DE2125085C3

DE2125085C3 - Vorrichtung zum Herstellen von einseitig geschlossenen Rohren aus Halbleitermaterial

Info

Publication number: DE2125085C3
Application number: DE2125085A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Chem. Dr. 8000 Muenchen Dietze
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-05-19
Filing date: 1971-05-19
Publication date: 1979-02-22
Also published as: ATA241272A; AT336682B; US3747559A; GB1340464A; DD96853A5; BE778749A; PL82569B1; FR2138099A1; CH537214A; DE2125085B2; DE2125085A1; JPS5540528B1; SE367216B; DK137550C; NL7202997A; IT955601B; CA968673A; CS167349B2; DK137550B; FR2138099B1

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von einseitig geschlossenen Rohren aus Halbleitermaterial durch Abscheiden aus einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials auf einen durch direkten Stromfluß erhitzten hohlen, an einem Ende geschlossenen rohrförmigen Trägerkörper, bei dem im Inneren des Trägerkörpers ein Stab aus leitendem Material in eine, im geschlossenen Ende des Trägerkörpers vorgesehene Ausnehmung eingepaßt und mit dem Trägerkörper elektrisch leitend verbunden ist.

Eine solche Vorrichtung ist bereits in der DE-OS 05 970 beschrieben worden. Bei dieser Vorrichtung besteht der im Inneren des Trägerkörpers angeordnete Stab aus Eisen. Beim Betrieb dieser Vorrichtung stellte es sich heraus, daß die Temperatur des Trägerkörpers am geschlossenen Ende viel geringer als am übrigen Trägerkörper war. Bei der Abscheidung des Halbleitermaterials aus der gasförmigen Verbindung verlief daher an dieser Stelle die Reaktion langsamer, so daß eine gleichmäßige Wandstärke der Rohre nicht gewährleistet war.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung so weiterzubilden, daß eine gleichmäßige Abscheidung des Halbleitermaterials über die gesamte Länge des Trägerkörpers erzielt wird.

Dies wird dadurch erreicht, daß der Stab aus Graphit,

60

b5 Glaskohle, Spektralkohle oder Pyrographit besteht

Ein Stab aus diesem Material hat einen relativ hohen spezifischen Widerstand und wird, da er vom gleichen Strom wie der Trägerkörper durchflossen wird, ebenfalls aufgeheizt. Die vom Stab abgegebene Wärme bewirkt dadurch eine Anhebung der Temperatur am geschlossenen Ende des Trägerkörpers, so daß eine im wesentlichen gleichförmige Abscheidung über die ganze Länge des Trägerkörpers erzielt wird.

Ein solcher Stab aus Graphit oder einem der genannten anderen Stoffe hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß es im Gegensatz zu Metallen wie Eisen oder Kupfer bei hohen Temperaturen von , gasförmigen Verbindungen des Halbleitermaterials nicht angegriffen wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Anmeldungsgegenstandes besteht darm, daß die Ausnehmung eine das geschlossene Ende des Trägerkörpers durchdringende Bohrung ist, wobei die Bohrung durch das in die Bohrung eingeschraubte oder eingepreßte Ende des Stabes verschlossen ist und auf die Stirnseite des Stabes das Mittelteil einer im Querschnitt pilzförmigen Kappe aufgepreßt oder aufgeschraubt ist. Die pilzförmige Kappe kann zweckmäßigerweise ein Dach aufweisen, dessen Durchmesser so groß wie der Außendurchmesser des Trägerkörpers ist. Ist die Ausnehmung eine das geschlossene Ende des Trägerkörpers durchdringende Bohrung, kann die Bohrung auch durch einen eingeschraub'en oder eingepreßten Deckel verschlossen sein, wobei der Stab an seiner Stirnseite mit dem Deckel verschraubt oder in den Deckel eingepreßt ist.

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Herstellen einseitig geschlossener Rohre aus Halbleitermaterial,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Oberteil eines Trägerkörpers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und

F i g. 3 einen Querschnitt durch das Oberteil eines Trägerkörpers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 weist ein Reaktionsgefäß 1 auf, das mit einem Bodenteil 2 gasdicht verbunden ist. Im Bodenteil 2 sind Rohre 4 angeordnet, durch die eine gasförmige Verbindung des abzuscheidenden Halbleitermaterials und ein Reaktionsgas eingeleitet wird. Die Rohre 4 sind von weiteren Rohren 5 umgeben, durch die das Restgas ausströmt. Im Boden 2 sind Durchführungen 6 vorgesehen, durch die Stromzuführungen 7 in das Innere des Reaktionsgefäßes 1 geführt sind. Die Durchführungen 6 können z. B. aus Teflon und die Stromzuführungen 7 z. B. aus Silber bestehen. Auf der Oberseite der Stromzuführungen 7 sitzen zwei Halter 8 und 9, die z. B. aus Graphit bestehen können. Auf dem Halter 8 ist ein rohrförmiger Trägerkörper U, z. B. aus Graphit, angeordnet, während der Halter 9 einen Stab 10 aus Graphit trägt. Der Trägerkörper U und der Stab 10 sind an der Oberseite mit einem Gewinde 12 versehen, das den Stab 10 mit dem Trägerkörper 11 mechanisch und elektrisch verbindet. Der Stab kann auch aus Glaskohle, Pyrographit oder Spektralkohle bestehen.

