DE1163554B

DE1163554B - Vorrichtung zum Herstellen von Presslingen aus Halbleitermaterial

Info

Publication number: DE1163554B
Application number: DEI16131A
Authority: DE
Inventors: Dr Viktor Winkler
Original assignee: IAINTERMETALLIA GES fur METAL
Current assignee: IAINTERMETALLIA GES fur METAL
Priority date: 1959-03-10
Filing date: 1959-03-10
Publication date: 1964-02-20

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

EUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 22 c

Deutsche Kl.: 40 b-1/04

Nummer: 1163 554

Aktenzeichen: 116131VI a/40 b

Anmeldetag: 10. März 1959

Auslegetag: 20. Februar 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Preßlingen aus Halbleitermaterial, wie sie für das tiegelfreie Zonenziehen benötigt werden. Das zu verarbeitende Halbleitermaterial liegt häufig als Aufschlämmung in einer Flüssigkeit vor. Nach dem bisher bekannten Verfahren wurde die Aufschlämmung filtriert, der Rückstand getrocknet, zerpulvert, anschließend gepreßt und gesintert. Dieses Verfahren ist verhältnismäßig langwierig, da mehrere aufeinanderfolgende Verfahrensschritte notwendig sind. Ferner werden zum Pressen kostspielige Geräte benötigt.

Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von Sinterkörpern aus Metall bekannt, bei dem kostspielige Pressen vermieden werden. Bei dem bekannten Verfahren wird das Metallpulver aufgeschlämmt und in eine poröse Form, z. B. aus gebranntem Gips, gegeben. Die Flüssigkeit wird von der Aufschlämmung durch die Kapillarkraft des Formkörpers entfernt und damit das Metallpulver von der Flüssigkeit getrennt. Ein derartiges Verfahren ist außerordentlich langwierig und eignet sich daher weniger für die industrielle Massenproduktion von Sinterkörpern. Es ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von porösen, durchlässigen Formkörpern, z. B. Glasfritten, bekannt, bei dem kugelförmige Teilchen in einer Form zusammengeschichtet und mit dieser gemeinsam einer erhöhten Temperatur unterworfen werden. Bei diesem bekannten Verfahren ist angegeben, daß die Teilchen in einer Flüssigkeit suspendiert werden sollen, um eine gleichmäßige Packung der einzelnen Teilchen zu erreichen. Es wird in diesem Zusammenhang empfohlen, die Teilchen in der Form absitzen zu lassen und dann die Flüssigkeit abzulassen, abzusaugen oder durch Stehenlassen an der Luft gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur zu verdampfen. Da bei diesem bekannten Verfahren der Sintervorgang in den Formen durchgeführt wird, müssen diese aus entsprechend temperaturbeständigem Material bestehen. Nähere Angaben über die vorteilhafteste Methode zum Entfernen der Flüssigkeit sind im Zusammenhang mit dem bekannten Verfahren nicht genannt.

Die nach der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht es, die Nachteile des bisher üblichen Verfahrens zum Herstellen von Preßlingen aus Halbleitermaterial, das als Aufschlämmung in einer Flüssigkeit vorliegt und von dieser unter Verwendung eines an eine Pumpe angeschlossenen Filtrierkolbens durch Vakuumfiltration getrennt wird, zu vermeiden. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung durch eine an sich bekannte, auf den Filtrierkolben aufgesetzte, mit Vorrichtung zum Herstellen von Preßlingen aus
Halbleitermaterial

Anmelder:

»Intermetall« Gesellschaft für
Metallurgie und Elektronik m. b. H.,
Freiburg (Breisgau), Hans-Bunte-Str. 19

Als Erfinder benannt:

Dr. Viktor Winkler, Düsseldorf

einer flüssigkeitsdurchlässigen Trennwand versehene Filtriervorrichtung gekennzeichnet, auf welche eine die Aufschlämmung des Halbleitermaterials aufnehmende Form lösbar aufgesetzt ist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen vor allem darin, daß mit einer verhältnismäßig einfachen Vorrichtung unter Ausnutzung der verhältnismäßig dichten Lagerung von in einer Flüssigkeit aufgeschlämmten Teilchen Preßlinge in kurzer Zeit hergestellt werden

^a5 können. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung wird z. B. das Zerpulvern des getrockneten Halbleitermaterials und das Pressen dieses Pulvers mit einer eigens dazu benötigten Presse eigespart.

Die weiteren Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Beispielen von Vorrichtungen mit den Merkmalen der Erfindung näher erläutert.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Glasröhrchen 1, welches an beiden Enden offen und durch ein Verbindungsstück 4, beispielsweise aus Gummi, mit einem zweiten Glasröhrchen 2 lösbar verbunden ist. Das Glasröhrchen 2 ragt durch einen Stopfen 6 in einen normalen Filtrierkolben 7 hinein und ist an dem oberen Ende mit einer Fritte 5 versehen.

