bzw. Drücke zu erzeugen, so dass hohe Anforderungen an das verwendete Material des Reaktors, die Leitungsdurchführungen etc. gestellt werden müssen. A disadvantage of the known reactor is that the silicon growth rate in the known process is very low, so that a very long process time is necessary to achieve a desired material thickness of silicon. In addition, it is necessary for the process to generate high temperatures or pressures in the reactor, so that high demands must be placed on the material used in the reactor, the cable bushings, etc.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, einen Reaktor aufzuzeigen, mittels dem ein im Vergleich zum Stand der Technik schnelleres Aufwachsen von Silizium bei geringeren Reaktortemperaturen und/oder niedrigeren Drücken im Reaktor ermöglicht wird.Proceeding from this, it is an object of the invention to provide a reactor by means of which compared to the prior art faster growth of silicon at lower reactor temperatures and / or lower pressures in the reactor is made possible.

Die Aufgabe wird durch einen Reaktor gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner ist ein Verfahren zum Aufwachsen von Silizium auf einem Trägermaterial Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The object is achieved by a reactor according to the features of patent claim 1. Further, a method for growing silicon on a substrate is the subject of the present invention.

Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf einen Reaktor zum Aufwachsen von Silizium auf einem Trägermaterial, beispielsweise einem um eine Hochachse rotationssymmetrischen Siliziumstab. Der Reaktor umfasst einen Reaktorbehälter mit einem geschlossenen Reaktorraum und eine im Reaktorraum angeordnete Halteeinrichtung für das Trägermaterial, die in einer vertikalen Richtung verstellbar, insbesondere höhenverstellbar ist. Mittels dieser Halteeinrichtung wird das Trägermaterial im Reaktorraum fixiert. Ferner ist zumindest eine Düse zum Einbringen eines Prozessgases in den Reaktorraum vorgesehen. Der Reaktorraum weist zudem eine mit hochfrequenter elektrischer Spannung beaufschlagbare Spule (HF-Spule) auf, mittels der ein oberes freies Ende des Trägermaterials partiell erhitzt werden kann. Die Spule ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass das obere freie Ende des Trägermaterials zumindest partiell aufgeschmolzen oder angeschmolzen wird. Die Düse ist derart angeordnet, dass ein gerichteter Strahl von Prozessgas direkt auf das partiell aufgeschmolzene oder angeschmolzene Trägermaterial aufgebracht wird, um dort Silizium abzuscheiden. Im Folgenden wird unter dem Begriff „Trägermaterial“ sowohl das zu Beginn des Prozesses vorhandene (Grund-)Trägermaterial als auch das auf dieses (Grund-)Trägermaterial neu aufgebrachte Silizium verstanden, das im weiteren Verlauf des Prozesses aufgeschmolzen bzw. angeschmolzen gehalten wird und als Trägermaterial für den weiteren Prozess dient.According to a first aspect, the invention relates to a reactor for growing silicon on a carrier material, for example a silicon rod which is rotationally symmetrical about a vertical axis. The reactor comprises a reactor vessel with a closed reactor space and a holding device for the carrier material arranged in the reactor space, which can be adjusted in a vertical direction, in particular is height-adjustable. By means of this holding device, the carrier material is fixed in the reactor space. Furthermore, at least one nozzle is provided for introducing a process gas into the reactor space. The reactor chamber also has a coil (RF coil), which can be acted upon by high-frequency electrical voltage, by means of which an upper free end of the carrier material can be partially heated. The coil is designed and arranged such that the upper free end of the carrier material is at least partially melted or fused. The nozzle is arranged such that a directed jet of process gas is applied directly to the partially melted or fused carrier material in order to deposit silicon there. In the following, the term "support material" is understood to mean both the (base) support material present at the beginning of the process and the newly applied silicon on this (base) support material, which is melted or fused in the further course of the process and Carrier material for the further process is used.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Reaktors besteht darin, dass durch die Spule lediglich ein oberer Abschnitt des Trägermaterials erhitzt wird und damit die Temperatur im Reaktor im Vergleich zum Stand der Technik sehr gering gehalten werden kann. Des Weiteren werden durch das gezielte Aufbringen des Prozessgases auf diesen erhitzten Bereich höhere Aufwachsraten des Siliziums erreicht. Zuletzt können sich die Siliziumatome in dem partiell erhitzten Trägermaterial besser gemäß der Kristallstruktur des Siliziums (Diamantgitterstruktur) ausrichten, so dass sich insgesamt eine verbesserte Materialqualität des abgeschiedenen Siliziums ergibt. The main advantage of the reactor according to the invention is that only an upper portion of the carrier material is heated by the coil and thus the temperature in the reactor compared to the prior art can be kept very low. Furthermore, the targeted application of the process gas to this heated area achieves higher growth rates of the silicon. Finally, the silicon atoms in the partially heated carrier material can align better according to the crystal structure of the silicon (diamond lattice structure), resulting in an overall improved material quality of the deposited silicon.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Spule zum partiellen Erhitzen des oberen freien Endes des Trägermaterials im Bereich zwischen 1100°C und 1400°C ausgebildet. In diesem Bereich wird das Trägermaterial angeschmolzen bzw. aufgeschmolzen, so dass auf diesem angeschmolzen bzw. aufgeschmolzen Material eine verbesserte Siliziumabscheidung erfolgen kann.According to one embodiment, the coil for partially heating the upper free end of the carrier material is formed in the range between 1100 ° C and 1400 ° C. In this area, the carrier material is melted or melted, so that can be done on this melted or melted material improved silicon deposition.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Düse zur Aufbringung des Prozessgases von oben auf das partiell aufgeschmolzene oder angeschmolzene Trägermaterial ausgebildet. Beispielsweise ist die Düse in Bezug auf die Hochachse des Trägermaterials schräg angeordnet. Dadurch kann gezielt das Prozessgas auf das angeschmolzene bzw. aufgeschmolzene Material aufgebracht werden. According to one embodiment, the nozzle for applying the process gas is formed from above onto the partially melted or fused carrier material. For example, the nozzle is arranged obliquely with respect to the vertical axis of the carrier material. As a result, the process gas can be selectively applied to the molten or molten material.

Bevorzugt ist das Prozessgas Trichlorsilan (HCl₃Si), das in eine im Reaktorraum befindliche Wasserstoffatmosphäre eingebracht wird und durch die Temperatur des angeschmolzenen bzw. aufgeschmolzenen Materials aufgespalten wird, so dass sich Siliziumatome am Trägermaterial anlagern können.The process gas is preferably trichlorosilane (HCl ₃ Si), which is introduced into a hydrogen atmosphere in the reactor chamber and is split by the temperature of the molten or molten material, so that silicon atoms can attach to the carrier material.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Spule relativ zum Trägermaterial derart positioniert, dass das freie Ende des Trägermaterials in einer Dicke zwischen 0,2mm und 3mm, vorzugsweise 0,5mm bis 2mm aufgeschmolzen oder angeschmolzen wird. Vorzugsweise wird die gesamte Fläche des Trägermaterials aufgeschmolzen oder angeschmolzen. Durch die relativ dünne aufgeschmolzene bzw. angeschmolzene Schicht kann verhindert werden, dass Material schwerkraftbedingt nach unten läuft und eine möglichst geringe Temperatur im Reaktor entsteht.According to one embodiment, the coil is positioned relative to the carrier material such that the free end of the carrier material in a Thickness between 0.2mm and 3mm, preferably 0.5mm to 2mm is melted or melted. Preferably, the entire surface of the carrier material is melted or fused. Due to the relatively thin melted or fused layer can be prevented that material runs down due to gravity and the lowest possible temperature in the reactor.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein erster Sensor zur Messung der Temperatur des aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Trägermaterials vorgesehen. Dieser Sensor kann insbesondere ein berührungslos messender Temperatursensor, beispielsweise ein Pyrometer sein. Durch diesen ersten Sensor kann damit die Temperatur des aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Trägermaterials gemessen und abhängig von dem von diesem Sensor bereitgestellten Messsignal die Spule derart mit elektrischer Energie versorgt werden, dass sich eine gesteuerte Aufheizung des Trägermaterials und damit ein gewünschter Temperaturwert des aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Trägermaterials einstellt. According to one embodiment, a first sensor for measuring the temperature of the molten or fused carrier material is provided. This sensor may in particular be a non-contact measuring temperature sensor, for example a pyrometer. By means of this first sensor, the temperature of the molten or fused carrier material can thus be measured and depending on the measuring signal provided by this sensor, the coil can be supplied with electrical energy such that a controlled heating of the carrier material and thus a desired temperature value of the molten or fused carrier material is achieved ,

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein zweiter Sensor zur Messung der Dicke des aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Bereichs des Trägermaterials vorgesehen. Dieser zweite Sensor kann beispielsweise ein bildaufnehmender Sensor, insbesondere eine Kamera sein. Diese Kamera kann mit einer bildverarbeitenden Einheit gekoppelt sein, die aus den durch den Sensor bereitgestellten Bildinformationen die Dicke des aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Bereichs des Trägermaterials ermittelt. According to one embodiment, a second sensor for measuring the thickness of the molten or fused portion of the carrier material is provided. This second sensor can be, for example, an image-receiving sensor, in particular a camera. This camera may be coupled to an image processing unit which determines from the image information provided by the sensor the thickness of the melted or fused area of the carrier material.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Steuereinheit zur Steuerung der Verstellung der Halteeinrichtung in vertikaler Richtung in Abhängigkeit von der Dicke des aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Bereichs des Trägermaterials vorgesehen. In anderen Worten erfolgt eine gesteuerte Höhenverstellung der Halteeinrichtung und damit des Trägermaterials derart, dass stets eine gewünschte Solldicke des Trägermaterials angeschmolzen bzw. aufgeschmolzen wird, um darauf eine weitere Materialabscheidung bewirken zu können. Dadurch wird erreicht, dass trotz des Aufwachsprozesses das obere freie Ende des Trägermaterials stets eine feste Lage relativ zur Spule aufweist. According to one embodiment, a control unit for controlling the adjustment of the holding device in the vertical direction is provided depending on the thickness of the molten or fused portion of the carrier material. In other words, there is a controlled height adjustment of the holding device and thus of the carrier material such that always a desired target thickness of the carrier material is melted or melted in order to effect a further material deposition can. This ensures that, despite the growth process, the upper free end of the carrier material always has a fixed position relative to the coil.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Spindelantrieb zur Höhenverstellung der Halteeinrichtung in vertikaler Richtung vorgesehen. Der Spindelantrieb kann beispielsweise mit einem Servomotor oder einem Schrittmotor gekoppelt sein, um die rotative Bewegung des Motors in eine translatorische Bewegung (Hubbewegung) umzuwandeln.According to one embodiment, a spindle drive for height adjustment of the holding device is provided in the vertical direction. The spindle drive may, for example, be coupled to a servo motor or a stepper motor in order to convert the rotary motion of the motor into a translatory movement (lifting movement).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Halteeinrichtung zur Drehung des Trägermaterials um eine vertikale Hochachse ausgebildet. Beispielsweise ist ein motorischer Antrieb vorgesehen, der das Trägermaterial beispielsweise mit einer Drehgeschwindigkeit von 1 bis 5 Umdrehungen pro Minute in Rotation versetzt. Dadurch kann ein über der Querschnittsfläche des Trägermaterials gleichmäßig verteiltes Aufwachsen von Silizium erreicht werden.According to one embodiment, the holding device is designed to rotate the carrier material about a vertical vertical axis. For example, a motor drive is provided, which sets the carrier material, for example, at a rotational speed of 1 to 5 revolutions per minute in rotation. As a result, an over the cross-sectional area of the carrier material evenly distributed growth of silicon can be achieved.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Spule ringförmig mit einer Innenöffnung ausgebildet. Diese ringförmige Spule ist konzentrisch oder im Wesentlichen konzentrisch zu einer Hochachse des Trägermaterials angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass durch die Innenöffnung der Spule hindurch das Aufbringen des Prozessgases auf das Trägermaterial erfolgen kann. According to one embodiment, the coil is annularly formed with an inner opening. This annular coil is arranged concentrically or substantially concentrically to a vertical axis of the carrier material. It is thereby achieved that the process gas can be applied to the carrier material through the inner opening of the coil.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Spule eine fluidgekühlte Spule. Insbesondere weist die Spule einen Fluidkanal auf, durch den ein Kühlfluid förderbar ist. Dadurch werden ein Aufheizen der Spule und ein damit verbundenes Herauslösen von Atomen aus der Spule wirksam vermieden.In one embodiment, the coil is a fluid cooled coil. In particular, the coil has a fluid channel through which a cooling fluid can be conveyed. As a result, heating of the coil and associated detachment of atoms from the coil are effectively avoided.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Spule eine Kupferspule, insbesondere eine mit einer Silberbeschichtung versehene Kupferspule. Dadurch kann ein effektives Aufheizen des Trägermaterials ohne störende Einflüsse auf den Silizium-Aufwachsprozess erreicht werden. According to one embodiment, the coil is a copper coil, in particular a copper coil provided with a silver coating. As a result, an effective heating of the carrier material without disturbing influences on the silicon growth process can be achieved.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Reaktorraum zumindest abschnittsweise durch eine Kuppel aus Stahl verschlossen. In anderen Worten ist die innerste, den Reaktorraum begrenzende Wandung aus Stahl gebildet und nicht, wie im Stand der Technik aus Quarz, da im Reaktor (insbesondere im Bereich der Reaktorwand) niedrigere Temperaturen vorherrschen und damit kein Herauslösen von Atomen aus dem Stahl erfolgt. Dadurch wird eine wesentlich kostengünstigere Fertigung des Reaktors möglich. According to one embodiment, the reactor space is at least partially closed by a dome made of steel. In other words, the innermost, the reactor space bounding wall is formed of steel and not, as in the prior art of quartz, as in the reactor (especially in the reactor wall) lower temperatures prevail and thus no dissolution of atoms from the steel takes place. As a result, a much cheaper production of the reactor is possible.

Besonders bevorzugt ist die Kuppel innenseitig zumindest abschnittsweise versilbert. Dadurch kann das Risiko von negativen Einflüssen der Verwendung einer Stahlkuppel auf den Silizium-Aufwachsprozess weiter reduziert werden.Particularly preferably, the dome is internally silvered at least in sections. This can further reduce the risk of negative effects of using a steel dome on the silicon growth process.

Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Aufwachsen von Silizium auf einem Trägermaterial mittels eines Reaktors, der einen geschlossenen Reaktorraum und eine in dem Reaktorraum angeordnete Halteeinrichtung zur Halterung des Trägermaterials aufweist. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:

– Anordnen einer Spule im Bereich des oberen freien Endes des Trägermaterials;
– Erhitzen des Trägermaterials durch Beaufschlagen der Spule mit hochfrequenter Wechselspannung, und zwar derart, dass sich im Bereich des oberen freien Endes des Trägermaterials partiell ein aufgeschmolzener oder angeschmolzener Materialbereich ergibt;
– Aufbringen eines Prozessgases auf den aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Materialbereich zum Aufwachsen von Silizium.

According to a further aspect, the invention relates to a method for growing silicon on a carrier material by means of a reactor which has a closed reactor chamber and a holding device arranged in the reactor chamber for holding the carrier material. The method comprises the following steps:

- placing a coil in the region of the upper free end of the carrier material;
- Heating the substrate by applying the coil with high-frequency AC voltage, in such a way that in the region of the upper free end of the substrate partially results in a molten or molten material area;
- Applying a process gas to the molten or fused material area for growing silicon.

Besonders bevorzugt kann während des Verfahrens in dem Reaktorraum eine Wasserstoffatmosphäre geschaffen werden, d.h. in den Reaktorraum wird gasförmiger Wasserstoff eingebracht. Bevorzugt kann in den Reaktor unter Druck stehender gasförmiger Wasserstoff eingebracht werden, so dass sich im Reaktor ein Druck zwischen 1bar und 5bar einstellt.More preferably, a hydrogen atmosphere may be created in the reactor space during the process, i. gaseous hydrogen is introduced into the reactor space. Preference is given to introducing gaseous hydrogen under pressure into the reactor so that a pressure of between 1 bar and 5 bar is established in the reactor.

Besonders bevorzugt wird während des Aufwachsprozesses das Trägermaterial mittels der Halteeinrichtung gesteuert in der Vertikalen verfahren, so dass sich stets eine gewünschte Dicke von aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Material ergibt. Somit wird trotz des oberseitigen Aufwachsens von Silizium das freie Ende des Trägermaterials stets in der selben Position relativ zur Spule gehalten.Particularly preferably, during the growth process, the carrier material is moved in a vertical manner by means of the holding device, so that a desired thickness of molten or fused material always results. Thus, despite the topside growth of silicon, the free end of the substrate is always held in the same position relative to the coil.

Die Ausdrücke „näherungsweise“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.The expressions "approximately", "substantially" or "approximately" in the context of the invention mean deviations from the respective exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5% and / or deviations in the form of changes insignificant for the function ,

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.Further developments, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures. In this case, all described and / or illustrated features alone or in any combination are fundamentally the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency. Also, the content of the claims is made an integral part of the description.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of exemplary embodiments. Show it:

1 beispielhaft eine Ausführungsform eines Reaktors in einer schematischen Darstellung; und 1 an example embodiment of a reactor in a schematic representation; and

2 beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aufwachsen von Silizium auf einem Trägermaterial. 2 an example of a flowchart of a method for growing silicon on a substrate.

In 1 ist ein erfindungsgemäßer Reaktor 1 in einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Reaktor 1 umfasst einen Reaktorbehälter 3, der einen Reaktorraum 3.1 begrenzt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Reaktorbehälter 3 durch eine Kuppel 3.2 und eine Bodenplatte 3.3 gebildet. Beispielsweise kann die Kuppel 3.2 mit der Bodenplatte 3.3 gasdicht verbunden, insbesondere verschraubt sein. Dadurch wird erreicht, dass die Kuppel 3.2 von der Bodenplatte 3.3 abgehoben werden kann, so dass der Reaktorraum 3.1 zugänglich wird.In 1 is a reactor according to the invention 1 shown in an embodiment. The reactor 1 includes a reactor vessel 3 who has a reactor room 03.01 limited. In the embodiment shown, the reactor vessel 3 through a dome 3.2 and a bottom plate 3.3 educated. For example, the dome 3.2 with the bottom plate 3.3 gas-tight connected, in particular screwed. This will ensure that the dome 3.2 from the bottom plate 3.3 can be lifted, leaving the reactor room 03.01 becomes accessible.

Im Reaktorraum 3.1 ist eine Halteeinrichtung 4 vorgesehen, mittels der ein Trägermaterial 2 gehalten wird. Das Trägermaterial 2 kann insbesondere ein Siliziumträger sein, beispielsweise ein Stück eines Siliziumstabs. Das Trägermaterial kann beispielsweise einen rotationssymmetrischen Querschnitt, insbesondere eine kreiszylindrische Form aufweisen. An der Haltevorrichtung 4 kann eine Aufnahme 4.1 für das Trägermaterial 2 vorgesehen sein. Insbesondere kann die Aufnahme 4.1 Mittel zur Fixierung, insbesondere zur klemmenden Fixierung des Trägermaterials 2 aufweisen. In the reactor room 03.01 is a holding device 4 provided by means of a carrier material 2 is held. The carrier material 2 may in particular be a silicon carrier, for example a piece of silicon rod. The carrier material may for example have a rotationally symmetrical cross section, in particular a circular cylindrical shape. On the holding device 4 can take a picture 4.1 for the carrier material 2 be provided. In particular, the recording 4.1 Means for fixing, in particular for clamping fixation of the carrier material 2 exhibit.

Die Haltevorrichtung 4 ist, wie in 1 mit dem Doppelpfeil angedeutet, höhenverstellbar im Reaktorraum 3.1 angeordnet. Insbesondere kann ein motorischer Antrieb vorgesehen sein, mittels dem die Aufnahme 4.1 in unterschiedliche Höhen verfahrbar ist. Die Höhenverstellung der Haltevorrichtung 4 kann insbesondere durch einen Spindelantrieb 10 realisiert sein, der durch einen Antrieb in Form eines Servomotors oder eines Schrittmotors angesteuert wird.The holding device 4 is how in 1 indicated by the double arrow, height adjustable in the reactor room 03.01 arranged. In particular, a motor drive can be provided by means of which the recording 4.1 can be moved to different heights. The height adjustment of the holding device 4 can in particular by a spindle drive 10 be realized, which is driven by a drive in the form of a servo motor or a stepper motor.

In der Wandung des Reaktorbehälters 3 sind ein Gaseinlass 12 und ein Gasauslass 13 vorgesehen. Über den Gaseinlass 12 kann beispielsweise der gasdicht verschlossene Reaktorraum 3.1 zunächst mit Stickstoff beaufschlagt werden, um in dem Reaktorraum 3.1 befindlichen Sauerstoff über den Gasauslass 13 auszutreiben. Ferner kann anschließend für den Silizium-Aufwachsprozess im Reaktorraum 3.1 eine Wasserstoffatmosphäre geschaffen werden, und zwar durch Einbringen von gasförmigem Wasserstoff über den Gaseinlass 12 in den Reaktorraum 3.1. Über den Gasauslass 13 können ferner während dem Aufwachsprozess entstehende Nebenprodukte aus dem Reaktorraum 3.1 ausgetragen werden.In the wall of the reactor vessel 3 are a gas inlet 12 and a gas outlet 13 intended. About the gas inlet 12 For example, the gas-tight closed reactor space 03.01 initially charged with nitrogen to in the reactor space 03.01 located oxygen via the gas outlet 13 expel. Furthermore, subsequently for the silicon growth process in the reactor space 03.01 a hydrogen atmosphere can be created by introducing gaseous hydrogen through the gas inlet 12 in the reactor room 03.01 , About the gas outlet 13 may also produce by-products from the reactor space during the growth process 03.01 be discharged.

