DE1142153B

DE1142153B - Process for cleaning and recrystallizing solid substances without a pan

Info

Publication number: DE1142153B
Application number: DEW25524A
Authority: DE
Inventors: Dr Eduard Enk; Dr Julius Nickl
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1959-05-02
Filing date: 1959-05-02
Publication date: 1963-01-10

Description

Es ist ein Verfahren bekannt zum Züchten von Einkristallen aus polykristallinen Stäben durch fraktioniertes Umkristallisieren in einer hocherhitzten Zone, die kontinuierlich in Längsrichtung durch den Stab geführt wird, wobei mehrere Schmelzzonen verwendet werden. Dabei wird in Fällen, in denen der Körper in seinem Querschnitt nicht ganz erschmolzen wird, zuerst in der oberen Hälfte zonenraffiniert und dann der Körper umgedreht, damit die untere Hälfte ebenfalls gereinigt werden kann.There is known a method of growing single crystals from polycrystalline rods by fractional Recrystallize in a highly heated zone that is continuous lengthways through the Rod is guided using multiple melt zones. In cases where the Body is not completely melted in its cross-section, first zone-refined in the upper half and then the body upside down so that the lower half can also be cleaned.

In einem weiteren Verfahren wird ebenfalls eine Schmelzzone benutzt, die nicht den ganzen Durchmesser des Stabes erfüllt. Dabei wird die Schmelzzone so gehalten, daß bei einem waagerecht liegenden Stab ein geschmolzenes Segment oder eine kegelförmige Zone entsteht, welche nur etwa die obere Hälfte des Stabes ausfüllt, während der untere Teil des Stabes starr bleibt und die darüber befindliche Schmelzzone trägt. Der starre Teil des Stabes muß dabei durch einen Kühlstrom eines Schutzgases stabilisiert werden, damit die Schmelzzone nicht durchbricht. Hierbei wird die Schmelzzone schraubenförmig durch den Stab geführt.Another method also uses a melting zone that is not the full diameter of the staff fulfilled. The melting zone is kept in such a way that when one is lying horizontally Rod creates a molten segment or a conical zone, which is only about the top Fills half of the rod, while the lower part of the rod remains rigid and the one above it Melting zone carries. The rigid part of the rod has to be subjected to a cooling flow of a protective gas stabilized so that the melting zone does not break through. Here the melting zone becomes helical guided by the staff.

Bei diesen Verfahren sind Verunreinigungen durch Berührung der Gefäßwände oder durch Schutzgase, die bei der Stabilisierung des festen Anteils verwendet werden, möglich. Außerdem sind apparative Aufwendungen für Stützfelder erforderlich, und es stehen nur verhältnismäßig kleine Oberflächenanteile für die Ausdampfung zur Verfügung.In these processes, contamination from touching the vessel walls or from protective gases, which are used in stabilizing the solid portion are possible. In addition, there are equipment costs required for support fields, and there are only relatively small surface areas for the Evaporation available.

Es wurde nun ein Verfahren zum tiegellosen Reinigen und Umkristallisieren von festen Stoffen gefunden, das diese Nachteile nicht besitzt und gleichzeitig die Vorteile des bekannten tiegellosen Zonenschmelzens benutzt, wobei mehrere Schmelzzonen gleichzeitig den zu behandelnden Körper durchwandern und keine oder höchstens eine Schmelzzone sich über den gesamten Querschnitt des Körpers erstreckt.A process has now been found for cleaning and recrystallizing solid substances without the use of a crucible, which does not have these disadvantages and at the same time has the advantages of the known crucible-free zone melting used, whereby several melting zones wander through the body to be treated at the same time and no or at most one melting zone extends over the entire cross-section of the body extends.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der nicht über den gesamten Querschnitt sich erstreckenden Schmelzzone bzw. Schmelzzonen ein senkrecht stehender oder hängender Stab an einer oder mehreren Stellen derart aufgeschmolzen wird, daß ein von der Schmelze ringsumgebener fester Kern erhalten bleibt.The method is characterized in that to form the not over the entire cross-section extending melting zone or melting zones a vertically standing or hanging rod on a or several points is melted in such a way that a solid core surrounded by the melt preserved.

Für das Verfahren ist es charakteristisch, daß in den Schmelzzonen, die nicht den gesamten Querschnitt des Körpers umfassen, ein fester Teil enthalten ist. Der feste Teil kann außerhalb des Zentrums, aber noch innerhalb der Schmelzzone liegen. Ob der feste Teil genau im Zentrum oder exzentrisch in derIt is characteristic of the process that in the melt zones which do not cover the entire cross section of the body, a solid part is included. The fixed part can be outside the center, but still lie within the melting zone. Whether the fixed part is exactly in the center or eccentrically in the

Verfahren zum tiegellosen Reinigen
und Umkristallisieren von festen StoffenMethod for cleaning without a pan
and recrystallization of solids

Anmelder:Applicant:

Wacker-Chemie G. m. b. H.,
München 22, Prinzregentenstr. 20Wacker-Chemie G. mb H.,
Munich 22, Prinzregentenstr. 20th

Dr. Eduard Enk und Dr. Julius Nicki,Dr. Eduard Enk and Dr. Julius Nicki,

Burghausen (Obb.),
sind als Erfinder genannt wordenBurghausen (Obb.),
have been named as inventors

Schmelze liegt, wird von der Form des aufzuschmelzenden Körpers sowie von der Art, Form und Lage der Erhitzungsquelle gegenüber dem zu behandelnden Körper bestimmt. So können beispielsweise als Erhitzungsquellen dienen: Wärmestrahlung, heiße Gase, Flammen, elektrische Hochfrequenz mit induktiver Kopplung, insbesondere mit Frequenzen im Bereich von einigen Kilohertz bis zu mehreren hundert Megahertz, Elektronen- oder Ionenbombardement, Lichtbogen, Kathodenfallerhitzung. Auch mit kapazitiver Kopplung ist es möglich, mehrere Schmelzzonen gleichzeitig zu erzeugen.Melt lies, depends on the shape of the body to be melted as well as on the type, shape and location the heating source with respect to the body to be treated. For example, they can be used as heating sources serve: thermal radiation, hot gases, flames, electrical high frequency with inductive Coupling, especially with frequencies in the range from a few kilohertz to several hundred megahertz, Electron or ion bombardment, electric arc, cathode drop heating. Also with capacitive Coupling it is possible to create several melt zones at the same time.

Die Erhitzungsquelle kann symmetrisch oder unsymmetrisch angeordnet werden und dadurch die Lage des festen Teiles bestimmen. So kann ein Stab mit ring- oder sternförmig angeordneten Erhitzungsquellen beheizt werden. Bei einer symmetrischen Anordnung der Erhitzungsquelle befindet sich der feste Teil bevorzugt im Zentrum der Schmelzzone. Bei unsymmetrisch angeordneten Erhitzungsquellen kommt der feste Teil vorteilhaft exzentrisch zu liegen, beispielsweise dadurch, daß ein zylindrischer Stab in einer kreisförmigen, Hochfrequenz führenden Induktionsspule exzentrisch angeordnet wird. Dieselbe Wirkung erreicht man mit einer unsymmetrisch ausgebildeten Induktionsvorrichtung, die den Körper nicht ganz umschließt, oder beispielsweise dadurch, daß eine elliptische, hochfrequenzführende Spule einen Körper mit kreisförmigem Querschnitt umfaßt. Der feste Teil wird bei Rotationskörpern, beispielsweise Stäben, Kegeln, Rohren, vorzugsweise in das Zentrum der Schmelzzone verlegt, die sich vorteilhafterweise quer zur Längsachse des zu behandelnden Körpers befindet.The heating source can be arranged symmetrically or asymmetrically and thereby the Determine the position of the fixed part. For example, a rod with heating sources arranged in a ring or star shape be heated. In the case of a symmetrical arrangement of the heating source, the solid part preferably in the center of the melting zone. With asymmetrically arranged heating sources comes the fixed part to lie advantageously eccentric, for example by the fact that a cylindrical rod in a circular, high frequency leading induction coil is arranged eccentrically. Same Effect can be achieved with an asymmetrically designed induction device, which the body not completely enclosing, or, for example, by the fact that an elliptical, high-frequency conducting coil comprises a body of circular cross-section. The fixed part is used in solids of revolution, for example Rods, cones, tubes, preferably laid in the center of the melting zone, which are advantageously is located transversely to the longitudinal axis of the body to be treated.

209 757/66209 757/66

Der feste Teil kann in seinem Querschnitt kleiner als die Schmelzzone sein, wenn ihm nur die Aufgabe zufällt, die einzelnen Teile des zu behandelnden Körpers während der Durchführung des Verfahrens zusammenzuhalten. So sind häufig ein oder einige Quadratmillimeter oder Teile eines Quadratmillimeters ausreichend. Bei sehr dicken Stäben ist es vorteilhaft, den festen Anteil in der Schmelzzone stärker zu wählen, um ein Abtropfen der Schmelze zu vermeiden. Das ist ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens, weil durch den festen Teil die mechanische Stabilität einer Schmelzzone erhöht wird. Dadurch ist beispielsweise erst möglich geworden, Siliciumstäbe mit mehr als etwa 27 mm Durchmesser tiegellos und ohne weitere Hilfsmittel, wie elektrische Stützfelder, zonenzuschmelzen.The cross-section of the solid part can be smaller than the melting zone, if only it has the task falls to hold the individual parts of the body to be treated together while performing the procedure. This is often one or a few square millimeters or parts of a square millimeter sufficient. In the case of very thick rods, it is advantageous to increase the solid content in the melting zone to prevent the melt from dripping off. This is a major advantage of the process, because the mechanical stability of a melting zone is increased by the solid part. Through this For example, it has only become possible to use silicon rods with a diameter of more than about 27 mm without a crucible and zone melting without further aids such as electrical support fields.

Soll der feste Teil gleichzeitig als Impfling zur Herstellung von Einkristallen dienen, so genügt grundsätzlich ein kleiner Querschnitt. Es ist jedoch vorteilhaft, auch in diesem Falle einen etwas größeren Querschnitt zu wählen, um der erstarrenden Schmelze genügend große Wachstumsflächen anbieten zu können.If the solid part is to serve as the seed for the production of single crystals at the same time, it is basically sufficient a small cross section. However, it is advantageous to use a slightly larger one in this case too To choose a cross-section in order to offer the solidifying melt sufficiently large growth areas to be able to.

Bei manchen Stoffen, die gereinigt oder umkristallisiert werden sollen, ist es vorteilhaft, einen festen Teil zu wählen, der in seiner chemischen Zusammensetzung gegenüber der Schmelzzone und dem aufzuschmelzenden Teil ähnlich oder verschieden ist und sich gegenüber dem verflüssigten Material inert verhält. For some substances that are to be cleaned or recrystallized, it is advantageous to have a solid part to choose the one in terms of its chemical composition compared to the melting zone and the one to be melted Part is similar or different and is inert towards the liquefied material.

Das Kristallgefüge des festen Teiles kann von dem übrigen festen Teil ebenfalls verschieden sein, und er kann ein poly- oder monokristallines Gefüge besitzen. Er kann dem zu behandelnden Körper vor der Zonenbehandlung beigegeben werden, d. h., er wird dem Ausgangskörper bei seiner Herstellung bereits beigefügt. Er kann aber auch erst beim Zonenschmelzen zwangläufig durch begrenztes Aufschmelzen erzeugt werden.The crystal structure of the solid part can also be different from the rest of the solid part, and he can have a poly- or monocrystalline structure. He can give the body to be treated before the zone treatment be added, d. That is, it is already added to the starting body during its manufacture. But it can also necessarily be generated by limited melting during zone melting will.