Zur Herstellung der Preßlinge wird eine Aufschlämmung von Halbleitermaterial, beispielsweise Germaniumpulver, unter ständigem Rühren in das Glasröhrchen 1 eingefüllt. Der Filtrierkolben 7 ist mit seinem Ausgangsstutzen 7 α an eine Pumpe, beispielsweise eine gewöhnliche Wasserstrahlpumpe, angeschlossen, so daß das Halbleitermaterial an der Fritte von der Flüssigkeit getrennt wird. Durch die dichte Lagerung der Teilchen in der Flüssigkeit erhält man im Glasröhrchen 1 das Halbleitermaterial in Form eines Preßlings. Nachdem der Preßling im

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Glasröhrchen 1 die gewünschte Größe erhalten hat, wird dieses von dem Glasröhrchen 2 und dem Filtrierkolben 7 gelöst und zusammen mit dem darin befindlichen Preßling getrocknet. Nach Beendigung des Trockenvorganges wird der Preßling aus dem Glasröhrchen herausgedrückt und nach dem üblichen Verfahren gesintert und weiterverarbeitet.

Wenn mit dieser Vorrichtung Preßlinge großer Länge hergestellt werden sollen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in das Glasröhrchen 1 eine Filterpapierhülse 3 einzusetzen und deren oberes Ende an der Stelle 8 durch Eintauchen in Paraffin mit dem Glasröhrchen luftdicht zu verbinden. Im übrigen verläuft das Verfahren genau so wie bei der weiter oben beschriebenen Herstellung von kurzen Preßlingen. Die Filterpapierhülse wird nach der Trocknung vom Preßling entfernt.

Für die Herstellung von kurzen Preßlingen hat sich die Vorrichtung nach Fig. 2 als besonders vorteilhaft erwiesen, da mit dieser gleichzeitig mehrere Preßlinge hergestellt werden können. Zu diesem Zweck wird ein Block 11 aus Metall, Graphit oder einem sonstigen geeigneten Material in eine gewöhnliche Nutsche 9, beispielsweise aus Porzellan, eingepaßt, deren siebartiger Boden zuvor mit Filtrierpapier 10 belegt worden ist. Der Block 11 enthält senkrecht durchgehende Bohrungen oder sonstige Hohlräume 12, je nach der gewünschten Form der Preßlinge. Die Nutsche mit dem Block wird mittels eines Stopfens 6 auf einem Filtriergefäß 7 befestigt.

Die Herstellung der Preßlinge wird in ähnlicher Weise durchgeführt wie mit der Vorrichtung nach Fig. 1. Der Filtrierkolben7 wird evakuiert und die Aufschlämmung aus Halbleitermaterial in die Hohlräume 12 des Blocks 11 eingeführt. Das von der Flüssigkeit getrennte Halbleitermaterial setzt sich wieder als eng gepackte Preßlinge in den Hohlräumen des Blockes ab. Nachdem die Hohlräume ausgefüllt sind, wird der Block aus der Nutsche entfernt und mit den Preßlingen getrocknet, die nach ihrer Erhärtung aus den Hohlräumen herausgedrückt und weiterverarbeitet werden können.

Es ist z. B. möglich, mit dieser Vorrichtung Germaniumpreßlinge herzustellen, die einen Durchmesser von 8 mm und eine Länge von 40 mm aufweisen. Sie werden aus sogenanntem Germaniumschlamm hergestellt und können beispielsweise zum tiegelfreien Zonenziehen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von stabförmigen Preßlingen aus Halbleitermaterial, das als Aufschlämmung in einer Flüssigkeit vorliegt und von dieser unter Verwendung eines an eine Pumpe angeschlossenen Filtrierkolbens durch Vakuumfiltration getrennt wird, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, auf den Filtrierkolben gesetzte, mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Trennwand versehene Filtriervorrichtung, auf welche eine die Aufschlämmung des Halbleitermaterials aufnehmende Form lösbar aufgesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein an beiden Enden offenes Glasröhrchen (1) zur Aufnahme der Aufschlämmung, dessen eines Ende lösbar mit einem zweiten Glasröhrchen (2) verbunden ist, welches durch einen Stopfen (6) in den Filtrierkolben (7) ragt, am unteren Ende offen und am oberen Ende mit einer Fritte (5) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von langen Preßlingen in das Glasröhrchen (1) eine Filterpapierhülse (3) eingeschoben und durch Eintauchen in Paraffin am oberen Ende mit dem Glasröhrchen (1) luftdicht verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit mehreren senkrechten Bohrungen oder sonstigen Hohlräumen (12) zur Aufnahme der Aufschlämmung versehenen Block (11) aus Metall, Graphit oder einem sonstigen geeigneten Material, der in eine zum Filtrieren vorbereitete Nutsche (9) eingebracht und mit der Nutsche mittels eines Stopfens (6) auf dem Filtrierkolben (7) befestigt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 870 821;
britische Patentschrift Nr. 694 203;
Materials and Methods, Mai 1956, S. 132 bis 134.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen