DE1419208B2

DE1419208B2 - Vorrichtung zum ziehen von kristallen aus einer schmelze

Info

Publication number: DE1419208B2
Application number: DE19591419208
Authority: DE
Inventors: Boudewijn Eindhoven Okkerse (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1958-09-03
Filing date: 1959-08-29
Publication date: 1971-04-15
Also published as: DE1419208A1; GB903411A; NL231082A; NL108511C; GB903412A; NL98137C; NL255832A; FR1235787A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ziehen von Kristallen aus einer Schmelze, die sich in einem von einer Hochfrequenzspule umgebenen Tiegel aus Graphit befindet. Die zu ziehenden Kristalle können insbesondere aus halbleitendem Material, wie Germanium, bestehen, das zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dient.

An solche Kristalle wird die Forderung gestellt, daß das Kristallgitter nur wenige Störungen, insbesondere Versetzungen aufweist und daß der spezifische Widerstand des Kristalles möglichst gleichförmig ist.

Das Prinzip des Verfahrens des Ziehens von Kristallen aus einer Schmelze stammt von Czochralski (»Zeitschrift für physikalische Chemie«, 92 [1918], S. 219).

Um Kristalle mit den obengenannten Eigenschaften, Homogenität, insbesondere Versetzungsfreiheit, zu erreichen, ist es wichtig, daß die Wärmeverhältnisse im Tiegel konstant bleiben. Bei den bisher verwendeten Vorrichtungen zum Ziehen von Kristallen aus einer Schmelze, bei denen zum Teil der Tiegel durch einen im Tiegelboden mündenden engen Kanal aus einem unter dem Tiegel liegenden Vorratsbehälter nachgefüllt wird, besteht die Gefahr, daß die Wärmeverteilung im Tiegel ungleichmäßig ist, was dazu führt, daß Kristalle aufgezogen werden, die eine große Anzahl von Versetzungen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter dem Tiegelboden mindestens ein von Graphitwänden eingeschlossener Raum ausgespart ist, dessen Hauptbegrenzungsflächen quer zur Achse der Hochfrequenzspule verlaufen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein solcher Raum durch mindestens eine unter dem Tiegel angeordnete Graphitscheibe gebildet, die einen Flansch aufweist, der dicker als die Scheibe ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den unter dem Tiegelboden ausgebildeten Raum die Wärmezufuhr zum unteren Teil des Tiegels gesteigert und dadurch eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung im Tiegel erreicht wird. Diese gleichmäßige Temperaturverteilung im Tiegel ermöglicht es ihrerseits, sehr homogene, insbesonders versetzungsfreie Kristalle aufzuziehen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei der unter dem Tiegelboden drei Räume ausgespart sind, und

Fig. 2 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1, bei der jedoch unter dem Tiegelboden nur zwei Räume ausgespart sind und der Tiegel über einen engen Kanal aus einem unter dem Tiegel gelegenen Vorratsbehälter nachgefüllt wird.

Die F i g. 1 zeigt einen Tiegel 1, unter dem zwei Scheiben 14 mit je einem Flansch 15 angeordnet sind. Die untere Scheibe ruht auf einer von einem Stab 19 gehaltenen Grundplatte 18. Da die Wärmeleitung zwischen den Scheiben 14 und dem Tiegel 1 sowie der Platte 18 schlecht ist, erreichen die Scheiben im Feld der die gesamte Tiegelanordnung umgebenden Hochfrequenzspule 7 eine Temperatur, die die Temperatur des Tiegels um einige 100° C übersteigen kann. Die Wärmezufuhr zum Boden des Tiegels wird dadurch stark gefördert.

F i g. 2 zeigt eine weitere Tiegelanordnung, bei der der Boden des Tiegels 1 über einen engen Kanal 6 mit einem von einem Kolben 4 abgeschlossenen Vorratsbehälter 3 verbunden ist, aus dem der Tiegel nachgefüllt werden kann. Unterhalb des Tiegelbodens ist entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 eine Scheibe 14 mit einem Flansch 15 angeordnet, die zwei eingeschlossene Räume 11,12 ausspart, so daß die Wärmeleitung zwischen ihr und dem Tiegel 1 und dem den Vorratsbehälter 3 umschließenden Körper 16 schlecht ist. Dadurch kann im Feld der Hochfrequenzspule 7 auch diese Scheibe eine Temperatur erreichen, die diejenige des Tiegels um einige 100° C übersteigen kann, und die Wärmezufuhr zum Boden des Tiegels wird entsprechend gefördert.

Die im Hochfrequenzfeld angeordneten Teile der beschriebenen Vorrichtungen, d. h. die Tiegel 1, die Scheiben 14 und die tragenden Körper 16 bzw. 18 bestehen aus Graphit, d. h. einem Material, das im Hochfrequenzfeld erhitzt werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ziehen von Kristallen aus einer Schmelze, die sich in einem von einer Hochfrequenzspule umgebenen Tiegel aus Graphit befindet, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Tiegelboden mindestens ein von Graphitwänden eingeschlossener Raum (11, 12) ausgespart ist, dessen Hauptbegrenzungsflächen quer zur Achse der Hochfrequenzspule verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein solcher Raum durch mindestens eine unter dem Tiegel angeordnete Graphitscheibe (14) gebildet ist, die einen Flansch (15) aufweist, der dicker als die Scheibe ist.