Im oberen Bereich der Kuppel 3.2, insbesondere an der Kuppeloberseite ist zumindest eine Düse 5 vorgesehen, die zum Einbringen eines Prozessgases in den Reaktorraum 3.1 ausgebildet ist. Abhängig von der Größe, insbesondere dem Durchmesser des Trägermaterials 2 können auch mehrere Düsen 5 vorgesehen sein, die beabstandet zueinander angeordnet sind und an unterschiedlichen Orten das Prozessgas in den Reaktorraum 3.1 einbringen. Das Prozessgas kann insbesondere Trichlorsilan (HCl₃Si) in gasförmigem Zustand sein. Jedoch können auch andere Silizium enthaltende Gase als Prozessgas verwendet werden. Die zumindest eine Düse 5 kann im Bezug auf die Oberfläche des Trägermaterials 2 schräg angeordnet sein, d.h. mit einer Hochachse HA des Trägermaterials 2 einen spitzen Winkel einschließen, der sich nach oben hin öffnet. Dadurch wird erreicht, dass mittels der Düse 5 unmittelbar auf die Oberfläche des Trägermaterials 2 das Prozessgas aufgebracht werden kann. Der Abstand zwischen der Düse 5 und der Oberfläche des Trägermaterials 2 kann beispielsweise 1 mm bis 3 mm betragen.In the upper part of the dome 3.2 , in particular at the dome top is at least one nozzle 5 provided for introducing a process gas into the reactor space 03.01 is trained. Depending on the size, in particular the diameter of the carrier material 2 can also have multiple nozzles 5 be provided, which are spaced from each other and at different locations, the process gas in the reactor space 03.01 contribute. The process gas can in particular trichlorosilane (HCl ₃ Si) in be gaseous state. However, other silicon-containing gases may be used as the process gas. The at least one nozzle 5 may be in relation to the surface of the substrate 2 be arranged obliquely, ie with a vertical axis HA of the carrier material 2 include an acute angle that opens upwards. This ensures that by means of the nozzle 5 directly on the surface of the carrier material 2 the process gas can be applied. The distance between the nozzle 5 and the surface of the substrate 2 may be, for example, 1 mm to 3 mm.

In dem Reaktorraum 3.1 ist ferner eine Spule 6 vorgesehen, die mit einer hochfrequenten Spannung beaufschlagbar ist, um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen, um mittels dieses elektromagnetischen Feldes das Trägermaterial 2 partiell zu erhitzen. Wie in 1 gezeigt, ist die Spule 6 ringförmig ausgebildet. Sie weist vorzugsweise eine Innenöffnung 6.1 auf. Durch diese Innenöffnung 6.1 wird die Oberseite des Trägermaterials 2 freigehalten, um mittels der Düse 5 Prozessgas auf die Oberseite des Trägermaterials 2 aufbringen zu können. Vorzugsweise ist die Spule 6 im oberen Bereich des Trägermaterials 2 vorgesehen, um diesen oberen Bereich partiell erhitzen zu können. Die Spule 6 kann dabei vorzugsweise konzentrisch oder im Wesentlichen konzentrisch zu der Hochachse HA des Trägermaterials 2 vorgesehen sein. In anderen Worten ist damit die Spule 6 umfangsseitig um die Hochachse HA des Trägermaterials 2 angeordnet. Die Spule 6 ist vorzugsweise eine flüssigkeitsgekühlte Spule 6, d.h. die Spule wird zur Kühlung von einem Fluid durchflossen. Beispielsweise kann im Spuleninneren ein Fluidkanal vorgesehen sein, durch den das Kühlfluid (z.B. Wasser) gefördert wird. Dadurch kann eine Überhitzung der Spule 6 vermieden werden. Die Spule kann eine Kupferwicklung aufweisen, die vorzugsweise mit Silber beschichtet ist, um negative Einflüsse auf den Silizium-Aufwachsprozess zu vermeiden. In the reactor room 03.01 is also a coil 6 provided, which is acted upon by a high-frequency voltage to generate an electromagnetic field in order by means of this electromagnetic field, the carrier material 2 partially to heat. As in 1 shown is the coil 6 ring-shaped. It preferably has an inner opening 6.1 on. Through this inner opening 6.1 becomes the top of the substrate 2 kept free by means of the nozzle 5 Process gas on the top of the substrate 2 to be able to raise. Preferably, the coil 6 in the upper area of the carrier material 2 provided to partially heat this upper area can. The sink 6 may preferably be concentric or substantially concentric with the vertical axis HA of the carrier material 2 be provided. In other words, that's the coil 6 circumferentially around the vertical axis HA of the carrier material 2 arranged. The sink 6 is preferably a liquid-cooled coil 6 , That is, the coil is traversed by a fluid for cooling. For example, a fluid channel can be provided inside the coil, through which the cooling fluid (eg water) is conveyed. This can cause overheating of the coil 6 be avoided. The coil may have a copper winding, which is preferably coated with silver, in order to avoid negative influences on the silicon growth process.

