DE2140070A1 - Device for pulling crystals - Google Patents

Device for pulling crystals

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DE2140070A1
DE2140070A1 DE19712140070 DE2140070A DE2140070A1 DE 2140070 A1 DE2140070 A1 DE 2140070A1 DE 19712140070 DE19712140070 DE 19712140070 DE 2140070 A DE2140070 A DE 2140070A DE 2140070 A1 DE2140070 A1 DE 2140070A1
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holder
heat
pulling
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Horst Günther Chesterfield Mo Kramer (V St A )
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Monsanto Co
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Monsanto Co
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    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/14Heating of the melt or the crystallised materials
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    • Y10S117/00Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10S117/90Apparatus characterized by composition or treatment thereof, e.g. surface finish, surface coating
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    • Y10T117/1024Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
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    • Y10T117/1068Seed pulling including heating or cooling details [e.g., shield configuration]

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Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF 214QQ7QDR. BERG DIPL.-ING. STAPF 214QQ7Q

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

8 MÜNCHEN 8O, MAUERK1RCHERSTR.8 MUNICH 8O, MAUERK1RCHERSTR.

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf, 8 München 80, Mauerkircherstraße 45 ·Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf, 8 Munich 80, Mauerkircherstraße 45

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21 448 10. August 1971 i 21 448 August 10, 1971 i

Anwaltsakte 21 448Attorney file 21 448

MONSANTO COMPANY St. Louis9 Missouri /USAMONSANTO COMPANY St. Louis 9 Missouri / USA

Vorrichtung zum Ziehen von KristallenDevice for pulling crystals

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ziehen von Kristallen und betrifft insbesondere einen Schmelztiegel zur Verwendung beim Ziehen von Halbleiter-Kristallen. Im einzelnen richtet sich die Erfindung aufThe invention relates to apparatus for pulling crystals, and more particularly relates to one Crucibles for use in pulling semiconductor crystals. In particular, the invention is directed

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eine neuartige Schmelztiegelanorünung für die Aufnanme von geschmolzenem Halbleitermaterial, bei v/elcher eine verbesserte Wärmeisolierung vorgesehen ist.a new type of crucible greening for the recording of molten semiconductor material, in which improved thermal insulation is provided.

Feuerfeste Schmelztiegel sind als Bestandteile herkömmlicher Vorrichtungen zum Ziehen von Halbleiterkristallen allgemein bekannt (siehe Fig. 1 der Zeichnung). Diese Schmelztiegel dienen zur Aufnahme einer Charge geschmolzenen Halbleitermaterial, aus welcher Halbleiterstäbe gezogen werden, und finden beispielsweise in den allgemein bekannten Kristall-Ziehvorrichtungen nach Czochralski Anwendung. Diese Schmelztiegel sind gewöhnlich aus einem geeigneten feuerfesten Material vrie etwa Graphit gefertigt, um den während des Ziehens der Kristalle entweder durch Widerstands- oder Hochfrequenz-Induktionsbeheizung erzeugten sehr hohen Kristall-Wachs turns temperaturen widerstehen zu können. Da Graphit mit bestimmten geschmolzenen Halbleiterstoffen, beispielsweise Silizium, in nachteiliger Weise reagiert, ist der Hohlraum des Schmelztiegels zumeist mit einer Quarzauskleidung versehen, mit welcher allein dae geschmolzene Halbleitermaterial beim Ziehen von Kristallen in Berührung kommt.Refractory crucibles are part of conventional devices for pulling semiconductor crystals well known (see Fig. 1 of the drawing). These crucibles are used to hold a batch molten semiconductor material, from which semiconductor rods are drawn, and can be found, for example, in the well-known crystal pulling devices according to Czochralski application. These crucibles are common made of a suitable refractory material such as graphite, in order to protect the during drawing of the Crystals by either resistance or high frequency induction heating produced very high levels of crystal wax turns to withstand temperatures. Because graphite with certain molten semiconductor materials, for example Silicon, which reacts in a disadvantageous way, is the cavity of the crucible mostly with a quartz lining provided with which alone dae melted Semiconductor material comes into contact when pulling crystals.

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Während des Ziehens von Kristallen sollte die Temperatur des Schmelztiegels auf einem vorbestimmten hohen Wert gehalten werden, so daß eine genügend große Wärmemenge . vom Tiegel über die Quarzauskleidung durch Wärmeleitung auf das darin enthaltene Halbleitermaterial übertragen werden kann. Für die sachgemäße Durchführung des Ziehens -sollte die Temperatur des geschmolzenen Halbleitermaterials in der gesamten Charge im wesentlichen gleichförmig und knapp oberhalb des Schmelzpunktes des Materials gehalten werden. Aus diesem Grunde sollten Verluste durch Wärmeleitung während des Kristallziehens vom Schmelztiegel und der darin enthaltenen Schmelze des Halbleitermaterials weg möglichst gering gehalten sein. Durch Verringerung des Wärmeflusses vom Inneren des Schmelztiegels und der darin enthaltenen Schmelze des Halbleitermaterials weg läßt sich das Betriebsverhalten beim Ziehen von Kristallen verbessern und das Entstehen von unerwünschten Temperaturgradienten im Schmelztiegel verringern.While pulling crystals, the temperature should of the crucible are kept at a predetermined high value, so that a sufficiently large amount of heat. from the crucible via the quartz lining through thermal conduction can be transferred to the semiconductor material contained therein. For the proper execution of the pull the temperature of the molten semiconductor material should be substantially uniform throughout the batch and kept just above the melting point of the material. Because of this, losses should be due Thermal conduction during crystal pulling from the crucible and the melt of the semiconductor material contained therein be kept away as low as possible. By reducing the flow of heat from the interior of the crucible and the The melt of the semiconductor material contained therein can be used to reduce the operating behavior when pulling crystals and reduce the occurrence of undesirable temperature gradients in the crucible.

Zur Verringerung der Wärmeverluste des Schmelztiegels einer Vorrichtung zum Ziehen von Halbleiterkristallen durch Wärmeleitung weist eine bekannte Anordnung eine langgestreckte, dünne Halterung auf, mittels welcher der Schmelztiegel an einer vorbestimmten Stelle in einer Kristall-Wachstumskammer gehalten ist (siehe die Halterung 28 in Fi,g, 1). Die Halterung ist gewöhnlich aus einemTo reduce the heat losses of the crucible of a device for pulling semiconductor crystals by conduction, a known arrangement has an elongated, thin holder, by means of which the Crucible is held at a predetermined location in a crystal growth chamber (see the bracket 28 in Fi, g, 1). The bracket is usually made of one

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feuerfesten Werkstoff gefertigt, um den in der Kristall-I/achstumskammer herrschenden hohen Temperaturen widerstehen zu können. Eine derartige freitragende Halterung des Schmelztiegels begrenzt die auf Wärmeleitung beruhenden Wärmeverluste des Schmelztiegels auf die durch die Halterung abgeleitete Wärmemenge. Die Wärmeableitung vom Schmelztiegel über die Halterung hängt dabei von der
Größe der Querschnittsfläche und der Wärmeleitfähigkeit der Halterung sowie von der Lage der Befestigungsstelle der Halterung am Boden des Schmelztiegels ab.
Refractory material made in order to be able to withstand the high temperatures prevailing in the crystal growth chamber. Such a cantilevered holder of the crucible limits the heat losses of the crucible based on heat conduction to the amount of heat dissipated by the holder. The heat dissipation from the crucible via the bracket depends on the
Size of the cross-sectional area and the thermal conductivity of the holder and the location of the attachment point of the holder on the bottom of the crucible.

Die vorstehend erläuterte herkömmliche Anordnung des
Schmelztiegels erfüllt zwar den angestrebten Zweck weitgehend, es treten jedoch aufgrund der Geometrie und der räumlichen Anordnung der Halterung noch beträchtliche, störende Verluste durch Wärmeleitung vom Schmelztiegel weg auf. Durch die Anbringung der langen, dünnen Halterung in satter Berührung mit dem geometrischen Mittelpunkt des Bodens des Schmelztiegels ergibt sich nämlich eine beträchtliche Wärmeableitung von der geschmolzenen HaIbleitercharge im Inneren des Tiegels über die Quarzauskleidung und den Boden des Schmelztiegels zur zylindrischen Halterung. Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist die zylindrische Halterung 28 in der Mitte der Unterseite des Schmelztiegels befestigt. Bei der Befestigung an dieser Stelle erhält die Halterung mehr Wärme aus dem Inneren des Schmelztiegels
The above-described conventional arrangement of the
Although the crucible largely fulfills the intended purpose, the geometry and the spatial arrangement of the holder still result in considerable, disruptive losses due to heat conduction away from the crucible. By attaching the long, thin holder in full contact with the geometric center of the bottom of the crucible, there is a considerable heat dissipation from the molten semiconductor charge inside the crucible via the quartz lining and the bottom of the crucible to the cylindrical holder. As can be seen from Fig. 1, the cylindrical holder 28 is fixed in the center of the underside of the crucible. When attached at this point, the bracket receives more heat from inside the crucible

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zugeführt, und leitet sie ab, als bei einer- beliebigen exzentrischen Anordnung an der Unterseite des Schmelztiegels. Andererseits ist es jedoch aus Gründen der sicheren Befestigung und des Gleichgewichts des Schmelztiegels zweckmäßiger, bei Verwendung einer solchen langen, dünnen Halterung diese im oder nahe dem geometrischen Mittelpunkt des Tiegelbodens anzuordnen.fed, and discharged, than with any eccentric arrangement on the underside of the crucible. On the other hand, however, it is for the sake of secure attachment and balance of the crucible more expedient when using such a long, thin holder this in or near the geometric To be arranged in the center of the crucible bottom.

bei einem übermäßigen v/ärmefluß vom Schmelztiegel zu seiner Halterung tritt eine Unterkühlung des Tiegelbodens ein, wodurch sich zxtfischen den beheizten Seitenwandungen des Tiegels und dem den Innenraum unten abschließenden Boden ein unerwünschter Temperaturgradient einstellt. Die Unterkühlung des Tiegelbodens bewirkt häufig ein Absinken der Temperatur der im Tiegel enthaltenen Halbleiterschmelze auf einen Wert, bei dem sich an dem aus der Schmelze gezogenen Halbleiterkristall Dendriten bilden. Zur Vermeidung der Bildung von Dendriten muß der Halbleiterkristall sehr schnell aus der Schmelze gezogen iverden. Bei derartig schnellem, plötzlichem Zieheriverbleiben jedoch durchschnittlich 10 % der Halbleiterschmelze im Schmelztiegel, woraus sich eine Materialvergeudung und Verschlechterung des V/irkungsgrades beim Ziehen der Kristalle ergibt» Hoch schwerwiegender ist jedoch der beim schnellen Ziehen des Kristalls aus der Schmelze darin auftretende Warmeschocks durch welchen die gewünschteIn the event of an excessive flow of heat from the crucible to its holder, the bottom of the crucible is supercooled, as a result of which an undesirable temperature gradient is established between the heated side walls of the crucible and the bottom closing off the interior space. The undercooling of the crucible bottom often causes the temperature of the semiconductor melt contained in the crucible to drop to a value at which dendrites form on the semiconductor crystal pulled from the melt. To avoid the formation of dendrites, the semiconductor crystal must be drawn out of the melt very quickly. With such rapid, sudden Draw River, however, remain on average 10% of the semiconductor melt in the crucible, resulting in a waste of material and deterioration of the V / irkungsgrades when pulling the crystals results in "high serious, however, the occurring therein during rapid pulling of the crystal from the melt, heat shock s through which the desired

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Kristallstruktur in bestimmten Bereichen gestört wird. Daraus ergeben sich v/eitere Ilaterialverluste aus der zum Ziehen verwendeten Charge. Bei der Verwendung der vorstehend beschriebenen und in Pig. I gezeigten bekannten Schmelztiegelanordnung zum Ziehen von mit Antimon versetzten Siliziumkristallen stellte sich ferner heraus, daß das Antimon aufgrund der durch Wärmeleitung entstehenden ΐ/ärmeVerluste der Schmelze nach dem Ziehen von etwa 55 % der Charge seine feste Löslichkeit in Silizium überschreitet. An diesem Funkt beginnt das Antimon dann auszufallen, so daß die verbleibenden 45 % der Charge nicht mehr zum Ziehen von Kristallen verwendbar sind.Crystal structure is disturbed in certain areas. This results in further losses of material from the batch used for drawing. Using the methods described above and in Pig. I also shown the known crucible arrangement for pulling silicon crystals mixed with antimony, that the antimony exceeds its solid solubility in silicon after pulling about 55% of the charge due to the heat conduction resulting from the melt. At this point the antimony begins to precipitate, so that the remaining 45 % of the charge can no longer be used for pulling crystals.

Die Erfindung löst im wesentlichen die Aufgabe, eine neue und verbesserte Schmelztiegelanordnung zu schaffen, welche sämtliche Vorteile der Schmelztiegelanordnungen für entsprechende Zwecke aufweist, ohne daß die vorstehend angeführten Nachteile bekannter Anordnungen da.bei auftreten. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Schmelztiegel und einer langgestreckten, dünnen Tiegelhalterung eine neuartige Tiegelfassung eingesetzt. Diese sehwach wärmeleitende Tiegelfassung ist in dem den Tiegel beheizenden Ilochfrequenzfeld angeordnet, so daß ihre Induktive Erwärmung Wärmeverluste des Tiegels durch Wärmeleitung verringert. Da die Tiegelfassung das Unterteil des Tiegels umschließt, bewirkt sie auch eine Verringerung der Wärmeverluste des Tiegels durch Strahlung. In dieser Weise schafft die Er-The invention essentially solves the problem of providing a new and improved crucible assembly which has all of the advantages of the crucible assemblies for corresponding purposes without the aforementioned Disadvantages of known arrangements occur there. For this purpose is between the crucible and one A new type of crucible holder is used in the elongated, thin crucible holder. This very weakly thermally conductive Crucible mount is arranged in the Ilochfrequenzfeld heating the crucible, so that its inductive heating Reduced heat loss of the crucible due to thermal conduction. Since the crucible holder encloses the lower part of the crucible, it also has the effect of reducing the heat loss of the crucible due to radiation. In this way, the

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findung eine neuartige und verbesserte Schmelztiegelanordnung für eine Vorrichtung zum Ziehen von Halbleiterkristallen. Die Schmelztiegelanordnung weist verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Wärmeübertragung auf, arbeitet mit einem hohen Wirkungsgrad und begünstigt die Einhaltung der gewünschten hohen Temperatur eines Schmelz-•tiegelü und der darin enthaltenen geschmolzenen Halbleiter charge.invention of a novel and improved crucible arrangement for a device for pulling semiconductor crystals. The crucible assembly has improved heat transfer properties, works with a high degree of efficiency and promotes the maintenance of the desired high temperature of a melting crucible • and the molten semiconductor charge contained therein.

Lin wesentlicher Vorteil bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Sciiinelztiegelanordnung beim Ziehen von Kristallen besteht in der Vermeidung des Entstehens von Dendriten am gezogenen Halbleiterkristall.Lin essential advantage when using the invention Crucible arrangement when pulling crystals consists in avoiding the formation of dendrites on the pulled semiconductor crystal.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den weiteren Vorteil, daß bei ihrer Verwendung die Halbleiterschmelze im v;e s ent liehen vollständig aus dem Tiegel gezogen werden kann, so daß durch in Tiegel zurückbleibendes Material keine Llaterialvergeudung stattfindet. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Schmelztiegelanordnung zum Ziehen von Halbleiterkristallen läßt sich das Auftreten von viarmes chocks und die sich daraus ergebenden Strukturschädigungen des Kristalls in vorteilhafter Weise vermeiden.The device according to the invention offers the further advantage that when they are used, the semiconductor melt in the v; e s ent borrowed are completely drawn out of the crucible so that there is no waste of material due to material remaining in the crucible. When using the crucible assembly according to the invention for pulling Semiconductor crystals can prevent viarmes shocks and the resulting structural damage Avoid the crystal in an advantageous manner.

Ferner bietet die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, daß sich damit der Zeitpunkt des Ausfällens verzögern läßt,Furthermore, the arrangement according to the invention offers the advantage that the time of precipitation can thus be delayed,

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wenn stark mit anderen Stoffen versetzte Siliziumkristalle gezogen werden sollen.when silicon crystals that are heavily mixed with other substances are to be pulled.

Im wesentlichen schafft die Erfindung eine Schmelztiegelanordnung für eine Vorrichtung zum Ziehen von Halbleiterkristallen mit einem Schmelztiegel, welcher eine Höhlung für die Aufnahme eines zu.ziehenden, geschmolzenen Halbleitermaterials aufweist. In einem bestimmten Bereich liegt am unterteil des Tiegels eine Passung an, mit einer unterhalb des Schmelztiegels verlaufenden, eine öffnung umgebenden Wandung. Die Tiegelfassung begrenzt die Wärmeableitung vom Tiegel auf ein Mindestmaß und beschränkt ferner die Wärmeabstrahlung vom Inneren des Tiegels.Essentially, the invention provides a crucible arrangement for an apparatus for pulling semiconductor crystals with a melting crucible, which has a cavity for receiving a molten semiconductor material to be drawn in having. In a certain area there is a fit on the lower part of the crucible, with one below it of the crucible extending around an opening wall. The crucible mount limits the heat dissipation from the crucible to a minimum and also restricts heat radiation from the interior of the crucible.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind in einer Wandung der Tiegelfassung mehrere langgestreckte öffnungen gebildet. Die öffnungen bewirken eine beträchtliche Verringerung.der Größe des in der Fassung vorhandenen Wärmeleitungsweges und damit der WärmeVerluste des Schmelztiegels durch Wärmeleitung. According to one feature of the invention, several elongated openings are formed in a wall of the crucible mount. The openings cause a considerable reduction in the size of the heat conduction path and in the socket thus the heat loss of the crucible due to thermal conduction.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist sowohl der Schmelztiegel als auch seine Passung im Wirkungsbereich einer zugeordneten Kochfrequenz-Induktionsheizspule angeordnet. Die gleichzeitige Induktionsbeheizung der beiden Teile bewirkt eine weitere Verringerung der Wärmeverluste des Tiegels durch Wärmeleitung.According to a further feature of the invention, both the crucible and its fit are within the effective range an associated cooking frequency induction heating coil arranged. The simultaneous induction heating of the two Parts causes a further reduction in the heat loss of the crucible through heat conduction.

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Weitere Merkmale, Linzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Äusführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:Further features, details and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment based on the drawing. It shows:

Fig. 1 eine teilweise isometrisch und teilweise im Schnitt dargestellte bekannte Ausführung einer Vorrichtung zum Ziehen von Kristallen,Fig. 1 shows a partially isometric and partially in section shown embodiment of a Device for pulling crystals,

Fig» 2 eine zerlegt und auseinandergezogen dargestellte Schrägansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmelztiegelanordnung undFIG. 2 shows a disassembled and exploded view Oblique view of a preferred embodiment the crucible arrangement according to the invention and

