DE19721784A1 - Kristallklammer - Google Patents
KristallklammerInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kristallhaltevorrich
tung zur Verwendung während des Züchtungsprozesses
nach dem Czochralski-Ziehverfahren.
Vorrichtungen für die Züchtung von Einkristallen
mittels des Czochralski-Verfahrens sind bekannt.
Bei derartigen Vorrichtungen wird der zu züchtende
Kristall ausgehend von einem in einer Schmelze
eintauchenden Impfling entweder durch Absenken des
Schmelzbades oder durch eine aufwärts gerichtete
Verschiebung des Impflings aus der Schmelze ge
züchtet. Die derartig z. B. aus einer Silizium
schmelze gezogenen Einkristalle bilden das Aus
gangsmaterial für die Herstellung von sogenannten
Wafern.
Mit den bekannten Vorrichtungen konnten durch
ständige Verbesserungen des Züchtungsverfahrens
und der hierzu eingesetzten Vorrichtungen die Kri
stallgewichte in den letzten Jahren bis auf 300 kg
Kristallgewicht heraufgesetzt werden. Die Herstel
lung von Einkristallen nach dem Czochral
ski-Verfahren mit größeren Durchmessern hat sich
als außerordentlich schwierig herausgestellt. Ein
wesentlicher Grund hierfür ist, daß bei Abschluß
des Ziehprozesses das gesamte Kristallgewicht von
dem verfahrensbedingt einen nur 4-5 mm Durchmesser
aufweisenden Impfling gehalten wird. Ein Abreißen
des Kristalls von dem Impfling und eine dadurch
bedingte Zerstörung der Kristallziehvorrichtung
ist aber zu vermeiden. Da dieser nur mit einer ma
ximalen Zugspannung belastet werden kann, sind bei
den bekannten Kristallziehvorrichtungen somit nur
Kristalle von begrenzten Abmessungen mit einem li
mitierten Maximalgewicht herstellbar.
Als zusätzliches Problem kommt während des Zieh
prozesses hinzu, daß durch die Drehung des Kri
stalls während des Ziehprozesses in dem Impfling
eine Kerbspannung aufgebaut wird, die die maximale
Gewichtsbelastung durch den Einkristall weiter
verringert. Zur Gewährleistung eines sicheren
Züchtungsprozesses, bei welchem ein Abreißen des
Kristalls vom Impfling vermieden wird, werden die
Prozeßparameter während des Ziehprozesses zwangs
läufig derartig gewählt, daß die an dem Impfling
angreifende Zugspannung somit deutlich unterhalb
der maximalen zulässigen Zugspannung bleibt.
Die bekannten Kristallzuchtvorrichtungen weisen
somit den entscheidenden Nachteil auf, daß nur
Kristalle mit einem limitierten Gesamtgewicht und
damit begrenztem Kristallvolumen herstellbar sind.
Dieser Nachteil schränkt die Wirtschaftlichkeit
der Herstellung mit den bekannten Kristallziehvor
richtungen nachteilig ein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit wel
cher Kristalle nach dem Czochralski-Verfahren her
stellbar sind, welche ein größeres Kristallvolumen
bzw. Kristallgewicht als das durch die auf den
Impfling ausgeübte Zugspannung maximal zulässige
Gewicht aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß der Kristallkörper nach Erreichen einer be
stimmten Kristallänge mittels auf dessen Umfangs
fläche andrückenden Greifvorrichtungen abgestützt
wird und die weiter zunehmende Gewichtslast des
Kristalls während des Ziehvorgangs vollständig
oder zum Teil übernehmen. Hierdurch wird vorteil
haft gewährleistet, daß die maximal an dem
Impfling angreifende Zugspannung auf das zulässige
Maß reduziert wird und verhindert wird, daß der
weiterwachsende Kristall bei Überschreiten des bei
den bekannten Verfahren zulässigen Gesamtgewichtes
von dem Impfling abreißt. Vorteilhaft sind durch
diese erfindungsgemäßen Maßnahmen Kristalle mit
Durchmessern von < 300 mm bzw. 400 mm bei Längen
von mehr als 2 m herstellbar bzw. mit Kristallge
wichten < 300 kg. Durch die Erfindung wird damit
die Wirtschaftlichkeit bei der Produktion von Ein
kristallen deutlich erhöht.
Zum Erfassen des Kristalls während des Ziehprozes
ses ist eine Haltevorrichtung vorgesehen, die nach
Erreichen einer ausreichenden Kristallänge eine
auf diesen mit einer ausschließlich radial auf den
Kristallkörper gerichteten Andruckkraft einwirkt.
Der Kristall wird nach Ausbilden einer an dem Kri
stallhals angezüchteten Schulter mit im wesentli
chen konstantem Durchmesser über seine gesamte
Länge gezüchtet. Durch die vorzugsweise paarweise
und diametral an dem Kristallumfang anliegenden
Haltevorrichtungen wird vorteilhaft verhindert,
daß eine radial gerichtete Kraftkomponente den
Kristall aus seiner axialen Ziehrichtung ver
schiebt und das Kristallwachstum durch eine Verän
derung der im Erstarrungsbereich zwischen Schmelze
und Kristall herrschenden Prozeßparameter gestört
wird. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Haltevor
richtungen sich konzentrisch und gleichgerichtet
zur Rotationsbewegung des Einkristalls drehen, wo
bei die erfindungsgemäßen Haltevorrichtungen und
der Einkristall dieselbe Winkelgeschwindigkeit
aufweisen. Hierdurch wird vorteilhaft gewährlei
stet, daß an dem Kristall, während die Haltevor
richtungen an diesem angelegt werden, keine tan
gential gerichtete Kraft bzw. ein Drehmoment auf
diesen ausgeübt wird, welches die Ortslage des
Kristalls in Bezug zum Schmelzbad und damit das
einkristalline Wachstum nachteilig beeinflussen
könnte.
Weitere vorteilhafte erfindungsgemäße Merkmale
sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsformen
zu, die im weiteren anhand besonders vorteilhafter
und in den Figuren dargestellter Ausführungsbei
spiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Kristallziehvorrichtung in schema
tischer Darstellung nach einem ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Detailschnitt entlang der in
Fig. 1 eingezeichneten Linie B-B′,
Fig. 3a eine Kristallziehvorrichtung mit einer
erfindungsgemäßen Kristallhaltevorrich
tung nach einem zweiten Ausführungsbei
spiel,
Fig. 3b eine Schnittansicht entlang der in
Fig. 3a eingezeichneten Schnittlinie
A-A′,
Fig. 4 eine Kristallziehvorrichtung mit Kri
stallhalteeinrichtung nach einem drit
ten Ausführungsbeispiel mit zwei Kri
stallziehpositionen,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer
Kristallhaltevorrichtung nach einem
vierten Ausführungsbeispiel mit zwei
eingezeichneten Kristallpositionen,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer
Kristallhaltevorrichtung nach einem
fünften Ausführungsbeispiel mit zwei
dargestellten Kristallhaltepositionen.
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Kri
stallziehvorrichtung nach einem sechsten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 8 eine Seitenansicht der in Fig. 7 darge
stellten Kristallziehvorrichtung,
Fig. 9 eine Kristallziehvorrichtung mit Kri
stallhalter nach einem siebten Ausfüh
rungsbeispiel,
Fig. 10 eine Kristallziehvorrichtung mit einer
Kristallklammer nach einem achten Aus
führungsbeispiel,
Fig. 11 eine Kristallziehvorrichtung mit einer
Kristallklammer in schematischer Dar
stellung nach einem neunten Ausführungs
beispiel,
Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Kri
stallziehvorrichtung mit integrierter
Kristallklammer nach einem zehnten Aus
führungsbeispiel und
Fig. 13 eine Kristallziehvorrichtung mit einer
erfindungsgemäßen Kristallklammer nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel in
schematisch dargestellter Seitenansicht.
Bei den in den Fig. 1-6 dargestellten Kri
stallziehvorrichtungen sind jeweils unterschied
lich ausgeführte Greifervorrichtungen vorgesehen,
mit welchen der Kristall 27, 36, 50 an einer Welle
6, 25, 40, 45, 54 hängend gehaltert ist. Die in der
Fig. 1 dargestellte Kristallhaltevorrichtung be
steht im wesentlichen aus zwei Hubwerken 15 bzw.
16, welche unabhängig voneinander mittels zweier
Hubmotoren 3 bzw. 12 betreibbar sind. Der aus ei
ner in der Fig. 1 nicht dargestellten Schmelze
gezogene Kristall wird an dem Kristallimpfling 7
aus der Schmelze unter Drehung der Welle 6 mit dem
Drehmotor 2 aufwärts wachsend gezüchtet. Nach Er
reichen einer definierten Mindestlänge wird der
(in Fig. 1 nicht dargestellte) Kristall mittels
einer Haltevorrichtung kraftschlüssig gehalten,
wobei die Haltevorrichtung über die koaxial zur
Ziehwelle 6 angeordnete Welle 10 mittels eines
Drehmotores 8 rotiert. Um einen möglichst ruck
freien Übergang der Kristallast von der Ziehwelle
6 auf die an der Welle 10 angeordnete Haltevor
richtung zu gewährleisten, sind Mittel vorgesehen,
mittels welchen die relative axiale Geschwindig
keit der beiden Hubwerke 15 und 16 entweder über
eine Steuerung oder einen Regelkreis minimal, vor
zugsweise ohne Relativbewegung, einstellbar ist.
Nach Übergang der Kristallast von dem Hubwerk 15
auf das die Haltevorrichtung axial antreibende
Hubwerk 16, wird der Kristall ausschließlich über
die kraftschlüssig an dem Kristall angreifende
Haltevorrichtung gehalten. Die Hubwerke 15 und 16
werden mittels eines Gestells 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f
raumfest positioniert.
Bei dem in Fig. 3a dargestellten Ausführungsbei
spiel wird das erste Hubwerk 19 mittels des Hubmo
tors 20 angetrieben, mittels welchem die Ziehwelle
33 mit dem anhängenden Kristall 27 in axiale Rich
tung verschiebbar ist. Die Ziehwelle 33 wird mit
tels des angekoppelten Drehmotors 28 in Rotation
versetzt. Ein weiterer Drehmotor 22 ist vorgese
hen, um die in dem Ziehraum 21 angeordnete Halte
vorrichtung mit dem Greifarm 23a, 23b und den
Klemmbacken 26a, 26b, 26c in eine zur Drehung der
Ziehwelle 33 gleichgerichtete Drehung zu verset
zen. Das erste Hubwerk ist auf einem Gestell
30a, 30b, 39c als Plattform abgestützt und trägt die
Kristallast zu Beginn des Ziehprozesses. Nach Er
reichen einer Mindestlänge übernimmt die Hubvor
richtung 34 die Kristallast bis zur vollständigen
Ausbildung des Kristalls 27.
In Fig. 4 ist die in einem Ziehraum angeordnete
Kristallhaltevorrichtung in Bezug zu einem gezüch
teten Kristall 36 in zwei Positionen C bzw. D dar
gestellt. Die Haltevorrichtung besteht im wesentlichen
aus konzentrisch und raumfest zur Kristall
umfangsfläche angeordneten Rampen 37a, 37b, . . . , auf
welche jeweils Haltebacken 39a, 39b, . . . gleitend
gelagert sind. Die Haltebacken 39a, 39b, . . . werden
jeweils mittels eines durch die Aufwärtsbewegung
des an der Ziehwelle angeordneten Mitneh
mers 47a, 47b angetriebenen Federstabs 35a, 35b, . . . gegen
die Rampenflächen der Rampen 37a, 37b, . . . einer
seits und den in der Position C dargestellten Kri
stall 36 andererseits gedrückt. Durch die kraft
schlüssige Klemmung der Haltebacken
39a, 39b, 39c, . . . wird der Kristall 36 in Bezug zur
Haltevorrichtung fest gehaltert, wobei die axial
aufwärts bewegte Haltevorrichtung die Funktion der
Ziehwelle, nämlich eine gleichförmige Aufwärtsbe
wegung des Kristalls 36 zu garantieren, übernimmt.
Die in Fig. 5 wiedergegebene Kristallhaltevor
richtung wird in zwei Relativpositionen zum teil
weise dargestellten Kristall 36 gezeigt. In der Po
sition D befindet sich der Kristall 36 in einer
anfänglichen Ziehposition und hängt an dem Impf
kristall 41, welcher sich, angeordnet an der Zieh
welle 45, mit dieser gleichförmig dreht. Nach Er
reichen einer minimalen Kristallänge (siehe Posi
tion C) wird der Kristall 36 mittels mehrerer, in
Umfangrichtung zum Kristallumfang angeordneter
Haltebacken 42a, 42b, 42c, . . . seitlich ergriffen.
Die Haltebacken 42a, 42vb, 42c, . . . weisen einen kon
stanten, mit konstantem Radius versehenen Kurven
verlauf bzw. einen kontinuierlich zu- bzw. abneh
menden Kurvenverlauf mit ab- bzw. zunehmendem
Krümmungsradius auf. Die derartig gekrümmten Hal
teflächen der Haltebacken 42a, 42b, 42c, . . . sind
drehbar an Bügeln 43a, 43b, welche an mit einer
Welle 46 verbundenen Tragarmen 44a, 44b einerseits
angehängt und andererseits an beweglichen Feder
stäben 35a, 35b, welche mit der Welle 46 andernends
verbunden sind, gehaltert. Die Feder
beine 35a, 35b, 35c, . . . werden durch einen mit der Welle
46 fest verbundenen Keil 48a, 48b, welcher bei
axialem Auftrieb mit den Federbeinen
35a, 35b, 35c, . . . in Kontakt kommt, in die Haltepo
sition C gebracht. Hierdurch werden die Haltebac
ken 42a, 42b, 42c, . . . mit ihren Andruckflächen ge
gen die Kristallumfangsfläche kraftschlüssig
drückt, wodurch das gesamte Kristallgewicht über
die Bügel 43a, 43b, 43c, . . . von den Tragarmen
44a, 44b, 44c, . . . gehalten wird.
Die in Fig. 6 dargestellte Kristallhaltevorrich
tung besteht aus konzentrisch zur Ziehwelle ange
ordneten Bügelarmen 52a, 52b, an welche durch
Drehlager 56a, 56b jeweils ein Scherenarm 55a, 55b
verbunden ist. Die Scherenarme 55a, 55b sind end
seitig über ein Zwischenglied 59a, 59b an einer
Aufhängung 58a bzw. 58b gehaltert. Die Aufhängung
58a, 58b wird während der Aufwärtsbewegung des an
dem Kristallimpfling 53 hängenden Kristalls 50 von
jeweils einem Mitnehmer 57a, 57b parallel zur Zieh
welle aufwärts verschoben. Hierdurch wird eine
Streckbewegung auf das Zwischengliedelement
59a, 59b ausgeübt, wodurch die benachbart zur Kri
stallumfangsfläche angeordneten, an dem Scherenarm
55a, 55b befestigten Klemmbacken 51a, 51b gegen die
Kristallmantelfläche vorzugsweise konzentrisch ge
drückt werden. Der Kristall 50 wird nach Erreichen
einer definierten Verschiebung der Mitnehmer
57a, 57b kraftschlüssig von den Klemmbacken
51a, 51b, . . . gehaltert, wodurch der Kristall
impfling 53 teilweise oder vollständig von der
während des Wachstumsprozesses zunehmenden Kri
stallast befreit wird.
Bei den in den Fig. 7-13 dargestellten Kri
stallziehvorrichtungen sind jeweils unterschied
lich ausgebildete Greifervorrichtungen vorgesehen,
mit welchen der Kristall 103, welcher an dem Zieh
seil 110 über den Kristallimpfling 115 gehängt
ist, nach Erreichen einer Mindestkristallänge zu
verlässig gehalten werden kann. Zur Halterung des
Kristalls 103 ist eine je nach Ausführungsbeispiel
unterschiedliche Greifervorrichtung vorgesehen.
Diese Greifervorrichtung dient als zusätzliche
Haltesicherung des Kristalls 103 und hängt bei dem
in Fig. 7 bzw. 8 dargestellten Ausführungsbei
spiel mit einer zweiten Trommel 102b in der
Schleuse 118, wobei zwei Windwerke nebeneinander
angeordnet sind. Diese sind identisch aufgebaut
mit dem Unterschied, daß das erstere zwei Trommeln
auf einer Achse aufweist. Je nach Greiferausfüh
rung wird die Kristallast nach dem Auslösen der
Auslösefedern 109a, 109b; 124a, 124b; 132a, 132b;
152a, 152b; 164a, 164b von den Seilen 111a, 111b ge
tragen. Je nach Aufbau der Steuerung kann die Last
auch an (in den Figuren nicht dargestellten) drei
Seilen angehängt sein, wobei die Seildehnungen be
rücksichtigt werden.
Gemäß dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten er
sten Ausführungsbeispiel fährt der Kristall 103
gegen die Auslösefedern 109a, 109b, welche durch
das Eigengewicht des Greifers durchgebogen wird
und die aufdrückende Kraft die Stabilisierung des
Greifers in seinem leeren Zustand aufgehoben wird.
Der Greifer wird über die beiden an den Haltebac
ken 117a, 117b befestigten Seile 116a, 116b gehal
ten. Dabei dreht sich das Backenpaar 117, 117b und
legt sich am Kristall 103 an. Die Drehung des Kri
stalls ist damit unterbrochen. Über das Hebelver
hältnis a/b und den Reibschluß zwischen Kristall
103 und Haltebacken 117a, 117b wird der Kristall
103 gehaltert. Je nach Wahl des Hebelverhältnisses
a/b können sehr große Haltekräfte erzeugt werden.
Um die Punktlast am Kristall zu minimieren, können
am Kristallumfang auch mehrere Backen übereinander
angeordnet werden. Da die Hubwerke alle auf einem
einzigen Drehteller 114 angeordnet sind und die
Hubwerke unabhängig voneinander betätigt werden
können, kann ein definiertes Ankoppeln der Greifer
mit den Haltebacken 117a, 117b ohne Stoßwechselwir
kung mit dem Kristall 103 erzielt werden.
Gemäß dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbei
spiel ist vorgesehen, die Andruckkraft der Halte
backen 128a, 128b für das Hebelverhältnis c/d ein
zustellen. Die Haltebacken 128a, 128b können entwe
der paarig oder auch mehrpaarig vorhanden sein und
erzeugen nach Anliegen an der Kristallmantelfläche
eine den Kristall 103 stabilisierende Flächenpres
sung.
Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbei
spiel ist der Betätigungsmechanismus des Greifers
analog dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten
ausgebildet. Im Unterschied zu dem sechsten Aus
führungsbeispiel werden hier jedoch die
Backen 136a, 136b über eine schräg zur Kristallmantelflä
che angeordnete Rampe 134a, 134b an die Kristall
mantelfläche herangeführt, wodurch ein sanftes An
legen der Haltebacken 136a, 136b an den Kristall
103 gewährleistet ist.
Bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbei
spiel sind die Greifer 145a, 145b analog dem in
Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispielen ausge
führt. Im Unterschied zu den vorgenannten Kri
stallhaltevorrichtungen ist hier jedoch der Grei
fer 145a, 145b an zwei zusätzlichen Bändern
(Tragbändern) 144a, 144b befestigt, welche an dem
Drehteller 142 anhängen. Dabei ist vorgesehen, die
Bänder 144a, 144b entweder fest anzuordnen oder zu
sätzlich mit einem Hubantrieb zu versehen. Mittels
dieser Maßnahme besteht die Option, daß der Grei
fer unabhängig von der jeweiligen axialen Kri
stallposition betätigbar ist.
Bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbei
spiel erfolgt die Auslösung des Greifers über ei
nen am Seil befestigten Auslöseteller 154 und
nicht unmittelbar mit dem Kristall 103. Hierdurch
wird eine mechanische Beanspruchung des Kristall
körpers durch Kontakt mit der Auslösefeder
164a, 164b vermieden.
Das in der Fig. 13 dargestellte Ausführungsbei
spiel sieht vor, daß der Greifer mit seinem Eigen
gewicht in einer Drahtbügelfeder 163 einhängt.
Nach Kontaktierung der Auslösefedern 164a, 164b mit
dem Kristall 103 wird die Drahtbügelfeder 163 her
aufgezogen, wodurch sich die Seilschlingen
162a, 162b öffnen. Dabei fallen die Drahtschlingen
um den Kristall 103 und halten diesen kraftschlüs
sig fest.
Bezugszeichenliste
1 Kristallziehvorrichtung
2 Drehmotor
3 Hubmotor
4 Kühlmittelzufluß
5a, b, c, d, e, f, g Gestell
7 Impfling
6 Welle
8 Drehmotor
9 Kühlmittelzufluß
10 Welle
11 Schleuse
12 Hubmotor
13 Rohr
14 Stift
15 Hubwerk
16 Hubwerk
19 Hubwerk
20 Hubmotor
21 Ziehraum
22 Drehmotor
23a, b Greifarm
24 Schleuse
24a, b, c Greifvorrichtung
25 Ziehwelle
26a, b, c Klemmbacken
27 Kristall
28 Drehmotor
29 magnetische Dichtung
30a, b, c, d Gestell
31 Versorgungszuleitung
32 Welle
33 Ziehwelle
34 Hubvorrichtung
35, 35a, b, c, Federstab, Federbein
36 Kristall
37a, b Rampe
38 Impfling
39a, b Haltebacken
40 Ziehwelle
41 Impfkristall
42a, b Haltebacken
43a, b Bügel
44a, b Tragarm
45 Ziehwelle
46 Welle
47a, b Mitnehmer
48a, b Keil
50 Kristall
51a, b Klemmbacken
52a, b Bügelarm
53 Impfling
54 Ziehwelle
55a, b Scherenarm
56a, b Drehlager
57a, b Mitnehmer
58a, b Aufhängung
102a, b Trommel
103 Kristall
104a, b Seilumlenkrad
105 Drehlager
106 Drehantrieb
107 Zahnradantrieb
108 Kristallschulter
109a, b Auslösefeder
110 Ziehseil
111a, b Seil
112a, b Hubmotor
113 Kristall
114 Drehplattform
115 Kristallimpfling
116a, b Seil
117a, b Haltebacken
118 Schleuse
122a, b Seil
123 Kristall
124a, b Auslösefeder
125a, b Greiferarm
126 Tragring
128a, b Haltebacken
132a, b Auslösefeder
133 Tragring
134a, b Rampe
135a, b Seil
136a, b Haltebacken
142a, b Drehplattform, Drehteller
143a, b Umlenklager
144a, b Band, Tragband
145a, b Greiferarm
146a, b Haltebacken
152a, b Auslösefeder
153a, b Umlenklager
154 Auslöseteller
155a, b Greiferarm
156a, b Haltebacken
157a, b Seil
161a, b Drehgelenk
162a, b Seilschlinge
163a, b Drahtbügelfeder
164a, b Auslösefeder
a, b, c, d Hebelarm
a/b Hebelverhältnis
c/d Hebelverhältnis
C Kristall gehalten durch Klemm backen
D Kristall gehalten durch Impf ling
2 Drehmotor
3 Hubmotor
4 Kühlmittelzufluß
5a, b, c, d, e, f, g Gestell
7 Impfling
6 Welle
8 Drehmotor
9 Kühlmittelzufluß
10 Welle
11 Schleuse
12 Hubmotor
13 Rohr
14 Stift
15 Hubwerk
16 Hubwerk
19 Hubwerk
20 Hubmotor
21 Ziehraum
22 Drehmotor
23a, b Greifarm
24 Schleuse
24a, b, c Greifvorrichtung
25 Ziehwelle
26a, b, c Klemmbacken
27 Kristall
28 Drehmotor
29 magnetische Dichtung
30a, b, c, d Gestell
31 Versorgungszuleitung
32 Welle
33 Ziehwelle
34 Hubvorrichtung
35, 35a, b, c, Federstab, Federbein
36 Kristall
37a, b Rampe
38 Impfling
39a, b Haltebacken
40 Ziehwelle
41 Impfkristall
42a, b Haltebacken
43a, b Bügel
44a, b Tragarm
45 Ziehwelle
46 Welle
47a, b Mitnehmer
48a, b Keil
50 Kristall
51a, b Klemmbacken
52a, b Bügelarm
53 Impfling
54 Ziehwelle
55a, b Scherenarm
56a, b Drehlager
57a, b Mitnehmer
58a, b Aufhängung
102a, b Trommel
103 Kristall
104a, b Seilumlenkrad
105 Drehlager
106 Drehantrieb
107 Zahnradantrieb
108 Kristallschulter
109a, b Auslösefeder
110 Ziehseil
111a, b Seil
112a, b Hubmotor
113 Kristall
114 Drehplattform
115 Kristallimpfling
116a, b Seil
117a, b Haltebacken
118 Schleuse
122a, b Seil
123 Kristall
124a, b Auslösefeder
125a, b Greiferarm
126 Tragring
128a, b Haltebacken
132a, b Auslösefeder
133 Tragring
134a, b Rampe
135a, b Seil
136a, b Haltebacken
142a, b Drehplattform, Drehteller
143a, b Umlenklager
144a, b Band, Tragband
145a, b Greiferarm
146a, b Haltebacken
152a, b Auslösefeder
153a, b Umlenklager
154 Auslöseteller
155a, b Greiferarm
156a, b Haltebacken
157a, b Seil
161a, b Drehgelenk
162a, b Seilschlinge
163a, b Drahtbügelfeder
164a, b Auslösefeder
a, b, c, d Hebelarm
a/b Hebelverhältnis
c/d Hebelverhältnis
C Kristall gehalten durch Klemm backen
D Kristall gehalten durch Impf ling
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Herstellung eines nach dem
Czochralski-Ziehschmelzverfahren aus einem
Kristallimpfling gezogenen Einkristalls
(27, 36, 50, 103) mit einer Vorrichtung zum Er
greifen und Haltern des Einkristalls
(27, 36, 50, 103) während der Kristallwachs
tumsphase, wobei die Greifvorrichtung
(24a, 24b; 26a, 26b; 39a, 39b; 37a, 37b; 42a, 42b;
51a, 51b; 117a, 117b; 125a, 125b; 126a, 126b;
128a, 128b; 134a, 134b; 136a, 136b; 145a, 145b;
146a, 146b; 143a, 143b; 153a, 153b; 156a, 156b;
155a, 155b) mindestens zwei in Umfangsrichtung
des Kristalls (27, 36, 50, 103) zueinander beab
standete und vorzugsweise paarweise gegenüber
liegend angeordnete Greifarme (23a, 23b;
37a, 37b; 43a, 43b; 55a, 55b; 117a, 117b;
125a, 125b; 145a, 145b; 155a, 155b) zum Haltern
des Kristalls (27, 36, 50, 103) aufweist, ge
kennzeichnet dadurch, daß die Greifarme
(23a, 23b; 37a, 37b; 43a, 43b; 55a, 55b;
117a, 117b; 125a, 125b; 145a, 145b; 155a, 155b)
an ihrem unteren, dem Kristall (27, 36, 50, 103)
zugewandten Ende jeweils eine auf der gezüch
teten Kristallmantelfläche anliegende Halte
vorrichtung (26a, 26b; 39a, 39b; 42a, 42b;
51a, 51b; 117a, 117b; 128a, 128b; 136a, 136b;
146a, 146b) aufweisen, mittels welcher der
Kristall (27, 36, 50, 103) während der Kristall
wachstumsphase kraftschlüssig greifbar und
gegen Loslösung gesichert, parallel zu dessen
Wachstumsrichtung verfahrbar ist, wobei durch
die Greifvorrichtung (24a, 24b; 26a, 26b;
39a, 39b; 37a, 37b; 42a, 42b; 51a, 51b;
117a, 117b; 128a, 128b; 136a, 136b; 146a, 146b)
ein ausschließlich radial gerichteter Halte
druck auf den Kristall (27, 36, 50, 103) ausge
übt wird, wodurch zwischen der Kristallman
telfläche und der Haltevorrichtung (23a, 23b;
37a, 37b; 43a, 43b; 55a, 55b; 117a, 117b;
128a, 128b; 136a, 136b; 146a, 146b) ein das Ge
wicht des vollständig gezüchteten Kristalls
(27, 36, 50, 103) übersteigender Reibwiderstand
erzeugt wird, wodurch der Kristall (27, 36, 50)
mittels Reibschlußwirkung von der Haltevor
richtung (24a, 24b; 26a, 26b; 39a, 39b; 37a, 37b;
42a, 42b; 51a, 51b; 117a, 117b; 128a, 128b;
136a, 136b; 146a, 146b) getragen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kristall (27, 36, 50, 103)
nach Ausbilden einer ersten gezüchteten
Schulter einen über die anschließende gezüch
tete Kristallänge konstanten Durchmesser auf
weist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Auslöseelemente
(109a, 109b; 124a, 124b; 132a, 132b; 152a, 152b;
164a, 164b) vorgesehen sind, die bei Kontak
tieren mit dem Kristall (27, 36, 50, 103) oder
einem Mitnehmer (48a, 48b; 57a, 57b) den Kraft
schluß der Haltevorrich
tung (24a, 24b;
26a, 26b; 39a, 39b; 37a, 37b; 42a, 42b; 51a, 51b;
117a, 117b; 128a, 128b; 136a, 136b; 146a, 146b)
mit dem Kristall (27, 36, 50, 103) bewirken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Auslöseelemente als Auslö
sefedern (109a, 109b; 124a, 124b; 132a, 132b;
152a, 152b; 164a, 164b) ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
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- 1997-05-24 DE DE19721784A patent/DE19721784A1/de not_active Ceased
- 1997-05-27 US US08/864,031 patent/US5902397A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-27 IT IT97MI001240A patent/IT1292010B1/it active IP Right Grant
- 1997-05-28 JP JP9138744A patent/JPH1059796A/ja active Pending
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DE29709172U1 (de) | 1997-07-31 |
KR970073915A (ko) | 1997-12-10 |
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8131 | Rejection |