Wird an die Elektroden 7 eine Spannung angelegt, so werden der Trägerkörper 11 und der Stab 10 aufgeheizt. Der Stab 10 gibt dabei durch Strahlen nach allen Seiten und durch Leitung nach oben Wärme ab, so daß insbesondere die Oberseite des Trägerkörpers auf eine

Temperatur erhitzt wird, die nicht wesentlich unter der Temperatur des übrigen Trägerkorpers liegt. Die Wirkung des Stabes 10 kann dadurch weiter verbessert werden, daß der Stab 10 und der Trägerkörper 11 mittels eines Gewindes 12 an ihren Stirnseiten verschraubt sind. Hierdurch erhöht sich der Übergangswiderstand zwischen dem Stab 10 und uern Trägerkörper 11, so daß an der Stirnseite beider Teile entsprechend dem Ohmschen Gesetz eine dem höheren Widerstand proportionale Leistung in Wärme umgesetzt wird, je nachdem, wie weit der Stab 10 in die Stirnseite des Trägerkörpers i 1 hineingeschraubt wird, läßt sich der Übergangswiderstand und damit das Temperaturprofil über die Länge des Trägerkörpers optimal einstellen. Die Einstellung erfolgt vor dem !5 Aufheizen der Anordnung und vor dem Abscheiden von Halbleitermaterial. Die Stirnseite des Trägerkorpers wiH zweckmäßigerweise mit einem Deckel 13 abgeschlossen, so daß der Trägerkörper nach ^ußen eine vorkommen glatte Fläche bietet. Zu diesem Zweck ist in ein Mittelteil des Deckels 13 und in die Stirnseite des Stabes 10 ein Gewinde 14 eingeschnitten, durch das sich der Deckel 13 mit dem Stab 10 und damit mit dem Trägerkörper 11 verschrauben läßt.

Das Abscheiden des Rohres 15 aus Halbleitermaterial >3 erfolgt in bekannter Weise wie beim Herstellen von Stäben aus Halbleitermaterial, so daß sich hier weitere Ausführungen, betreffend das eigentliche Verfahren, erübrigen. Als gasförmige Verbindung kommt in erster Linie Silicochloroform SiHCU und als Reaktionsgas so Wasserstoff H2 in Frage. Abgeschieden wird bei Temperaturen von etwa 1100 bis 1200⁰C, vorzugsweise 1150⁰C.

In F i g. 2 ist ein Querschnitt durch die Oberseite von Stab 10, Trägerkörper 11 und Deckel 13 dargestellt. Die Gewinde 12 und 14 sind nur schematisch gezeigt. Der Übergangswiderstand läßt sich durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben des Stabes einstellen.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen, bei dem der Stab 10 und der Trägerkörper 11 mittels eines Deckels 16 verbunden sind. Der Deckel 16 weist eine Paßfläche 17 auf, die so bemessen ist, daß der Deckel in den Trägerkörper 11 eingepreßt werden kann. Auf der Innenseite weist der Deckel 16 eine Paßfläche 18 auf, die so bemessen ist, daß der Stab 10 in den Deckel 16 eingepreßt bzw. der Deckel 16 auf den Stab 10 aufgepreßt werden kann. Auch in diesem Ausführungsbeispiel liegt zwischen dem Stab 10 und dem Trägerkörper 11 eine durch die Paßflächen 17 und 18 gebildete Zone höheren Übergangswiderstandes. Dadurch wird auch hier die Temperatur an der Stirnseite der Anordnung zusätzlich so weit angehoben, daß sich eine gleichmäßige Abscheidung über die gesamte Fläche des Trägerkorpers erzielen läßt. Der Übergangswiderstand läßt sich durch Ändern des Einpreßweges einstellen.

Es ist nicht zwingend, daß das in F i g. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel eine Verschraubung und das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eine Einpressung aufweist. Umgekehrt kann auch das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 mit Paßflächen und das Ausführungsbeispiel nach Fig.3 mit Gewinden versehen sein. Ebenso kann bei jedem der Ausführungsbeispiele eine Verschraubung und eine Einpressung vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von einseitig geschlossenen Rohren aus Halbleitermaterial durch Abscheiden aus einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials auf einen durch direkten Stromfluß erhitzten, hohlen, an einem Ende geschlossenen rohrförmigen Trägerkörper, bei dem im Inneren des Trägerkörpers ein Stab aus leitendem Material in eine im geschlossenen Ende des Trägerkörpers vorgesehene Ausnehmung eingepaßt und mit dem Trägerkörper elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (10) aus Graphit, Glaskohle, Spektralkohle oder Pyrographit besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung eine das geschlossene Ende des Trägerkörpers (11) durchdringende Bohrung ist, daß die Bohrung durch das in die Bohrung eingeschraubte oder eingepreßte Ende des Stabes (10) verschlossen ist und daß auf die Stirnseite des Stabes (10) das Mittelteil einer im Querschnitt pilzförmigen Kappe (13) aufgepreßt oder aufgeschraubt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 2^r> zeichnet, daß die pilzförmige Kappe (13) ein Dach aufweist, dessen Durchmesser so groß wie der Außendurchmesser des Trägerkörpers (11) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung eine das geschlossene Ende des Trägerkörpers (11) durchdringende Bohrung ist, daß die Bohrung durch einen eingeschraubten oder eingepreßten Deckel (16) verschlossen ist und daß der Stab (10) an seiner Stirnseite mit dem Deckel (16) verschraubt oder in den Deckel (16) π eingepreßt ist.