Durch die Beaufschlagung der Spule 6 mit hochfrequenter Spannung wird durch die Spule 6 ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das zu einem Aufschmelzen bzw. Anschmelzen des Trägermaterials 2 im Bereich des oberen freien Endes führt. Insbesondere kann durch die Spule 6 ein partielles Erhitzen des Trägermaterials 2 im Bereich des oberen freien Endes auf Temperaturen im Bereich zwischen 1100 °C und 1400 °C, insbesondere auf Temperaturen im Bereich um 1150 °C bewirkt werden. Beim Aufbringen des Prozessgases auf die aufgeschmolzene oder angeschmolzene Oberfläche des Trägermaterials 2 erfolgt eine Aufspaltung des Prozessgases, wobei sich die Siliziumatome an der aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Oberfläche des Trägermaterials 2 anlagern und damit ein Aufwachsen des Trägermaterials bewirken.By applying the coil 6 with high frequency voltage is passing through the coil 6 generates an electromagnetic field, which leads to a melting or melting of the carrier material 2 in the area of the upper free end leads. In particular, through the coil 6 a partial heating of the carrier material 2 be effected in the range of the upper free end to temperatures in the range between 1100 ° C and 1400 ° C, in particular to temperatures in the range around 1150 ° C. When applying the process gas to the molten or fused surface of the support material 2 there is a splitting of the process gas, wherein the silicon atoms on the molten or fused surface of the carrier material 2 attach and thus cause growth of the carrier material.

Um während des Aufwachsprozesses eine gleichbleibende partielle Aufheizung des Trägermaterials 2 gewährleisten zu können (unter Trägermaterial 2 im Sinne der Erfindung wird sowohl das ursprünglich vorhandene Trägermaterial als auch das durch den Aufwachsprozess darauf aufgebrachte Silizium verstanden), insbesondere derart, dass lediglich ein geringer Materialbereich am oberen freien Ende des Trägermaterials aufgeheizt wird, ist die Halteeinrichtung 4 bzw. deren Aufnahme 4.1 höhenverstellbar, d.h. in vertikaler Richtung verschiebbar im Reaktorraum 3.1 vorgesehen. Die Aufnahme 4.1 kann dabei während des Auftragsprozesses nach unten verfahren werden, so dass stets lediglich das obere freie Ende des Trägermaterials 2 bzw. des darauf aufgewachsenen Siliziummaterials durch die Spule 6 erhitzt wird. Die Höhenverstellung kann manuell erfolgen. Bevorzugt ist aber die automatisierte Höhenverstellung während des Aufwachsprozesses.To during the Aufwachsprozesses a constant partial heating of the carrier material 2 to be able to guarantee (under carrier material 2 For the purposes of the invention, both the originally present carrier material and the silicon applied thereto by the growth process are understood), in particular in such a way that only a small area of material is heated at the upper free end of the carrier material, is the holding device 4 or their recording 4.1 height adjustable, ie displaceable in the vertical direction in the reactor space 03.01 intended. The recording 4.1 can be moved down during the order process, so that always only the upper free end of the substrate 2 or of the silicon material grown thereon through the coil 6 is heated. The height adjustment can be done manually. But preferred is the automated height adjustment during the growing process.

Zur automatisierten Höhenverstellung ist ein Antrieb 11 vorgesehen, mittels dem die Halteeinrichtung 4 in vertikaler Richtung verfahrbar ist. Der Antrieb 11 kann beispielsweise ein Schrittmotor oder einen Servomotor sein. Beispielsweise weist die Halteeinrichtung 4 einen Spindelantrieb 10 auf, mittels dem eine rotative Bewegung des Antriebs 11 in eine translatorische Bewegung der Aufnahme 4.1 umgesetzt wird. Im Bereich der Kuppel 3.2 ist ein Sensor 8 vorgesehen, der zur Erfassung der Dicke des aufgeschmolzenen oder angeschmolzenen Materialbereichs des Trägermaterials 2 ausgebildet ist. Der Sensor 8 kann insbesondere durch eine bildaufnehmende Einrichtung, besonders bevorzugt eine Kamera gebildet werden. Der Sensor 8 ist mit einer Steuereinheit 9 gekoppelt, die zur Auswertung der von dem Sensor 8 bereitgestellten Messinformationen ausgebildet ist. Insbesondere kann die Steuereinheit 9 zur Auswertung eines von dem Sensor 8 bereitgestellten Bildmaterials ausgebildet sein, um daraus Messwerte bezüglich der Dicke des aufgeschmolzenen bzw. angeschmolzenen Materialbereichs zu erhalten. Die Steuereinheit 9 ist ferner mit dem Antrieb 11 gekoppelt, um abhängig von der erfassten Dicke des aufgeschmolzenen bzw. angeschmolzenen Materialbereichs den Antrieb 11 geeignet anzusteuern und damit die Dicke des aufgeschmolzenen bzw. angeschmolzenen Materialbereichs auf einem bestimmten Sollwert bzw. in einem bestimmten Sollwertbereich zu halten. Vorzugsweise wird die Dicke des aufgeschmolzenen bzw. angeschmolzenen Materialbereichs im Bereich zwischen 0,2 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 2 mm gehalten.For automated height adjustment is a drive 11 provided by means of which the holding device 4 can be moved in the vertical direction. The drive 11 For example, it can be a stepper motor or a servomotor. For example, the holding device 4 a spindle drive 10 on, by means of a rotary movement of the drive 11 in a translational movement of the recording 4.1 is implemented. In the dome area 3.2 is a sensor 8th provided for detecting the thickness of the molten or fused material portion of the carrier material 2 is trained. The sensor 8th can be formed in particular by an image-receiving device, particularly preferably a camera. The sensor 8th is with a control unit 9 coupled to the evaluation of the sensor 8th provided measuring information is formed. In particular, the control unit 9 for evaluation of one of the sensor 8th provided image material in order to obtain therefrom measured values with respect to the thickness of the melted or fused material area. The control unit 9 is also with the drive 11 coupled to the drive depending on the detected thickness of the molten or fused material area 11 to control suitable and thus to keep the thickness of the molten or fused material area at a specific setpoint or in a specific setpoint range. Preferably, the thickness of the molten or fused material region is maintained in the range between 0.2 mm and 3 mm, in particular between 0.5 mm and 2 mm.

Im Bereich der Kuppel 3.2 ist ferner ein weiterer Sensor 7 vorgesehen, der zur Messung der Temperatur des aufgeschmolzenen bzw. angeschmolzenen Trägermaterials 2 ausgebildet ist. Der Sensor 7 kann beispielsweise durch einen berührungslos messenden Temperatursensor, insbesondere durch einen Pyrometer gebildet werden. In the dome area 3.2 is also another sensor 7 provided for measuring the temperature of the molten or fused carrier material 2 is trained. The sensor 7 For example, by a contactless measuring temperature sensor, in particular be formed by a pyrometer.

Die von dem Sensor 7 bereitgestellten Messsignale werden an eine Steuereinheit, beispielsweise die Steuereinheit 9 weitergeleitet. Die Steuereinheit ist zum Vergleich des Messsignals oder davon abgeleiteter Messwerte mit einem Sollmesswert oder einem Sollmesswertbereich ausgebildet. Ferner ist die Steuereinheit mit der die Wechselspannung für die Spule 6 bereitstellenden Spannungsquelle 14 verbunden, um die an der Spule 6 angelegte Wechselspannung in Abhängigkeit von dem Messsignal des Sensors 7 zu steuern. Dadurch kann bei einem Unterschreiten des Sollmesswerts bzw. des Sollmesswertbereichs eine Erhöhung der von der Spule 6 bewirkten Heizleistung und bei einem Überschreiten des Sollmesswerts bzw. des Sollmesswertbereichs eine Verringerung der von der Spule 6 bewirkten Heizleistung bewirkt werden. Vorzugsweise wird die Temperatur des aufgeschmolzenen bzw. angeschmolzenen Trägermaterials 2 in einem Bereich zwischen 1100 °C und 1400 °C, insbesondere bei etwa 1200°C oder knapp unter dem Schmelzpunkt von Silizium gehalten.The from the sensor 7 provided measuring signals are sent to a control unit, such as the control unit 9 forwarded. The control unit is designed to compare the measurement signal or measured values derived therefrom with a desired measured value or a nominal measured value range. Further, the control unit with the the AC voltage for the coil 6 providing voltage source 14 connected to the coil 6 applied AC voltage as a function of the measuring signal of the sensor 7 to control. As a result, when the setpoint value or the setpoint measured range falls below an increase in the value of the coil 6 caused heating power and when the setpoint value or the setpoint value range is exceeded, a reduction of the coil 6 caused heating power can be effected. Preferably, the temperature of the molten or fused carrier material 2 in a range between 1100 ° C and 1400 ° C, especially at about 1200 ° C or just below the melting point of silicon.

Um ein möglichst gleichmäßiges Aufwachsen von Silizium zu erreichen, erfolgt vorzugsweise eine Drehung, insbesondere eine kontinuierliche, nichtintermittierende Drehung des Trägermaterials 2 um die Hochachse HA. Die Drehgeschwindigkeit kann beispielsweise im Bereich zwischen 1 bis 5 Umdrehungen/min liegen. Die Drehung kann ebenfalls durch die Antriebseinheit 11 oder durch eine separate Antriebseinheit bewirkt werden. To achieve the most uniform possible growth of silicon, preferably a rotation, in particular a continuous, non-intermittent rotation of the carrier material 2 around the vertical axis HA. The rotational speed can be, for example, in the range between 1 to 5 revolutions / min. The rotation can also be done by the drive unit 11 or be effected by a separate drive unit.

Die Kuppel 3.2 kann vorzugsweise aus Stahl gebildet sein. Durch das lediglich partielle Aufheizen des Trägermaterials 2 entstehen innerhalb der Kuppel 3.2 nur geringe Temperaturen, so dass ein Herauslösen von Atomen aus der Kuppel 3.2 wirksam vermieden werden kann. Bevorzugt ist die Kuppel 3.2 innenseitig mit einer Silberbeschichtung versehen. Dadurch können unerwünschte Effekte bei der Verwendung einer Stahlkuppel weiter reduziert werden. Zur Kühlung der Kuppel 3.2 kann diese Fluidkanäle aufweisen, durch die ein Kühlfluid förderbar ist.The dome 3.2 may preferably be formed of steel. Due to the only partial heating of the carrier material 2 arise within the dome 3.2 only low temperatures, allowing a leaching of atoms from the dome 3.2 can be effectively avoided. The dome is preferred 3.2 provided on the inside with a silver coating. This can further reduce undesirable effects when using a steel dome. To cool the dome 3.2 may have these fluid channels through which a cooling fluid can be conveyed.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aufwachsen von Silizium auf einem Trägermaterial mittels des vorbeschriebenen Reaktors 1. Zunächst erfolgt im Inneren des Reaktors 1 ein Anordnen der Spule 6 im Bereich des oberen freien Endes des Trägermaterials 2 (S100). Anschließend erfolgt ein Erhitzen des oberen freien Endes des Trägermaterials 2 mittels der Spule 6 (S200). Dabei wird die Spule mit einer hochfrequenten Spannung beaufschlagt und dadurch das Trägermaterial 2 freiendseitig erhitzt bis ein Anschmelzen bzw. Aufschmelzen des Trägermaterials 2 erfolgt. In dieses angeschmolzene bzw. aufgeschmolzene Material wird dann mittels der Düse 5 das Prozessgas, insbesondere Trichlorsilan, aufgebracht (S300). Dabei erfolgt ein Aufspalten des Prozessgases und ein Aufwachsen des Trägermaterials 2 durch ein Aufwachsen von in dem Prozessgas enthaltenen Siliziumatomen. Das Aufwachsen erfolgt vorzugsweise bei einer kontinuierlichen Drehung des Trägermaterials 2 und einer gesteuerten vertikalen Verstellung des Trägermaterials 2 mittels der höhenverstellbaren Halteeinrichtung 4, so dass stets lediglich eine definierte dünne Schicht des Trägermaterials 2 durch die Spule 6 erhitzt wird. 2 shows a flow diagram of a method for growing silicon on a substrate by means of the above-described reactor 1 , First, inside the reactor 1 arranging the coil 6 in the region of the upper free end of the carrier material 2 (S100). Subsequently, a heating of the upper free end of the carrier material takes place 2 by means of the coil 6 (S200). In this case, the coil is subjected to a high-frequency voltage and thereby the carrier material 2 freiendseitig heated until a melting or melting of the carrier material 2 he follows. In this melted or molten material is then by means of the nozzle 5 the process gas, in particular trichlorosilane, applied (S300). In this case, a splitting of the process gas and a growth of the carrier material takes place 2 by growing silicon atoms contained in the process gas. The growth preferably takes place with a continuous rotation of the carrier material 2 and a controlled vertical adjustment of the carrier material 2 by means of the height-adjustable holding device 4 , so that always only a defined thin layer of the carrier material 2 through the coil 6 is heated.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegend Erfindungsgedanke verlassen wird. The invention has been described above by means of exemplary embodiments. It is understood that numerous changes and modifications are possible, without thereby departing from the invention underlying the idea of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Reaktor reactor
22: Trägermaterial support material
33: Reaktorbehälter reactor vessel
3.13.1: Reaktorraum reactor chamber
3.23.2: Kuppel dome
3.33.3: Bodenplatte baseplate
44: Halteeinrichtung holder
4.14.1: Aufnahme admission
55: Düse jet
66: Spule Kitchen sink
6.16.1: Innenöffnung inner opening
77: erster Sensor first sensor
88th: zweiter Sensor second sensor
99: Steuereinheit control unit
1010: Spindelantrieb spindle drive
1111: Antrieb drive
1212: Gaseinlass gas inlet
1313: Gasauslass gas outlet
1414: Spannungsquelle voltage source
HAHA: Hochachse vertical axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2860278 A1 [0002]

Claims

Reactor for growing silicon on a carrier material ( 2 ) comprising: - a reactor vessel ( 3 ) with a closed reactor space ( 03.01 ); - one in the reactor room ( 03.01 ) holding device ( 4 ) for the carrier material ( 2 ) which is adjustable in a vertical direction; At least one nozzle ( 5 ) for introducing a process gas into the reactor space ( 03.01 ); and - a coil which can be acted upon by high-frequency electrical voltage ( 6 ) for partially heating an upper free end of the carrier material ( 2 ); the coil ( 6 ) is formed and arranged such that the upper free end of the carrier material is at least partially melted or fused and that the nozzle ( 5 ) is arranged such that a directed stream of process gas directly onto the partially molten or fused carrier material ( 2 ) is sprayed to deposit there silicon.

Reactor according to claim 1, characterized in that the coil ( 6 ) for partially heating the upper free end of the carrier material ( 2 ) is formed in the range between 1100 ° C and 1400 ° C.

Reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle ( 5 ) for applying the process gas from above onto the partially melted or fused carrier material ( 2 ) is trained.

Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the process gas is trichlorosilane (HCl ₃ Si).

Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 6 ) relative to the carrier material ( 2 ) is positioned such that the free end of the carrier material ( 2 ) is melted or fused in a thickness between 0.2mm and 3mm, preferably 0.5mm to 2mm.

Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that a first sensor ( 7 ) for measuring the temperature of the melted or fused support material ( 2 ) is provided.

Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that a second sensor ( 8th ) for measuring the thickness of the molten or fused portion of the support material ( 2 ) is provided.

Reactor according to claim 7, characterized in that a control unit ( 9 ) for controlling the adjustment of the holding device ( 4 ) in the vertical direction as a function of the thickness of the molten or fused region of the carrier material ( 2 ) is provided.

Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that a spindle drive ( 10 ) for height adjustment of the holding device ( 4 ) is provided in the vertical direction.

Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the holding device ( 4 ) for rotation of the carrier material ( 2 ) is formed around a vertical vertical axis (HA).

Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 6 ) annular with an inner opening ( 6.1 ) and concentric or substantially concentric to a vertical axis (HA) of the carrier material ( 2 ) is arranged.

Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 6 ) is a fluid cooled coil.

Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the reactor space ( 03.01 ) at least in sections by a dome ( 3.2 ) is closed from steel.

Reactor according to claim 13, characterized in that the dome ( 3.2 ) is internally silvered at least in sections.

Method for growing silicon on a substrate ( 2 ) by means of a reactor ( 1 ), which has a closed reactor space ( 03.01 ) and one in the reactor space ( 03.01 ) holding device ( 4 ) for holding the carrier material ( 2 ), the method comprising the following steps: arranging a coil ( 6 ) in the region of the upper free end of the carrier material ( 2 ); Heating the support material ( 2 ) by applying the coil ( 6 ) with high-frequency AC voltage, in such a way that in the region of the upper free end of the carrier material ( 2 ) partially results in a molten or fused material area; - Applying a process gas to the molten or fused material area for growing silicon.