DE1061593B - Vorrichtung zur Gewinnung reinsten Halbleitermaterials fuer elektrotechnische Zwecke - Google Patents

Vorrichtung zur Gewinnung reinsten Halbleitermaterials fuer elektrotechnische Zwecke

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DE1061593B
DE1061593B DES49191A DES0049191A DE1061593B DE 1061593 B DE1061593 B DE 1061593B DE S49191 A DES49191 A DE S49191A DE S0049191 A DES0049191 A DE S0049191A DE 1061593 B DE1061593 B DE 1061593B
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Dr Phil Nat Konrad Reuschel
Dr Phil Nat Heinrich Gutsche
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Description

DEUTSCHES
kl. 48 b 1M)4
INTERNAT. KL. C 23 C
PATENTAMT
C23C
C 23C 1 6/00/ B S49191VI/48b
ANMELDETAG: 2 5. JUNI 1956
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 1 6. J U L I 1 9 5 9
Es ist bekannt, Silizium, welches für elektrotechnische Zwecke, z. B. für die einkristallinen Grundkörper von Gleichrichtern, Transistoren usw., verwendet werden soll, durch Niederschlagung aus der Gasphase zu gewinnen, indem über einen beheizten Träger insbesondere ein Tantalband, ein Gasstrom, bestehend aus einem Gemisch von Wasserstoff und Siliziumtetrachlorid oder Silicochloroform, geleitet wird. Hierbei setzt sich abgeschiedenes Silizum auf dem Tantalband fest und umgibt es in Gestalt einer mehr oder minder dicken Kruste. Der Prozeß findet innerhalb eines einseitig geschlossenen Quarzzylinders statt, dessen offenes Ende durch eine Fußplatte verschlossen ist. In die Fußplatte sind Anschlußelektroden eingelassen, an welche außen die beiden Pole einer Spannungsquelle angeschlossen werden, während innen die Enden des Tantalbandes an ihnen befestigt sind. Zwischen den Elektroden ist eine Silicastütze befestigt, welche sich parallel zur Achse des Zylinders in das Innere desselben hinein bis in die Nähe des anderen Endes erstreckt. Auf dem freien Ende der Stütze ruht die Mitte des Tantalbandes, so daß sich also das letztere von den beiden Elektroden aus U-förmig in der Längsrichtung des Zylinders erstreckt. Auch die Rohrleitung für die Frischgaszufuhr erstreckt sich von der Fußplatte aus in das Innere des Zylinders hinein bis nahe an dessen anderes Ende. Für die weitere Verarbeitung des mittels dieser Vorrichtung gewonnenen Produktes muß zunächst die Tantalseele aus der Siliziumkruste herausgelöst werden, weil sonst durch die spätere Wärmebehandlung, vorzugsweise zonenweises Schmelzen, eine Legierung entstehen würde statt eines reinen Siliziumeinkristalls. Die Entfernung des Tantals erfordert mehrere umständliche Arbeitsvorgänge, welche die Gefahr erneuter Verunreinigungen mit sich bringen. Ein weiterer Nachteil besteht beim Bekannten darin, daß auch die Stütze, welche sich zwischen den beiden Teilen des glühenden Tantalbandes befindet und daher annähernd bis auf die gleiche Temperatur hochgeheizt wird, mit einer Siliziumschicht bedeckt wird, ohne daß dieses Silizium weiterverwertet werden kann. Es ist nun vorgeschlagen worden, statt des Tantalbandes einen Siliziumfaden als Träger für die Abscheidung zu verwenden. Dieser ist jedoch sehr zerbrechlich und schmilzt bei der ersten Aufheizung leicht durch. Ein weiterer früherer Vorschlag besteht darin, einen dünnen Siliziumstab, der aus einem bereits vorhandenen dicken Stab durch Längsteilung oder durch Dünnziehen hergestellt ist, in das Reaktionsgefäß einzusetzen. Da ein solcher Stab aber nicht ohne weiteres U-förmig gebogen werden kann, macht die Zufuhr des elektrischen Heizstromes Schwierigkeiten, weil die Stromanschlüsse weit voneinander entfernt an beiden Enden des Reaktions-Vorrichtung zur Gewinnung
reinsten Halbleitermaterials
für elektrotechnische Zwecke
Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dr. rer. nat. Hans Schweickert,
Dr. phil. nat. Konrad Reuschel, Pretzfeld,
und Dr. phil. nat. Heinrich Gutsche, Erlangen,
sind als Erfinder genannt worden
gefäßes liegen. Dadurch wird die Vorrichtung umständlich und das Einsetzen und Herausnehmen der Chargen erschwert. Demgegenüber wird mit der Erfindung eine wesentliche Vereinfachung erzielt.
Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf eine Vorrichtung zur Gewinnung reinsten Halbleitermaterials, insbesondere Siliziums, für elektrotechnische Zwecke, mittels welcher das Halbleitermaterial aus der Gasphase auf einem festen, durch elektrischen Strom direkt beheizten Träger abgeschieden wird, und besteht darin, daß mehrere Träger aus demselben Halbleitermaterial, welche stabförmig und vermöge ihrer Stärke selbsttragend sind, einseitig an einem gemeinsamen Grundkörper gehaltert sind, daß das gehalterte Ende jedes Stabes an einen Pol einer elektrischen Stromquelle angeschlossen ist und daß die an verschiedene Pole angeschlossenen Halbleiterstäbe an ihren freien Enden stromleitend miteinander verbunden sind. Die neue Vorrichtung ist für die Gewinnung von Germanium und anderen Halbleiterstoffen mit Diamantgitterstruktur geeignet. Die so gewonnenen Halbleiterstäbe können insbesondere durch wiederholtes tiegelfreies Zonenziehen nachgereinigt und in Einkristalle verwandelt werden, aus denen dann einkristalline Halbleiterelemente mit in einer Stromrichtung sperrenden p-n-Übergängen zur Anfertigung von Dioden oder Trioden für Schwachstrom- oder auch für Starkstromzwecke hergestellt werden können.
