DE1138375B - Vorrichtung zum AEndern des Stabquerschnitts beim tiegellosen Zonenziehen - Google Patents

Description

Beim tiegellosen Zonenziehen wird ein Stab aus Halbleitermaterial an seinen beiden Enden gehaltert und eine mittels induktiver Erhitzung durch eine Hochfrequenzspule erzeugte Schmelzzone zwischen den beiden gehalterten Enden des Stabes in Richtung der Stabachse entlanggeführt.

Um die Dicke des Halbleiterstabes während des Zonenziehens zu steuern, z. B. um einen Stab mit einem in einem gewünschten Bereich gleichbleibenden Durchmesser herzustellen, müssen dabei die beiden mit den Halterungen versehenen Stabteile einander genähert bzw. voneinander entfernt werden.

Dies ist in einer Vorrichtung zum tiegellosen Zonenziehen eines lotrecht an den Enden eingespannten Halbleiterstabes, dessen Halterungen gegeneinander und relativ zu der eine schmale Zone flüssigen Halbleitermaterials erzeugenden Induktionsspule bewegt werden, sehr einfach möglich, wenn erfindungsgemäß bei feststehender Induktionsspule ein Antrieb, der die Halterungen der beiden Stabteile gemeinsam relativ zu der Induktionsspule bewegt, und eine weitere mit den Halterungen vom Antrieb mitbewegte Verstellvorrichtung, die den Abstand zwischen den Halterungen verändert, vorgesehen ist. Bei dieser Vorrichtung werden also bei feststehender Hochfrequenzspule die beiden durch eine schmale Zone flüssigen Halbleitermaterials verbundenen Stabteile mit gleichbleibendem Abstand verschoben.

Weitere Einzelheiten sind an Hand der Ausführungsbeispiele in den Fig. 1 bis 3 dargestellt und werden im folgenden beschrieben.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der insbesondere aus Silizium bestehende Halbleiterstab, der an seinen beiden Enden mit den Halterungen Γ bzw. 2' versehen ist, in einem z. B. aus Quarz, insbesondere aus Metall, bestehenden Gefäß 10 in einer Schutzgasatmosphäre oder im Vakuum. Zu Beginn des Verfahrens wird der Stab zunächst z. B. durch direkten Stromdurchgang erhitzt und dann an einem der beiden Enden induktiv eine Zone aufgeschmolzen. Das induktive Erhitzen wird mit der feststehenden Hochfrequenzspule 14 durchgeführt. Um die aufgeschmolzene Zone den Stab entlangzuführen, wird z. B. durch einen Motor, dessen Drehzahl der gewünschten Ziehgeschwindigkeit angepaßt ist, die Gewindespindel 8, die in die Mutter 9 der Führung 4 eingreift, in Drehung versetzt. Die Führung 4 ist über eine zweite Gewindespnidel 7 mit der anderen Führung 3 verbunden. Beide Führungen laufen auf einer Rundstange 11. Die beiden durch die aufgeschmolzene Zone miteinander verbundenen Stabteile 1 und 2 werden so im Gefäß 10 mit gleich-Vorrichtung zum Ändern

des Stabquerschnitts beim tiegellosen

Zonenziehen

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. Theodor Rummel, Max Heim, München,

Willibald Schauer, Dachau,

und Fritz Pfeifer, Ascholding (Kr. WoKratshausen),

sind als Erfinder genannt worden

bleibendem Abstand, also mit gleicher, der Ziehgeschwindigkeit entsprechender Geschwindigkeit verschoben, so daß die Schmelzzone durch den Halbleiterstab hindurchgezogen wird. Zur Dickenregelung während des Ziehens wird durch Drehen der Gewindespindel 7, die über die Mutter 5 mit der einen Führung 3 und über einen Antrieb 6 mit der anderen Führung 4 fest verbunden ist und so bei der Längsverschiebung mitbewegt wird, der Abstand zwischen den Halterungen- geändert. Zur Steuerung der Gewindespindel 7 kann dabei z. B., was hier nicht beansprucht wird, der Anodenstrom des die Spule 3 speisenden Hochfrequenzgenerators verwendet werden, der sich abhängig von der Dicke des durch die Spule hindurchgeführten Halbleiterstabes ändert.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Schmelzzone ebenfalls durch Drehung der Gewindespindel 8 den Stab entlanggeführt. Die Gewindespindel greift in die Mutter 9 ein, die mit einer Schiene 21 fest verbunden ist, die wiederum die beiden Führungen 4 und 4' starr miteinander verbindet. Die Führung 4' ist über die Gewindespindel 7 starr mit der anderen Führung 3 verbunden, so daß bei einer Drehung der Gewindespindel 8 die beiden Stabteile 1 und 2 mit gleichbleibendem Abstand in Richtung der Stabachse verschoben werden. Das Stauchen und Strecken zur Dickenregelung wird durch Drehen der Gewindespindel 7 durchgeführt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Entlangführen der Hochfrequenzspule

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14 sowie das Stauchen und Strecken mit einer einzigen Spindel 30 durchgeführt. In die Spindel 30 sind zwei Gewinde 7' und 8' geschnitten, die den beiden Gewindestangen 7 und 8 der Fig. 1 und 2 entsprechen. Die gleichmäßige Längsverschiebung der beiden Stabenden 1 und 2 wird durch Drehung des Antriebs 12 durchgeführt. Durch Drehen der in die Führung 3 eingebauten Mutter S werden die beiden Halterungen 1' und 2' einander genähert bzw. voneinander entfernt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Vorrichtung zum Ändern des Stabquerschnitts beim tiegellosen Zonenziehen eines lotrecht an den Enden eingespannten Halbleiterstabes, ins-

   besondere eines Siliziumstabes, dessen Halterungen gegeneinander und relativ zu der eine schmale Zone flüssigen Halbleitermaterials erzeugenden Induktionsspule bewegt werden, da durch gekennzeichnet, daß bei feststehender Induktionsspule (14) ein Antrieb (8, 9; 8', 9), der die Halterungen (I', 2') der beiden Stabteile (1,2) gemeinsam relativ zu der Induktionsspule (14) bewegt und eine weitere mit den Halterungen vom Antrieb mitbewegte Verstellvorrichtung (5, 6, 7; 5, 6, T), die den Abstand zwischen den Halterungen verändert, vorgesehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Österreichische Patentschrift Nr. 194 444.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ® 209 678/130 10.62