Wird der feste Teil vor der Zonenbehandlung dem zu behandelnden Körper zugefügt, so ist es vorteilhaft, seinen Reinheitsgrad so hoch zu wählen, daß kein Reinheitsunterschied zwischen ihm und dem zonenbehandelten Material nach Beendigung der Behandlung besteht oder sein Reinheitsgrad nicht geringer ist bzw. ein gewünschter Unterschied besteht. Auf diese Weise ist es möglich, Körper herzustellen, die über den gesamten Querschnitt eine gleichmäßige Reinheit aufweisen bzw. einen gewünschten Unterschied in der Reinheit zwischen dem festen Teil und dem zonenbehandelten Material besitzen.If the solid part is added to the body to be treated before the zone treatment, it is advantageous to to choose his degree of purity so high that there is no difference in purity between him and the zone-treated material after the end of the treatment exists or its degree of purity is not lower is or there is a desired difference. In this way it is possible to create bodies which have a uniform purity over the entire cross-section or a desired difference in purity between the solid part and the zoned material.

Läßt man mehrere Schmelzzonen gleichzeitig wandern, so braucht keine von ihnen den gesamten Querschnitt des zu behandelnden Körpers zu erfassen. In diesem Falle ist es z. B. nicht notwendig, einen stab- oder rohrförmigen Körper an beiden Enden zu halten, wie dies beim üblichen tiegellosen Zonenziehen stets der Fall ist. Es genügt, den Körper beispielsweise senkrecht in eine Fassung zu stecken und zwei oder mehrere Schmelzzonen von unten nach oben oder umgekehrt beliebig oft wandern zu lassen.If several melt zones are allowed to migrate at the same time, none of them needs the entire one To capture cross-section of the body to be treated. In this case it is z. B. not necessary to have a rod-shaped or tubular body at both ends hold, as is always the case with the usual pan-less zone pulling. Suffice it to take the body for example To be stuck vertically in a socket and two or more melting zones from below to let hike as often as you like at the top or vice versa.

Erfaßt jedoch eine der Schmelzzonen den gesamten Querschnitt, so muß der zu behandelnde Körper an zwei Stellen gehalten werden.If, however, one of the melting zones covers the entire cross section, the body to be treated must two digits are held.

Es ist ferner möglich, eine Gruppe von Schmelzzonen mit einer Schmelzzone, die den gesamten Querschnitt des zu behandelnden Körpers erfaßt, zuziehen. Die Lage derjenigen Schmelzzone, die den gesamten Querschnitt des Körpers erfaßt, ist gegenüber den anderen Schmelzzonen beliebig; sie kann als erste oder letzte Zone der gesamten Gruppe oder an einer anderen Stelle liegen. Vorteilhafterweise setzt man sie bei stabförmigem Material als letzte Zone ein.It is also possible to have a group of melting zones with a melting zone covering the entire cross section of the body to be treated detected. The location of the melting zone that covers the entire Detected cross-section of the body is arbitrary compared to the other melt zones; she can be the first or the last zone of the entire group or at a different location. It is advantageous to place them in the case of rod-shaped material, enter as the last zone.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Geschwindigkeit der einzelnen Schmelzzonen einer Gruppe konstant zu halten, um einen einfachen apparativen Aufbau zu erreichen. Man kann aber auch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit arbeiten. So können beispielsweise eine oder mehrere Schmelzzonen, die nicht den gesamten Querschnitt des zu behandelnden Körpers erfassen, einer Schmelzzone, die sich über den gesamten Querschnitt erstreckt, mit höherer Geschwindigkeit vorauseilen.It is also advantageous to keep the speed of the individual melting zones in a group constant to keep in order to achieve a simple apparatus structure. But you can also use different Work speed. For example, one or more melting zones that do not have the capture the entire cross-section of the body to be treated, a melting zone that extends over the entire area Cross-section extends, run ahead at a higher speed.