909 577/237
3 4
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungs- den. Auch diese Brücke 6 besteht vorteilhaft aus
beispiele der Erfindung in den Fig. 1 bis 7 schematisch Spektralkohle. Sie kann mit Bohrungen versehen sein,
dargestellt. in welche die oberen Enden der Stäbe la und Ib hin-
Fig. 1 bis 4 zeigen eine Vorrichtung mit stehender einragen.
und 5 In dem Fuß 5 befindet sich auch ein Einlaß 7 für
Fig. 5 bis 7 eine solche mit hängender Anordnung das gasförmige Reaktionsgemisch, aus welchem das
der Stäbe. Die vertikale Lage, insbesondere die Halbleitermaterial abgeschieden wird. Das obere Ende
stehende, hat sich für die Handhabung und den Aufbau des Einlasses ist düsenförmig ausgebildet und läßt
als besonders vorteilhaft erwiesen. Das Auffahren das Frischgasgemisch in turbulenter Strömung als
läßt sich aber auch durchführen, wenn die Stäbe in io freien Strahl in den Reaktionsraum eintreten. Die
waagerechter oder schräger Lage angeordnet sind. Düse darf während des Prozesses nicht mitgeheizt
Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Be- werden, damit nicht bereits innerhalb der Düse eine
zugszeichen versehen. Reaktion stattfindet, welche zur Folge haben würde,
In Fi. 1 sind mit la und Ib zwei dünne Silizium- daß an ihren Innenwandungen niedergeschlagenes stäbe bezeichnet. Diese können beispielsweise aus 15 Silizium die Düsenöffnung verengt oder sogar vereinem vorher nach demselben Verfahren gewonnenen stopft. Deshalb wird die Düse unterhalb der Kohledickeren Siliziumstab durch Unterteilung, insbeson- halterungen 2a und 2b angebracht. Der Gasstrahl derc durch Sägen oder Dünnziehen und Brechen, auf strömt also von der Halterungsstelle der Trägerstäbe geeignete Länge hergestellt sein. Sie mögen beispiels- aus in der Längsrichtung der letzteren. Der Zufühwcise 0,5 m lang sein und einen Durchmesser von 3 mm 20 rungsdruck des Frischgasgemisches kann so eingestellt haben. Solche Stäbe sind auch in glühendem Zustande, werden, daß die Stäbe la und Ib auf ihrer ganzen z. B. bei einer Temperatur von 1100 bis 1200° C, noch Länge mit Frischgas bespült werden. Der Gasaustritt selbsttragend. Die Siliziumstäbe la und Ib sind an erfolgt durch ein Austrittsrohr 8, welches ebenfalls ihren unteren Enden in Halterungen la und 2 b einge- in den Fuß 5 eingelassen und gasdicht durch ihn setzt, die vorteilhaft aus Reinstgraphit, insbesondere 25 hindurchgeführt ist. Gaszufuhr und Gasaustritt sind aus Spektralkohle, bestehen. Die Spektralkohle ist in durch Pfeile g bezeichnet. Eine durchsichtige Glocke 9 Gestalt runder Stäbe im Handel erhältlich, welche aus Glas oder Quarz, welche auf dem Fuß 5 gasdicht sonst gewöhnlich als Elektroden zur Erzeugung eines befestigt ist, schließt den Reaktionsraum nach außen ab. Lichtbogens bei Spektralanalysen verwendet werden. Die elektrischen Zuleitungen für den Heizstrom Kurze Stücke dieser Spektralkohle werden an einer 30 sind an die Metallrohre 3a unnd Zb angeschlossen. Stirnseite mit einer leicht konischen Bohrung versehen, Da die Siliziumstäbe la und Ib in kaltem Zustand in welche ein Ende eines Siliziumstabes so ein- einen sehr hohen elektrischen Widerstand haben, geschoben werden kann, daß der Stab fest sitzt. Die welcher ein Vielfaches ihres Widerstandes in glühen-Halterung kann auch als Klemme ausgebildet sein, dem Zustand beträgt, werden vorteilhaft zwei Heizindem z. B. der Graphitstab an dem ausgebohrten Ende 35 Stromquellen vorgesehen, nämlich eine mit Hochspanauf eine gewisse Länge halbiert ist, wobei die eine nung zum Aufheizen mit geringem Strom und eine Hälfte fest am Stab bleibt und die andere durch einen zweite Niederspannung für Dauerbetrieb mit hoher zur Stabachse senkrechten Einschnitt abgetrennt wird. Stromstärke während des Abscheidungsprozesses. Die beiden Hälften, die feste und die lose, bilden dann Demgemäß zeigt Fig. 1 ein Hochspannungsnetz 10, an Klemmbacken, welche durch einen Graphitring zusam- 40 welches die Primärwicklung 11 eines Transformators mcngehalten werden können, nachdem das Ende des angeschlossen ist. Von dieser kann mittels Anzapfun-Siliziumstabes zwischen ihnen eingeklemmt worden gen und eines Umschalters 13 eine regelbare Spannung ist. Die Graphithalterungen 2a und 2b sind ihrerseits abgenommen werden, welche während des Aufheizvorteilweise in Metallrohre 3a und 3 ύ fest eingeschoben, ganges über einen Regelschalter 13, eine Stabilisie- und diese Metallrohre sind in einen gemeinsamen 45 rungsimpedanz 14 und einen Umschalter 15 an die Grundkörper 5 gasdicht eingesetzt, der ebenfalls aus Metallklemme 3b gelegt