Fig. 3 eine Schnittansicht der aus den Teilen von Fig 2 zusammengesetzten Schmelztiegelanordnung entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 2.FIG. 3 is a sectional view of the parts of FIG assembled crucible arrangement according to the line 3-3 in FIG. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte, insgesamt mit 7 bezeichnete bekannte Vorrichtung zum Ziehen von Kristallen weist eine Kristall-V/achstumskammer 8 auf, in welcher der aus Graphit gefertigte Schmelztiegel 10 angeordnet ist« Bei Anwendung von Hochfrequenz-Induktionsbeheizung wird der Tiegel 10 im Fachgebiet des Halbleiter-Kristallziehens vielfach als "Kerntiegel" bezeichnet. Dementsprechend kann der Schmelztiegel in der nachstehend anhand von Fig, 2 und 3 erläuterten Ausführung der Lrflndung sowie in der bekannten Ausführung nach B1I^9 1 auch als "Kerntiegel" bezeichnet werden. Der Ausdruck "SchraelKtiegelanordnung" umfaßtThe known device for pulling crystals, shown in FIG. 1 and denoted as a whole by 7, has a crystal growth chamber 8 in which the crucible 10 made of graphite is arranged of semiconductor crystal pulling is often referred to as "core crucible". Accordingly, the crucible 2 and 3 can in the following with reference to Figures, the illustrated embodiment Lrflndung and are referred to in the known embodiment according to B 1 I ^ 9 1 as the "core crucible". The term "crucible assembly" includes

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In der hier angewandten Bedeutung unter anderem den eigentlichen Schmelztiegel, sämtliche den Tiegel haltenden Teile sowie die zugeordneten Induktions-Heizeinrichtungen für den Tiegel. Die Höhlung des araphit-Tiegola la kann mit einer auswechselbaren Quarzauskleidung 12 versehen sein, welche chemisch nicht mit einer bei relativ hohen Temperaturen aus der Höhlung su ziehenden, geschmolzenen Silizium-halbleitercharge 1'4 reagiert.In the meaning used here, among other things, the actual crucible, all parts holding the crucible and the associated induction heating devices for the crucible. The cavity of the araphite Tiegola la can be provided with an exchangeable quartz lining 12 which does not chemically react with a molten silicon semiconductor charge 1'4 which is pulled out of the cavity at relatively high temperatures.

Der aus der polykristallinen Halbleitercharge 14 gezogene monokristalline Halbleiterstab bildet beim Ziehen aus der Charge 14 durch Anhaften an einem nonokristallinen Kristallkeim 17 einen Ansatz 16. Der Kristallkeim 17 ist in einem Futter 18 eingesetzt, welches seinerseits an einem drehbaren Ziehstab 20 befestigt ist. Eine Ilochfrequenz-Induktions- oder auch "Arbeits"spule 22 zum Beheizen der Halbleitercharge Ik ist zweckmäßig in einer ein geeignetes Kühlmittel 24 enthaltenden Kühlmittelkammer 26 angeordnet, welche ihrerseits im wesentlichen konzentrisch zur Kristall-Wachstumskammer 0 verläuft.The monocrystalline semiconductor rod pulled from the polycrystalline semiconductor charge 14 forms an attachment 16 when pulled from the charge 14 by adhering to a nonocrystalline crystal seed 17. A pigeon-hole frequency induction or "work" coil 22 for heating the semiconductor charge Ik is expediently arranged in a coolant chamber 26 containing a suitable coolant 24, which in turn runs essentially concentrically to the crystal growth chamber 0.

Die Kühlmittelkammer 26 und die Kristall-T.7achstumskammer 3 sind auf einem Sockel 30 angeordnet, über welchen eine den Schmelztiegel 10 in vorbestimmter Höhe innerhalb der Wachstumskammer ο und in bezug auf die zugeordnete Induktions-Heizspule 22 tragende Halterung 28 hervorsteht.The coolant chamber 26 and the crystal T .7achstumskammer 3 are arranged on a base 30 over which a ο the crucible 10 at a predetermined height within the growth chamber and protrudes with respect to the associated induction heating coil supporting holder 28 22nd

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ürrefjung der Spule 22 durch einen hochfrequenten Strom entstehen im Graphit-Schmelztiegel 10 Wirbelströme, unter deren Vlirkung die geschmolzene Charge lH beheizt und auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird.When the coil 22 is affected by a high-frequency current, eddy currents arise in the graphite crucible 10, under the effect of which the molten charge 1H is heated and kept at an elevated temperature.

Die langgestreckte, zylindrische Halterung 28 greift im mittleren Bereich 32 des Bodens des Tiegels 10 an. Die Summe der Längen sämtlicher wärme-Leltwege zwischen dem Bereich 32 und allen Teilen der geschmolzenen Halbleitercharge l'l ist kleiner als die Summen der entsprechenden Leitwege zu irgendwelchen anderen Stellen am Boden des Tiegels 10. Diese geometrische Ausbildung der bekannten Schmelztiegelanordnung nach Fig. 1 bewirkt beträchtliche Wärmeverluste des Tiegels 10 durch Wärmeableitung entlang der Halterung 28. Diese unerwünschte Wärmeableitung vom Tiegel 10 bewirkt das Absinken der Temperatur der geschmolzenen Halbleitercharge 14 und übt damit die nachstehend beschriebenen nachteiligen Wirkungen auf das Ziehen der Kristalle aus.The elongated, cylindrical holder 28 engages in the central region 32 of the bottom of the crucible 10. the Sum of the lengths of all heat-Leltwege between the Area 32 and all parts of the molten semiconductor charge l'l is smaller than the sums of the corresponding Routes to any other locations on the bottom of the crucible 10. This geometric design of the known Crucible arrangement according to FIG. 1 causes considerable heat loss of the crucible 10 by heat dissipation along it the holder 28. This undesirable heat dissipation from the crucible 10 causes the temperature of the molten to drop Semiconductor charge 14 and thus exerts the adverse effects described below on the Pulling the crystals out.

Zum besseren Verständnis der durch die Erfindung erzielten bemerkenswerten Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ist zunächst die Hochfrequenz-Induktionsbeheizung des Tiegels 10 in Fig. 1 in Betracht zu ziehen. Die durch die Spule 25 erzeugte Induktionsbeheizung kommt im wesentlichenFor a better understanding of the remarkable advantages achieved by the invention over the prior art the high-frequency induction heating of the crucible 10 in FIG. 1 must first be considered. The through the Induction heating generated coil 25 comes essentially

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vollständig an der zylindrischen Außenwandung 29 des Tiegels 10 zur Wirkung. Deren Erwärmung beruht auf induzierten Wirbelströmen, welche im wesentlichen auf die senkrechten Außenbereiche des Tiegels 10 beschränkt sind. Die Erwärmung der Oberfläche wird durch Wärmeleitung auf andere Bereiche des Tiegels 10 übertragen. Der lüttelbereich 32 des Bodens des. Tiegels 10 mit der darin vorgesehenen Bohrung ist dabei nahezu vollständig von jeglicher Induktionsbeheizung des Tiegels 10 ausgeschlossen. Daher besteht - zunächst unter Vernachlässigung der Wärmeableitung durch die Halterung 28 - zwischen der Außenwandung 29 des Tiegels 10 und seinem Boden 31 ein Temperaturgradient, welcher darauf beruht, daß die Induktionsbeheizung des Tiegels 10 im wesentlichen im Oberflächenbereich der senkrechten Wandung 29 wirksam ist. Selbst ohne die in Fig. 1 gezeigte Halterung 28 wäre die Temperatur des Bodens 31 des Tiegels 10 daher niedriger als. die der senkrechten Seitenwandung 29. Dieser Temperaturunterschied teilt sich auch der Schmelze Ik mit, aus welcher der Halbleiterstab gezogen wird. Da jedoch die Temperatur der Schmelze 14 jeweils auf einem geringfügig über dem Schmelzpunkt des zu ziehenden Halbleitermaterials liegenden Viert gehalten werden soll, besteht für die Erwärmung der Schmelze Ik eine obere Grenze. Eine Unterkühlung des Bodens 31 kann daher nicht einfach durch Steigerung der Energiezufuhr zur Spule 25 ausgeglichen werden, da dadurch die Schmelze Ik im oberen Bereich zu stark erwärmt würde.completely on the cylindrical outer wall 29 of the crucible 10 to the effect. Their heating is based on induced eddy currents which are essentially limited to the vertical outer regions of the crucible 10. The heating of the surface is transferred to other areas of the crucible 10 by conduction. The vibrating area 32 of the bottom of the crucible 10 with the bore provided therein is almost completely excluded from any induction heating of the crucible 10. Therefore - initially neglecting the heat dissipation through the holder 28 - there is a temperature gradient between the outer wall 29 of the crucible 10 and its bottom 31, which is based on the fact that the induction heating of the crucible 10 is essentially effective in the surface area of the vertical wall 29. Even without the holder 28 shown in FIG. 1, the temperature of the bottom 31 of the crucible 10 would therefore be lower than. that of the vertical side wall 29. This temperature difference is also communicated to the melt Ik from which the semiconductor rod is drawn. However, since the temperature of the melt 14 should be kept slightly above the melting point of the semiconductor material to be drawn, there is an upper limit for the heating of the melt Ik. Subcooling of the bottom 31 cannot therefore be compensated for simply by increasing the energy supply to the coil 25, since this would overheat the melt Ik in the upper area.

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Nun ist jedoch noch der wärmeleitende Kontakt zwischen der Halterung 23 und der Ausnehmung 32 im Boden 31 des Tiegels 10 in Betracht zu ziehen. Aufgrund ihrer Wärmeleitfähigkeit verstärkt nämlich die Graphit-Halterung den zwischen der senkrechten Seitenwandung 29 des Tiegels 10 und dem Boden 31 bestehenden Temperaturgradienten, wobei dieser Temperaturgradient sich auch auf die Halbleiterschmelze 14 überträgt. Bei der Abnahme der Schmelze während des Wachstums des Kristalls sinkt ihr Spiegel fortlaufend weiter in den halbkugeligen Boden der Auskleidung 12 ab, wodurch sich die Schmelze 14 im unteren Bereich ständig weiter abkühlt. Aufgrund dieser Erscheinung und der WärmeVerluste des Tiegels 10 durch Ableitung über die Halterung 28 tritt am unteren Bereich der Schmelze 14 in Fig. 1 in der Endphase des Kristallwachstums eine Unterkühlung und in deren Gefolge eine unerwünschte Kristallkernbildung auf. Die Halterung 28 bewirkt also einen relativ großen Temperaturgradienten zwischen den oberen und unteren Bereichen der Schmelze 14, welcher in der Endphase des Kristall-Ziehvorganges die Bildung von Dendriten begünstigt. Die durch die Bildung von Dendriten bewirkten Nachteile und Materialvergeudung wurden bereits vorstehend dargelegt.Now, however, there is still the thermally conductive contact between the holder 23 and the recess 32 in the bottom 31 of the Crucible 10 to consider. Because of its thermal conductivity, the graphite holder is reinforced the temperature gradient existing between the vertical side wall 29 of the crucible 10 and the bottom 31, this temperature gradient also being transferred to the semiconductor melt 14. When the melt is removed as the crystal grows, its level continues to sink into the hemispherical bottom of the lining 12, as a result of which the melt 14 continues to cool down in the lower area. Because of this appearance and the heat loss of the crucible 10 by dissipation via the holder 28 occurs at the lower region of the Melt 14 in FIG. 1 in the final phase of crystal growth hypothermia and, as a result, undesirable crystal nucleation. The bracket 28 thus causes a relatively large temperature gradient between the upper and lower areas of the melt 14, which favors the formation of dendrites in the final phase of the crystal pulling process. Through education Drawbacks and waste of material caused by dendrites have already been discussed above.

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Bei der in Fig. 2 und 3 gezeigten bevorzugten Ausfühi-unrsform der Erfindung weist ein aus Graphit gefertigter, feuerfester Schmelztiegel 3^ eine durch eine zylindrische Sextenwandung 39 begrenzte Höhlung 36 auf, welclie im Unterteil in einen halbkugelig geformten Boden 43 übergeht. Die zylindrische Außenv/anclung Jo ces Tiegels 3^ kann in gleicher Weise wie bei der Anordnung nacii Flg. mittels einer Hochfrequenz-Induktionsspule 45 induktiv beheizbar sein. Entlang dem unteren Rand des Schmelztiegels ~$k ist ein einwärts gerichteter Absatz 4ö gebildet, mittels dessen der Tiegel unter ReibungsSchluß in eine im folgenden beschriebene Fassung 42 einsetzbar ist.In the preferred embodiment of the invention shown in FIGS. 2 and 3, a refractory crucible 3 ^ made of graphite has a cavity 36 delimited by a cylindrical sixth wall 39, which merges into a hemispherical bottom 43 in the lower part. The cylindrical Außenv / anclung Jo ces crucible 3 ^ can in the same way as with the arrangement nacii Flg. be inductively heated by means of a high-frequency induction coil 45. An inwardly directed shoulder 40 is formed along the lower edge of the crucible ~ $ k , by means of which the crucible can be inserted into a holder 42 described below with a frictional connection.