Das Verfahren ist nicht nur anwendbar bei den bereits erwähnten Körpern mit gerader Symmetrieachse, wie Stäben und Rohren, auch ringförmige oder andersartig gekrümmte Körper können so behandelt werden.The method is not only applicable to the already mentioned bodies with a straight axis of symmetry, like rods and tubes, also ring-shaped or otherwise curved bodies can be treated in this way will.

Die Reinigungswirkung des Zonenschmelzens wird bekanntlich unterstützt, wenn das Verfahren bei erniedrigtem Druck durchgeführt wird. Bei den meisten Stoffen hat sich ein Druckbereich bis zu etwa 10~⁶ mm Quecksilbersäule und kleiner bewährt.The cleaning effect of zone melting is known to be supported if the process is carried out at reduced pressure. For most substances, a pressure range of up to about 10 ~ ⁶ mm of mercury and smaller has proven itself.

Es ist aber bekanntermaßen auch möglich, mit Schutzgas, beispielsweise mit Wasserstoff, Stickstoff, Edelgasen oder Sauerstoff bzw. Gemischen derselben, zu arbeiten. Das Schutzgas bzw. das Schutzgasgemisch kann gleichzeitig eine reinigende Wirkung ausüben und die Reinigungswirkung des Zonenschmelzens unterstützen. Dies kann verstärkt werden, wenn bei mäßig erniedrigtem Druck bis zu etwa 1 mm Quecksilbersäule das Verfahren durchgeführt wird. Die Art des zu reinigenden Körpers kann es aber auch erfordern, bei Überdruck zu arbeiten.As is known, however, it is also possible to use protective gas, for example with hydrogen, nitrogen, Noble gases or oxygen or mixtures thereof to work. The protective gas or the protective gas mixture can simultaneously have a cleaning effect and the cleaning effect of zone melting support. This can be aggravated if at moderately reduced pressure up to about 1 mm of mercury the procedure is carried out. However, the type of body to be cleaned may also require to work at overpressure.

Soll ein einheitlicher Konzentrationsspiegel bestimmter Stoffe in dem zu behandelnden Körper hergestellt werden, so ist es vorteilhaft, die Bewegungsrichtung nach einem oder mehreren Zonendurchgängen einer Schmelzzonengruppe umzukehren; beispielsweise läßt man auf zwei Zonendurchgänge von unten nach oben zwei Zonendurchgänge von oben nach unten folgen. Aber auch eine andere Reihenfolge von Zonendurchgängen ist möglich.A uniform concentration level of certain substances is to be produced in the body to be treated it is advantageous to change the direction of movement after one or more zone passes reverse a melt zone group; for example, one allows two zone passages from Follow two zone passages from top to bottom from bottom to top. But also a different order of zone passages is possible.

Um den Schmelzzonen eine symmetrische Form zu geben, ist es günstig, den zu behandelnden Körper während der Schmelzzonenbehandlung zu drehen. Dies hat ferner den Vorteil, daß bei stabförmigem Material und bei Erhitzung mit elektrischer Hochfrequenz der feste Anteil genau in das Zentrum der Schmelzzone und somit in die Stabachse verlegt werden kann.In order to give the melting zones a symmetrical shape, it is advantageous to shape the body to be treated to rotate during the melt zone treatment. This also has the advantage that when rod-shaped Material and when heated with electrical high frequency the solid portion exactly in the center of the Melting zone and thus in the rod axis can be relocated.

Das Verfahren ist anwendbar bei allen festen Stoffen, die eine Ausbildung von Schmelzzonen erlauben, beispielsweise bei Metallen, Legierungen, Salzen, Oxyden und Oxydgemischen, Halbleiterausgangsstoffen, wie Silicium, Germanium, halbleitenden Verbindungen u. a. Auch organische Verbindungen können so behandelt werden.The process can be used for all solid materials that allow the formation of melt zones, for example with metals, alloys, salts, oxides and oxide mixtures, semiconductor raw materials, such as silicon, germanium, semiconducting compounds and others. Organic compounds too can be treated like this.

Das Verfahren eignet sich vor allem zum Reinigen und Ändern des Kristallgefüges, insbesondere zur Herstellung von Einkristallen. Ferner können auf diese Weise poröse Körper verdichtet werden.The process is particularly suitable for cleaning and changing the crystal structure, in particular for the production of single crystals. Furthermore, on this way porous bodies are compacted.

example 1

Auf einem erhitzten, etwa 4 mm starken und 120 cm langen, hochreinen einkristallinen Silicium-On a heated, about 4 mm thick and 120 cm long, high-purity monocrystalline silicon

stab wird in einer Gasatmosphäre aus Siliciumchloroform und Wasserstoff hochreines Silicium in grob- und polykristalliner Form abgeschieden. Eines der Enden des Stabes ist auf eine Länge von etwa 5 cm frei von polykristallinem Silicium und hat die Stärke des ursprünglichen Stabes (4 mm). Der Durchmesser des aufgewachsenen Teiles schwankt zwischen 20,1 und 20,5 mm. Dieser Stab wird an seinem dünnen unteren Ende in einem senkrecht stehenden Quarzglasrohr mit einem inneren Durchmesser von 26 mm so befestigt, daß er um seine Längsachse mit 60 ± 0,2 Umdrehungen pro Minute gedreht wird. Um das Quarzrohr liegen außen fünf wassergekühlte kreisförmige Kupferspulen, die mit Hochfrequenz von etwa 4 MHz gespeist werden. Mittels dieser induktiv wirkenden Erhitzungsquellen werden fünf Schmelzzonen am unteren Ende des Stabes erzeugt, wobei jedoch keine der Zonen den gesamten Querschnitt des Stabes erfaßt. Die abgegebene Leistung der einzelnen Heizspulen wird so eingeregelt, daß im Zentrum der Schmelzzonen der einkristalline Kern aus dem vorher für die Abscheidung benutzten Ausgangsstab stehenbleibt. Sein Durchmesser liegt im Durchschnitt bei 2,5 bis 3 mm. Der Abstand zwischen den Zonen beträgt etwa 9 mm. Sobald die drei Zonen in ihrer Größe und Lage genau justiert sind, wird das Rohr mit dem Si-Stab bei feststehenden Spulen mit einer Geschwindigkeit von 2,5 mm/Min, nach unten abgesenkt. Während des gesamten Prozesses wird durch das Quarzrohr, in dem der zu reinigende Stab sich befindet, hochreines Argon geleitet. Auf diese Weise gelingt es, einen einkristallinen Siliciumstab bei einmaligem Durchgang der Schmelzzone herzustellen, bei dem der ehemals polykristalline Anteil den gleichen Reinheitsgrad und gleichen Kristallaufbau erreicht wie der ursprünglich eingesetzte.stab is made of silicon chloroform in a gas atmosphere and hydrogen deposited high-purity silicon in coarse and polycrystalline form. One of the Ends of the rod is free of polycrystalline silicon over a length of about 5 cm and has the strength of the original rod (4 mm). The diameter of the grown part varies between 20.1 and 20.5 mm. This rod is at its thin lower end in a vertical quartz glass tube with an inner diameter of 26 mm so attached that it is about its longitudinal axis with 60 ± 0.2 revolutions per minute is rotated. There are five water-cooled ones around the quartz tube circular copper coils fed with a high frequency of about 4 MHz. By means of this inductively Acting heating sources, five melting zones are created at the lower end of the rod, whereby however, none of the zones covers the entire cross-section of the rod. The submitted performance of the individual Heating coils are regulated in such a way that the monocrystalline core emerges in the center of the melting zones the starting rod previously used for the deposition remains. Its diameter is in Average at 2.5 to 3 mm. The distance between the zones is about 9 mm. Once the three zones are precisely adjusted in their size and position, the tube with the Si rod with stationary coils with a speed of 2.5 mm / min, lowered downwards. Throughout the process will be High-purity argon is passed through the quartz tube in which the rod to be cleaned is located. To this It is possible to produce a single-crystal silicon rod with a single passage through the melting zone, in which the formerly polycrystalline portion achieves the same degree of purity and the same crystal structure like the one originally used.