werden kann, während die Metall bestehen kann und vorteilhaft hohl ausgebildet Anschlußklemme 3 a über einen Regerwiderstand 16 und mit Stutzen für den Zu- und Ablauf eines Kühl- mit dem geerdeten Ende der Transformatorwicklung mittels, z. B. Wasser, versehen ist. Die Kühlströmung 11 verbunden ist. Die Spannung kann während der ist durch Pfeile K angedeutet. Das Metallrohr 3 a kann 50 Aufheizung mittels des Regel schalters 13 so verändert mit dem metallenen Fuß 5 unmittelbar verlötet sein. werden, daß der Heizstrom nicht größer wird als 2 A. Dann muß das andere Metallrohr 3 b durch eine Wenn die Siliziumstäbe rotglühend geworden sind, ist Hülle 4 aus elektrisch nichtleitendem Material gegen die Spannung so weit herabgesetzt, daß der Umden metallenen Fuß 5 isoliert sein. Die Isolierhülle 4 schalter 15 auf eine Sekundärwicklung 12 des Transkann beispielsweise aus Glas, Porzellan, Keramik oder 55 formators umgeschaltet werden kann, welche für Kunststoff bestehen. Die Mietallrohre 3a und Zb Niederspannung und hohe Stromstärke bemessen ist. müssen irgendwo in ihrem Inneren oder am unteren Zur Stabilisierung ist in diesem Niederspannungs-Ende durch eine Querwand oder einen Stopfen gas- kreise eine Impedanz 17 vorgesehen. Der Strom wird dicht verschlossen sein. mittels des Regelwiderstandes 16 so weit erhöht, bis [n die MctaUrohre 3α und 3fr können die Silizium- 60 die Siliziumstäbe la und 16 eine Temperatur von stäbe la und Ib auch unter Wegfall der Kohle- etwa 1150° C erreicht haben, welche sich für den klemmen 2a und 2b direkt eingespannt sein, voraus- Verlauf und die Wirtschaftlichkeit des Prozesses als gesetzt, daß die Stäbe an den Einspannstellen stark günstigste erwiesen hat. Die Temperatur ist an der verdickt sind, damit diese Stellen während des Farbe erkenntlich und wird während der Dauer des Behandlungsprozesses nicht so stark erhitzt werden 65 Prozesses aufrechterhalten. Dazu ist eine fortlaufende, wie die dünneren Stabteile. allmähliche Erhöhung des Stromes mittels des Regel-
Die Trägerstäbe 1 α und Ib stehen parallel zuein- Widerstandes 16 erforderlich, weil der Widerstand der
ander, so daß sich ihre freien Enden gegenseitig nicht Stäbe mit zunehmender Dicke zurückgeht,
berühren. Diese Enden sind miteinander durch eine Fig. 2 zeigt in der Draufsicht auf den Fuß 5 die
Brücke 6 aus reinstem Graphit stromleitend verbun- 70 Anordnung der Stabhalterungen und des Gasein- und
-austritts. Fig. 3 enthält eine Ansicht von unten und Fig. 4 einen Schnitt von der Seite gesehen, wobei durch gekrümmte Strömungspfeile der Verlauf der Gasströmung im Inneren des Reaktionsraumes angedeutet ist. Ferner ist in Fig. 4 ein durch Pfeile h bezeichneter Kühlkreislauf für das isolierte Anschlußrohr3Z> angegeben. Im Inneren dieses Rohres kann durch Isolierleitungen, welche aus Glasrohren und Isolierstoffschläuchen bestehen können, ein Kühlstrom, z. B. mit Wasser als Kühlflüssigkeit, erzeugt werden. Die Isolation dieses Kühlkreises muß entweder für die verwendete Hochspannung ausreichend sein, oder es muß dafür gesorgt werden, daß der Kühlkreislauf während der Aufheizung geöffnet ist und nur während des Dauerbetriebes mit Niederspannung geschlossen werden kann.
Statt eines einzigen Stabpaares kann natürlich auch eine beliebige größere gerade oder ungerade Anzahl von Stäben in einem Reaktionsraum angeordnet werden. Es ist nicht notwendig, daß jeweils ein Stab die Hinleitung und ein zweiter Stab die Rückleitung für den elektrischen Strom bildet, wie es bei dem dargestellten Beispiel der Fall ist, sondern die Zahlen der an verschiedene Pole angeschlossenen Stäbe können beliebig und auch voneinander verschieden sein.
Die Strombrücke 6 kann mit seitlichen oder mit kreuz- oder sternförmigen Ansätzen ausgestattet sein, derart, daß sie an den Wandungen der Glocke 9 anliegt, so daß die oberen Stabenden in seitlicher Richtung abgestützt sind.
In den Fig. 5 bis 7 ist eine Anordnung mit drei Stäben la, Ib, Ic dargestellt, welche zum Anschluß an Drehstrom geeignet ist, der den Klemmen U1 V, W zugeführt wird. Die Anschlußrohre 3a, 3b, 3c sind sämtlich von Isoliermänteln 4a, Ib, \c umgeben und in einen gemeinsamen metallenen Kopf 5 so eingesetzt, daß die Trägerstäbe 1 α, 2 a, 3 a nach unten hängen und so gegeneinander geneigt sind, daß sich ihre freien Enden berühren und somit eine besondere stromleitende Verbindung entbehrlich ist, da die Stäbe an den Berührungsstellen beim Aufheizen zusammenschmelzen. Wie aus der Draufsicht (Fig. 6) und aus der Ansicht von unten (Fig. 7) erkennnbar ist, sind im ganzen drei Einlasse 7 a, 7 b, 7 c für das Frischgas vorgesehen. Die Einlaßdüsen sind auf dem Umfang eines Kreises in gleichmäßigen Abständen zwischen den Stabhalterungen angeordnet. Der Gasauslaß 8 befindet sich in der Mittelachse, so daß die Anordnung innerhalb der Glocke 9 vollkommen sym-
metrisch ist. In Fig. 2 ist durch gekrümmte Pfeile wieder der Verlauf der Gaströmung angedeutet.