Die Tiegelfassung 42 hat eine zylindrische 'Jandung 44, welche eine Ausnehmung 46 zum passenden Einsetzen des Absatzes 40 des Tiegels J>k umgrenzt. In der Passung sind mehrere langgestreckte öffnungen oder Durchbrüche 50, 52 gebildet, zwischen Vielehen sich sehr schmale Wärmeleiterbrücken 5^» 56» 58 erstrecken. Die V/ärmeleiterbrücken haben im Vergleich zur Länge der Durchbrüche 50, 52 kleine Querschnittsflächen. Die in der zylindrischen Wandung 44 vom Tiegel 34 abfließende wärme ist in ihrem Fluß auf die schmalen Brücken beschränkt» Die Tiegelfassung pk hat einen ebenen Boden OQ, welcher einstückigThe crucible holder 42 has a cylindrical wall 44 which delimits a recess 46 for the fitting insertion of the shoulder 40 of the crucible J> k . Several elongated openings or breakthroughs 50, 52 are formed in the fit, and very narrow heat conductor bridges 5 ^ 56,58 extend between polyhedra. The V / arm conductor bridges have small cross-sectional areas compared to the length of the openings 50, 52. The effluent in the cylindrical wall 44 from the crucible 34 is limited in its heat flux to the narrow bridges "The crucible replaced pk has a flat bottom OQ, which integrally

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mit der zylindrischen Wandung 44 verbunden ist. Die zylindrische Jandung 4 4 und der Boden 60 der Tiegelfassung 42 bilden eine Abschirmung gegen Wärmeverluste des Tiegels 34 durch Strahlung.is connected to the cylindrical wall 44. the cylindrical Jandung 4 4 and the bottom 60 of the crucible mount 42 form a shield against heat losses of the crucible 34 through radiation.

In eine öffnung 37 im ebenen Boden 60 der Tiegelfassung 1st eine längliche,, hohle, zylindrische Halterung 62 satt eingepaßt. Der Boden 60 der Fassung 42 ruht dabei auf einer Stufe 66 an der zylindrischen Außenwandung 64 der halterung 62.An elongated, hollow, cylindrical holder 62 is fitted snugly into an opening 37 in the flat bottom 60 of the crucible holder. The base 60 of the holder 42 rests on a step 66 on the cylindrical outer wall 64 of the holder 62.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung finden Wärmeverluste des Tiegels 34 durch Wärmeleitung nur über einen Leitungsweg statt, welcher jeweils durch ein seitliches Segment des Eodenteils des Tiegels 34 und die zylindrische Wandung 44 der Tiegelfassung 42 gebildet ist. Dabei muß die durch die Wandung 44 der Passung 42 abfließende Wärme I eine der zwischen den langgestreckten Durchbrüchen 50, gebildeten Brücken 54, 56 oder 58 passieren. Der Wärmeabfluß vom Tiegel 34 ist somit vor dem übergang auf das zylindrische Oberteil 68 der Halterung 62 durch die neuartige Ausbildung der zylindrischen Wandung 44 gebremst.Heat losses occur in the arrangement according to the invention of the crucible 34 by conduction only via a conduction path instead, which in each case by a lateral segment of the electrode part of the crucible 34 and the cylindrical Wall 44 of the crucible holder 42 is formed. The heat I flowing away through the wall 44 of the fitting 42 must thereby one of the between the elongated openings 50, formed bridges 54, 56 or 58 pass. The heat flow from the crucible 34 is thus before the transition to the cylindrical upper part 68 of the holder 62 by the novel Formation of the cylindrical wall 44 braked.

Die Tiegelfassung 42 und die durch sie betfirkte Verringerung des Temperaturgradienten zwischen der senkrechtenThe crucible mount 42 and the reduction it brings about of the temperature gradient between the vertical

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Seitenwandung- 38 und dem Boden 40 des Tiegels 34 stellt ein bedeutsames Merkmal der Erfindung dar. Durch diese Anordnung wird dem Boden 40 des Schmelztiegels 34 im mittleren Bereich keine Wärme durch Ableitung direkt über eine Halterung entzogen, so daß dieser Bereich,.wie nachstehend erläutert, im wesentlichen auf die gleiche Temperatur erwärmt wird wie die senkrechte Seitenwandung des Tiegels. Der auf Wärmeleitung beruhende Wärmeverlust verläuft nun von allen Bereichen des Tiegels 34 zur senkrechten Wandung 44 der Tiegelfassung 42, im unteren Bereich des Tiegels also in waagerechter Richtung, was zur Folge hat, daß der Gesamtwärrae verlust des Tiegels 34 in relativ gleichförmiger Verteilung in allen Teilen desselben auftritt. Der bei bekannten Anordnungen zwischen den oberen und unteren Bereichen der Halbleiterschmelze 47 auftretende Temperaturgradient ist dadurch beträchtlich verringert oder gar beseitigt. Da außerdem die zylindrische Innenwandung der Wandung 44 der Tiegelfassung 42 die vom unteren Teil des Tiegels darauf abgestrahlte Wärme wieder zurückstrahlt, verringert sich ein zwischen dem Boden 40 und der senkrechten Seitenwandung 38 des Tiegels 34 möglicherweise noch vorhandener Temperaturgradient noch weiterhin* Aus diesem neuartigen Merkmal der Tiegelfassung 42Sidewall 38 and the bottom 40 of the crucible 34 represents an important feature of the invention. By this arrangement, the bottom 40 of the crucible 34 in the middle area no heat withdrawn by dissipation directly via a bracket, so that this area, .like explained below, is heated to substantially the same temperature as the vertical side wall of the crucible. The heat loss based on heat conduction now runs from all areas of the crucible 34 to the vertical Wall 44 of the crucible holder 42, in the lower region of the crucible that is in the horizontal direction, which leads to Consequence has that the total heat loss of the crucible 34 in relatively uniform distribution occurs in all parts of the same. In known arrangements between the upper and lower regions of the semiconductor melt 47 occurring As a result, the temperature gradient is considerably reduced or even eliminated. In addition, since the cylindrical Inside wall of the wall 44 of the crucible holder 42 the heat radiated thereon from the lower part of the crucible again reflects back, a decrease between the bottom 40 and the vertical side wall 38 of the crucible 34 possibly still existing temperature gradient still present * From this novel feature of the crucible mount 42

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ergibt sich eine relativ gleichmäßige Temperaturverteilung in allen Teilen des Tiegels 34 und der darin enthaltenen Halbleiterschmelze.the result is a relatively uniform temperature distribution in all parts of the crucible 34 and those contained therein Semiconductor melt.

Die aus Graphit gefertigte zylindrische Halterung 62 weist einen kleineren Durchmesser auf als die Tiegelfassung 42, und die Querschnittsfläche der Wandung 64 der Halterung 62 ist beträchtlich kleiner als die Gesamtquerschnittsfläche des oberen Teils der zylindrischen Wandung 44 der Fassung 42. Die Halterung 62 ist koaxial mit dem Tiegel 34 und der Tiegelfassung 42 angeordnet und besitzt ausreichende Festigkeit, um diese beiden Teile in einer in Fig« 3 gezeigten Stellung in bezug auf die Hochfrequenz-Induktionsheizspule 45 zu haltern. Die relativ dünne zylindrische Wandung 6% der Halterung 62 ergibt eine weitere Verringerung der Wärmeableitung von der Fassung 42 über die Halterung 62.The graphite-made cylindrical holder 62 has a smaller diameter than the crucible holder 42, and the cross-sectional area of the wall 64 of the holder 62 is considerably smaller than the total cross-sectional area of the upper part of the cylindrical wall 44 of the holder 42. The holder 62 is coaxial with the Crucible 34 and the crucible holder 42 arranged and has sufficient strength to hold these two parts in a position shown in FIG. 3 with respect to the high-frequency induction heating coil 45. The relatively thin cylindrical wall 6% of the holder 62 results in a further reduction in the dissipation of heat from the mount 42 via the holder 62.

Die Länge des Wärmeleitungsweges vom Tiegel 34 über die Fassung 42 und die zylindrische Wandung 64 der Halterung 62 ist beträchtlich größer als die des i/ärmeleitungsweges vom Mittelbereich 32 des Tiegelbodens über die Halterung 28 zum Sockel 30 bei der bekannten Anordnung nach Fig. 1. Die langgestreckten Durchbrüche 50, 52 bewirken eine weitereThe length of the heat conduction path from the crucible 34 over the Socket 42 and the cylindrical wall 64 of the holder 62 is considerably larger than that of the i / ärmeleitungsweges vom Central region 32 of the crucible bottom over the holder 28 to the base 30 in the known arrangement according to FIG. 1. The elongated openings 50, 52 cause a further

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Verringerung der Wärmeableitung, ao dajo die- combination dieser beiden neuartigen Ilerkmale der Lrfinaung eine gegenüber der bekannten Tiegelanoränung nach Fig· 1 beträchtlich vorteilhaftere Schnelztiegelanoranung ermöglicht. Bei dieser Anordnung beeinflußt das durch den der Spule 45 zugeführten hochfrequenten Strom erzeugte Hochfrequenzfeld neben dem eigentlichen Tiegel 34 auch die Passung 42, wodurch sich WärmeVerluste des Tiegels 34 durch Ableitung über die Fassung 42 weiterhin verringern.Reduction of heat dissipation, ao dajo die-combination these two novel characteristics of the Lrfinaung one compared to the known crucible structure according to FIG. 1 considerably allows more advantageous melting crucible arrangement. With this arrangement, the high frequency field generated by the high frequency current supplied to the coil 45 has an effect in addition to the actual crucible 34 also the fit 42, as a result of which heat losses of the crucible 34 further reduce by derivation via the socket 42.

Ein weiteres· bedeutsames Merkmal der Erfindung liegt in der Ausbildung des Bodenteils der Tiegelfassung 42, durch welche deren Verwendung mit vorhandenen Schmelztiegeln und Halterungen 62 erleichtert ist. lüan betrachte zum Beispiel die bekannte Schmelztiegelanordnung nach Fig. 1, bei der eine Halterung 28 direkt in eine zylindrische Ausnehmung 32 in der Unterseite des Tiegels 10 eingesetzt ist. Für die Anwendung der erfindungsgemäßen Ausbildung ist es daher nicht notwendig, einen besonderen Tiegel und eine besondere Halterung 62 herzustellen, sondern man kann vorhandene Tiegel und halterungen in der in Fig. 3 dargestellten weise verwenden. Die bevorzugte Ausführung der Erfindung ist somit von einfachem und wirtschaftlichem Aufbau und weist gleichwohl die vorstehend beschriebenen verbesserten wärmedämmenden Eigenschaften auf.Another important feature of the invention lies in the formation of the bottom portion of the crucible mount 42, through which its use with existing crucibles and brackets 62 is facilitated. lüan look at the Example of the known crucible arrangement according to FIG. 1, in which a holder 28 is inserted directly into a cylindrical Recess 32 is inserted in the underside of the crucible 10. For the application of the training according to the invention it is therefore not necessary to produce a special crucible and a special holder 62, but one can use existing crucibles and brackets in the manner shown in FIG. The preferred execution the invention is thus simple and economical Structure and nevertheless has the improved heat-insulating properties described above.

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Der Tiegel 34, die Passung 42 und die Halterung 62 sind vorzugsweise aus einem feuerfesten oder hitzebeständigen I-Iaterial wie Graphit gefertigt, welches den typischen hohen Temperaturen im Bereich von l600°C beim Ziehen von Kristallen zu widerstehen vermag. Anderenfalls kann anstelle von Graphit auch ein hitzebeständiges Metall wie .Molybdän, Tantal oder Wolfram oder hitzebeständige keramische werkstoffe wie Tonerde (Al2O^) verwendet werden, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The crucible 34, the fitting 42 and the holder 62 are preferably made of a refractory or heat-resistant material such as graphite, which can withstand the typical high temperatures in the region of 1600 ° C. when pulling crystals. Otherwise, instead of graphite, a heat-resistant metal such as molybdenum, tantalum or tungsten or heat-resistant ceramic materials such as alumina (Al 2 O ^) can be used without departing from the scope of the invention.

Ferner läßt sich die X1UUmIiClIe Gestalt der beschriebenen Schmelstiegelanordnung im Rahmen, der Erfindung abwandeln. So können die einzelnen Teile der in Fig. 2 und 3 gezeigten Anordnung eine andere als die dargestellte zylindrische Form erhalten, mit öffnungen oder Durchbrüchen, die der vorstehend beschriebenen Ausbildung wirkungsmäßig entsprechen. Die langgestreckten Durchbrüche 50, 52 sind nicht auf die in Fig. 2 gezeigte Anzahl, Größe und Gestalt beschränkt, sondern können beträchtlich abgeändert werden, ohne damit die Verkleinerung des Querschnitts der Wärmebrücken in einem oder mehreren Teilen der Wandung 44 der Tiegelfassung 42 zu beeinträchtigen.Furthermore, the X 1 UUmIiClIe shape of the crucible arrangement described can be modified within the scope of the invention. Thus, the individual parts of the arrangement shown in FIGS. 2 and 3 can have a different cylindrical shape than the one shown, with openings or breakthroughs that correspond in terms of their effect to the design described above. The elongated openings 50, 52 are not restricted to the number, size and shape shown in FIG.