Example 2

Wie im Beispiel 1 wird auf einem etwa 4 mm starken und 100 cm langen polykristallinen Siliciumstab polykristallines Silicium bis zu einem Stabdurchmesser von etwa 30 mm abgeschieden. Dieser Stab wird senkrecht hängend an seinem oberen Ende befestigt und von unten nach oben mit einer Gruppe von fünf Schmelzzonen behandelt. An seinem unteren Ende wird vor der Behandlung ein einkristalliner Stab mit einem Durchmesser von etwa 22 mm und einer Lange von etwa 90 mm angeschmolzen. Die unterste Schmelzzone ist eine übliche, tiegellose Zonenschmelzzone, die sich über den gesamten Querschnitt des Stabes ausdehnt und an der Stelle beginnt, an der der Impfkristall an dem polykristallinen Stab angrenzt. Diese Schmelzzone erfaßt noch einige Millimeter des Impfkristalls. Der Stab befindet sich zusammen mit den etwa 3 MHz führenden Hochfrequenzspulen in einem Kessel aus V2A-Stahl, in dem ein Druck von 10~⁵ mm Hg-Säule mittels einer Diffusionspumpe aufrechterhalten wird. Das obere Ende des Stabes wird um seine Längsachse während des gesamten Schmelzvorganges gedreht. Das Bewegen der Schmelzzonen wird dadurch erreicht, daß die Hochfrequenzspulen von unten nach oben mit einer Geschwindigkeit von 3 mm/Min, wandern. Auf diese Weise gelingt es, einen Siliciumstab mit 29 bis 30 mm Durchmesser in einkristalliner Form zu erhalten. As in Example 1, polycrystalline silicon is deposited on a 4 mm thick and 100 cm long polycrystalline silicon rod up to a rod diameter of approximately 30 mm. This rod is attached to its upper end hanging vertically and treated from bottom to top with a group of five melting zones. At its lower end, a monocrystalline rod with a diameter of about 22 mm and a length of about 90 mm is melted on before the treatment. The lowermost melting zone is a conventional, crucible-free zone melting zone which extends over the entire cross section of the rod and begins at the point at which the seed crystal adjoins the polycrystalline rod. This melting zone still covers a few millimeters of the seed crystal. The rod is located together with the high-frequency coils carrying about 3 MHz in a tank made of V2A steel, in which a pressure of 10 ~ ⁵ mm Hg column is maintained by means of a diffusion pump. The upper end of the rod is rotated about its longitudinal axis during the entire melting process. The movement of the melt zones is achieved in that the high frequency coils move from bottom to top at a speed of 3 mm / min. In this way it is possible to obtain a silicon rod with a diameter of 29 to 30 mm in monocrystalline form.

In gleicher Weise gelingt es, tiegelgezogene oder gegossene Germaniumstäbe oder -rohre aus Germanium oder Silicium zu reinigen und in ihrem kristallinen Gefüge zu verändern.In the same way, crucible-drawn or cast germanium rods or tubes made of germanium are successful or to purify silicon and to change its crystalline structure.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. A method for crucible-free cleaning and recrystallization of solid substances, with several melting zones simultaneously wandering through the body to be treated and no or at most one melting zone extending over the entire cross section of the body, characterized in that the formation of the not over the entire cross section extending melting zone or melting zones, a vertically standing or hanging rod is melted at one or more points in such a way that a solid core surrounded by the melt is retained.

2. The method according to claim 1, characterized in that a rod to be melted is used, which has a solid core with a mono- or polycrystalline structure.

3. The method according to claim 1, characterized in that a rod to be melted is used, the solid core of which has a different composition than its cladding.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 032 555;
Austrian patent specification No. 194 444.