Claims (6)

Patentansprüche.·
1. Vorrichtung zur Gewinnung reinsten Halbleitermaterials, insbesondere Siliziums, für elektrotechnische Zwecke, mittels welcher das Halbleitermaterial aus der Gasphase auf einem festen, durch elektrischen Strom direkt beheizten Träger abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Träger aus demselben Halbleitermaterial, welche stabförmig und vermöge ihrer Stärke selbsttragend sind, einseitig an einem gemeinsamen Grundkörper gehaltert sind, daß das gehalterte Ende jedes Stabes an einen Pol einer elektrischen Stromquelle angeschlossen ist und daß die an verschiedene Pole angeschlossenen Halbleiterstäbe an ihren freien Enden stromleitend miteinander verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Trägerstäbe aus Reinstgraphit, insbesondere aus Spektralkohle, besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Stabhalterungen, daß die Trägerstäbe gegeneinander geneigt sind, so daß sich ihre freien Enden berühren.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenseitig nicht berührenden freien Enden mehrerer Trägerstäbe miteinander durch eine Brücke aus Reinstgraphit, insbesondere aus Spektralkohle, stromleitend verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerstäbe annähernd parallel zueinander gehaltert sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sich sowohl der Auslaß als auch eine Einlaßanordnung für das gasförmige Reaktionsgemisch an dem gemeinsamen Grundkörper befinden und daß die Gaseintrittsvorrichtung düsenförmig gestaltet ist, derart, daß das Frischgasgemisch freistrahlförmig von der Halterungsstelle der Trägerstäbe aus in Längsrichtung der letzteren strömt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 76 548, 304 857;
USA.-Patentschrift Nr. 2 441 603.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DES49191A 1956-06-25 1956-06-25 Vorrichtung zur Gewinnung reinsten Halbleitermaterials fuer elektrotechnische Zwecke Pending DE1061593B (de)

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NL216924A NL110785C (de) 1956-06-25 1957-05-03
FR1177821D FR1177821A (fr) 1956-06-25 1957-06-04 Dispositif d'obtention de matières très pures pour semi-conducteurs électriques
US665086A US3011877A (en) 1956-06-25 1957-06-11 Production of high-purity semiconductor materials for electrical purposes
CH354308D CH354308A (de) 1956-06-25 1957-06-21 Vorrichtung zur Gewinnung reinsten Halbleitermaterials für elektrotechnische Zwecke
GB20040/57A GB861135A (en) 1956-06-25 1957-06-25 Improvements in or relating to electrically heated apparatus for the production of semi-conductor material
DES72060A DE1141852B (de) 1956-06-25 1961-01-14 Verfahren zum Betriebe einer Vorrichtung zur Gewinnung reinsten Halbleitermaterials, insbesondere Siliziums
US90291A US3099534A (en) 1956-06-25 1961-02-20 Method for production of high-purity semiconductor materials for electrical purposes
CH1438661A CH398248A (de) 1956-06-25 1961-12-11 Verfahren zum Gewinnen reinsten Halbleitermaterials für elektrotechnische Zwecke
GB439/62A GB956306A (en) 1956-06-25 1962-01-04 A method for producing extremely pure silicon or germanium
FR884306A FR80912E (fr) 1956-06-25 1962-01-09 Dispositif d'obtention de matières très pures pour semi-conducteurs électriques
US165455A US3200009A (en) 1956-06-25 1962-01-10 Method of producing hyperpure silicon
US231878A US3219788A (en) 1956-06-25 1962-10-12 Apparatus for the production of high-purity semiconductor materials

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DES49191A DE1061593B (de) 1956-06-25 1956-06-25 Vorrichtung zur Gewinnung reinsten Halbleitermaterials fuer elektrotechnische Zwecke
US665086A US3011877A (en) 1956-06-25 1957-06-11 Production of high-purity semiconductor materials for electrical purposes
DES72060A DE1141852B (de) 1956-06-25 1961-01-14 Verfahren zum Betriebe einer Vorrichtung zur Gewinnung reinsten Halbleitermaterials, insbesondere Siliziums
US90291A US3099534A (en) 1956-06-25 1961-02-20 Method for production of high-purity semiconductor materials for electrical purposes

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GB (2) GB861135A (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1185150B (de) * 1960-02-23 1965-01-14 Siemens Ag Verfahren zur Gewinnung von reinstem Halbleitermaterial, insbesondere Silicium
DE1206261B (de) * 1961-04-25 1965-12-02 Siemens Ag Vorrichtung zur Abscheidung reinsten Halbleiter-materials aus einem stroemenden Gemisch einer gasfoermigen Verbindung, vorzugsweise eines Halogenids, des Halbleitermaterials und eines gasfoermigen Reaktionsmittels
DE1243147B (de) * 1960-02-25 1967-06-29 Siemens Ag Verfahren zur Gewinnung von reinstem Halbleitermaterial durch chemische Umsetzung aus einer gasfoermigen Verbindung desselben
DE102007041803A1 (de) 2007-08-30 2009-03-05 Pv Silicon Forschungs Und Produktions Gmbh Verfahren zur Herstellung von polykristallinen Siliziumstäben und polykristalliner Siliziumstab
DE102009035952A1 (de) 2009-08-03 2011-02-10 Graeber Engineering Consultants Gmbh Flansch für ein CVD-Reaktorgehäuse, Verwendung einer Kamera bei einem CVD-Verfahren sowie CVD-Verfahren zur Erzeugung von Siliziumstangen
US8147656B2 (en) 2005-05-25 2012-04-03 Spawnt Private S.A.R.L. Method for the production of silicon from silyl halides

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL123477C (de) * 1958-05-16
DE1138481C2 (de) * 1961-06-09 1963-05-22 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen durch einkristalline Abscheidung von Halbleitermaterial aus der Gasphase
US3406044A (en) * 1965-01-04 1968-10-15 Monsanto Co Resistance heating elements and method of conditioning the heating surfaces thereof
US3416951A (en) * 1965-07-28 1968-12-17 Air Force Usa Method for the pyrolytic deposition of silicon carbide
US3463666A (en) * 1965-08-27 1969-08-26 Dow Corning Monocrystalline beta silicon carbide on sapphire
US3501356A (en) * 1966-05-12 1970-03-17 Westinghouse Electric Corp Process for the epitaxial growth of silicon carbide
US3455723A (en) * 1966-12-02 1969-07-15 Dow Corning Coating with silicon carbide by immersion reaction
BE806098A (fr) * 1973-03-28 1974-02-01 Siemens Ag Procede de fabrication de silicium ou autre matiere semi-conductrice tres pure
JPS53106626A (en) * 1977-03-02 1978-09-16 Komatsu Mfg Co Ltd Method of making high purity rod silicon and appratus therefor
JPS53108029A (en) * 1977-03-03 1978-09-20 Komatsu Mfg Co Ltd Method of making high purity silicon having uniform shape
US4315968A (en) * 1980-02-06 1982-02-16 Avco Corporation Silicon coated silicon carbide filaments and method
US4724160A (en) * 1986-07-28 1988-02-09 Dow Corning Corporation Process for the production of semiconductor materials
US5118485A (en) * 1988-03-25 1992-06-02 Hemlock Semiconductor Corporation Recovery of lower-boiling silanes in a cvd process
WO2000049199A1 (en) 1999-02-19 2000-08-24 Gt Equipment Technologies Inc. Method and apparatus for chemical vapor deposition of polysilicon
US6365225B1 (en) 1999-02-19 2002-04-02 G.T. Equipment Technologies, Inc. Cold wall reactor and method for chemical vapor deposition of bulk polysilicon
DE102006043929B4 (de) * 2006-09-14 2016-10-06 Spawnt Private S.À.R.L. Verfahren zur Herstellung von festen Polysilanmischungen
JP5119856B2 (ja) * 2006-11-29 2013-01-16 三菱マテリアル株式会社 トリクロロシラン製造装置
EP2039653B1 (de) * 2007-09-20 2015-12-23 Mitsubishi Materials Corporation Reaktor für polykristallines silicium und verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium
EP2108619B1 (de) * 2008-03-21 2011-06-22 Mitsubishi Materials Corporation Polykristalliner Siliciumreaktor
JP5477145B2 (ja) * 2009-04-28 2014-04-23 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコン反応炉
DE102009021825B3 (de) * 2009-05-18 2010-08-05 Kgt Graphit Technologie Gmbh Aufnahmekegel für Silizium-Anzuchtstäbe
KR20130049184A (ko) * 2010-03-19 2013-05-13 지티에이티 코포레이션 다결정 실리콘 증착 시스템 및 방법
US8871153B2 (en) 2012-05-25 2014-10-28 Rokstar Technologies Llc Mechanically fluidized silicon deposition systems and methods

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE76548C (de) * M. STRAKOSCH in Wien VI., Mariahilferstr. 37 Drahtlitze für Webstühle
DE304857C (de) * 1913-10-16 1918-04-08
US2441603A (en) * 1943-07-28 1948-05-18 Bell Telephone Labor Inc Electrical translating materials and method of making them

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1110590A (en) * 1905-09-27 1914-09-15 Cooper Hewitt Electric Co Regulation of systems of electrical distribution.
US960440A (en) * 1908-02-10 1910-06-07 Gen Electric Compensator.
US1452857A (en) * 1919-06-26 1923-04-24 Secretary System of voltage control
US1478302A (en) * 1922-03-29 1923-12-18 Newark Tube Company Method of and apparatus for electric welding
US1641659A (en) * 1926-02-19 1927-09-06 Gen Electric Autotransformer
US1820248A (en) * 1928-05-19 1931-08-25 Hartford Empire Co Glass making furnace and method
US1827472A (en) * 1930-02-28 1931-10-13 Pittsburgh Plate Glass Co Apparatus for making glass
US2227984A (en) * 1939-07-25 1941-01-07 Gen Electric Regulator circuit
US2438892A (en) * 1943-07-28 1948-04-06 Bell Telephone Labor Inc Electrical translating materials and devices and methods of making them
US2763581A (en) * 1952-11-25 1956-09-18 Raytheon Mfg Co Process of making p-n junction crystals
NL218408A (de) * 1954-05-18 1900-01-01
US2925357A (en) * 1954-11-08 1960-02-16 Union Carbide Corp Siliconized inert base materials
US2895858A (en) * 1955-06-21 1959-07-21 Hughes Aircraft Co Method of producing semiconductor crystal bodies
NL109287C (de) * 1955-11-02
US3011877A (en) * 1956-06-25 1961-12-05 Siemens Ag Production of high-purity semiconductor materials for electrical purposes
US2931709A (en) * 1956-09-17 1960-04-05 Robert S Aries Decarburizing silicon tetrachloride
US2904404A (en) * 1957-01-09 1959-09-15 Raytheon Co Preparation of silicon
NL238464A (de) * 1958-05-29

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE76548C (de) * M. STRAKOSCH in Wien VI., Mariahilferstr. 37 Drahtlitze für Webstühle
DE304857C (de) * 1913-10-16 1918-04-08
US2441603A (en) * 1943-07-28 1948-05-18 Bell Telephone Labor Inc Electrical translating materials and method of making them

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1185150B (de) * 1960-02-23 1965-01-14 Siemens Ag Verfahren zur Gewinnung von reinstem Halbleitermaterial, insbesondere Silicium
DE1243147B (de) * 1960-02-25 1967-06-29 Siemens Ag Verfahren zur Gewinnung von reinstem Halbleitermaterial durch chemische Umsetzung aus einer gasfoermigen Verbindung desselben
DE1206261B (de) * 1961-04-25 1965-12-02 Siemens Ag Vorrichtung zur Abscheidung reinsten Halbleiter-materials aus einem stroemenden Gemisch einer gasfoermigen Verbindung, vorzugsweise eines Halogenids, des Halbleitermaterials und eines gasfoermigen Reaktionsmittels
US8147656B2 (en) 2005-05-25 2012-04-03 Spawnt Private S.A.R.L. Method for the production of silicon from silyl halides
US9382122B2 (en) 2005-05-25 2016-07-05 Spawnt Private S.À.R.L. Method for the production of silicon from silyl halides
DE102007041803A1 (de) 2007-08-30 2009-03-05 Pv Silicon Forschungs Und Produktions Gmbh Verfahren zur Herstellung von polykristallinen Siliziumstäben und polykristalliner Siliziumstab
DE102009035952A1 (de) 2009-08-03 2011-02-10 Graeber Engineering Consultants Gmbh Flansch für ein CVD-Reaktorgehäuse, Verwendung einer Kamera bei einem CVD-Verfahren sowie CVD-Verfahren zur Erzeugung von Siliziumstangen
WO2011015330A2 (de) 2009-08-03 2011-02-10 Graeber Engineering Consultants Gmbh Flansch für ein cvd-reaktorgehäuse, verwendung einer kamera bei einem cvd-verfahren sowie cvd-verfahren zur erzeugung von siliziumstangen

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CH354308A (de) 1961-05-15
US3200009A (en) 1965-08-10
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CH398248A (de) 1965-08-31
DE1141852B (de) 1962-12-27
US3099534A (en) 1963-07-30
US3219788A (en) 1965-11-23
GB861135A (en) 1961-02-15
GB956306A (en) 1964-04-22

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