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Die "erfindungsgemäße Schmelztiegelanordnung ist nicht auf die Anwendung bei Hochfrequenz-Induktionsbeheizung beschränkt, sondern kann auch bei Widerstandsbeheizung Verwendung finden, wobei die allgemein bekannten Kohlen-Heizwiderstände benutzt x^erden. Diese Heizwiderstände werden gewöhnlich nahe der senkrechten Wandung des Schmelztiegels angeordnet und erwärmen diesen durch Strahlung. Man erkennt daraus, daß die Erfindung äußerst vorteilhaft bei Widerstandsbeheizung verwendbar ist, da die Heizwiderstände dazu neigen, einen dem vorstehend anhand von Fig. 1 erläuterten entsprechenden Temperaturgradienten hervorzurufen.The "crucible arrangement according to the invention is not limited to use with high frequency induction heating, but can also be used with resistance heating Find use, where the well-known carbon heating resistors used x ^ ground. These heating resistors are usually arranged near the vertical wall of the crucible and heat it through Radiation. It can be seen from this that the invention can be used extremely advantageously in resistance heating, since the heating resistors tend to have a temperature gradient corresponding to that explained above with reference to FIG to evoke.

Die Anwendung der Erfindung beschränkt sich nicht auf das Kristallziehen von Silizium, sondern eignet sich auch für das Ziehen von einzelnen Kristallen aus Germanium sowie aus bestimmten für Laser geeigneten Werkstoffen wie Granat und Rubin. Beim Ziehen von einzelnen Germaniumkristallen ist eine Quarzauskleidung 12 des Tiegels nach Pig. I nicht nötig, da das Graphit des Tiegels 3^ nicht in unerwünschter Weise mit dem geschmolzenen Germanium reagiert. Aus diesem Grunde ist die in Fig. 1 gezeigte Quarzauskleidung 12 des Tiegels in Fig. 2 und 3 nicht dargestellt. Findet die Anordnung nach Fig. 2 und 3 jedoch zum Ziehen von mono-The application of the invention is not limited to the crystal pulling of silicon, but is also suitable for pulling individual crystals from germanium as well as from certain materials suitable for lasers such as garnet and ruby. When pulling individual germanium crystals is a quartz liner 12 of the Pig crucible. I not necessary, since the graphite of the crucible 3 ^ is not undesirable Way reacts with the molten germanium. For this reason, the quartz lining 12 shown in FIG. 1 is the Crucible in Figs. 2 and 3 not shown. However, if the arrangement according to FIGS. 2 and 3 is used for pulling mono-

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kristallinem Silizium Anwendung, so kann der Schmelztiegel 32J selbstverständlich auch eine Quarzauskleidung erhalten.If crystalline silicon is used, the crucible 3 2 J can of course also have a quartz lining.

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Claims (6)

2U0070 Patentansprüche :2U0070 claims: 1. Vorrichtung zum Ziehen von Kristallen, gekennzeichnet durch eine Kristall-Wachstumskammer (8), durch eine Beheizungseinrichtung (25 bzw. 45) zum Beheizen eines Teils der Wachstumskammer, durch eine zunächst der Heizeinrichtung in der Wachstumskammer befindliche Schmelztiegelanordnuhg (10 bzv;. 34) und durch eine Halterung (28 bzv/. C2) für den Schmelztiegel zur Verringerung von Wärmeverlusten durch Warmeleitung.1. Apparatus for pulling crystals, marked through a crystal growth chamber (8), through a heating device (25 or 45) for heating a part the growth chamber, through an initially the heating device Crucible assembly located in the growth chamber (10 or 34) and a bracket (28 or /. C2) for the crucible to reduce heat loss through heat conduction. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung des Tiegels (34) eine den Tiegel entlang seinem Umfang umschließende Passung (42) sowie eine die Fassung in bezug auf die Heizeinrichtung einstellbar halternde Halterung (62) aufweist und daß die Fassung den Wärmeverlust des Tiegels durch Strahlung begrenzt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the holder of the crucible (34) a along the crucible its circumference enclosing fit (42) and a socket adjustable with respect to the heating device holding holder (62) and that the socket limits the heat loss of the crucible by radiation. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Passung (42) in Anlage an dem Tiegel (34) befindliche Wandungen (44) aufweist, in Vielehen eine Anzahl in gegenseitigem Abstand angeordneter Durchbrüche (50, 52) gebildet sind, so daß die Wärmeleitfähigkeit der Passung eingeschränkt ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the fitting (42) has walls (44) in contact with the crucible (34), in multiples of a number mutually spaced openings (50, 52) are formed so that the thermal conductivity of the Fit is restricted. BAD ORIGINAL - 23 -ORIGINAL BATHROOM - 23 - 209808/1732209808/1732 2H00702H0070 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3a dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (42) einen Boden (60) mit einer in bezug auf die Wandung (44) in der Mitte angeordneten öffnung darin (37) aufweist und daß in die Öffnung eine zum Haltern des Tiegels (34) und seiner Passung (42) in bestimmter Stellung in bezug auf eine zugeordnete Induktions-Heizspule (45) dienende Halterung (62) einsetzbar ist.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3a, characterized in that that the socket (42) has a bottom (60) with a relative to the wall (44) arranged in the middle has opening therein (37) and that in the opening one for holding the crucible (34) and its Fit (42) in a specific position with respect to an associated induction heating coil (45) serving holder (62) can be used. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in eine in der Tiegelfassung (42) gebildete öffnung (37) eine langgestreckte zylindrische Halterung (62) einsetzbar ist, welche von einem Durchlaß von einem beträchtlich geringeren Durchmesser als ein die Passung (42) durchsetzender Durchlaß durchsetzt ist, wobei der Tiegel mittels der Halterung in einer bestimmten Stellung halterbar ist und Wärmeverluste des Tiegels und der Kugelfassung aufgrund der Länge der Halterung und der relativ kleinen Querschnittsfläche der Wandungen (64) der Halterung auf ein I-ündestmaß begrenzt sind.5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that formed in one in the crucible holder (42) Opening (37) an elongated cylindrical holder (62) can be used, which is from a passage is penetrated by a considerably smaller diameter than a passage passing through the fitting (42), wherein the crucible can be held in a certain position by means of the holder and heat losses from the crucible and the Ball socket due to the length of the holder and the relatively small cross-sectional area of the walls (64) of the Bracket are limited to a minimum. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die/ E'assung (42) einen zu den Wandungen (44) hin verlaufenden und eine öffnung (37) für6. Device according to one of claims 1 to 3 »characterized in that the / E'nahm (42) to the walls (44) extending and an opening (37) for BAD ORiGfNAL - 24 209808/1732 BAD ORiGfNAL - 24 209808/1732 die Aufnahme der Halterung (62) aufweisenden Boden (60) hat und daß der Schmelztiegel (31O9 die Tiegelfassung (42) und die Halterung (62) aus einem hitzebeständigen Werkstoff bestehen, welcher den beim Ziehen von Halbleiterkristallen auftretenden hohen Temperaturen zu widerstehen vermag.the receptacle of the holder (62) having the bottom (60) and that the crucible (3 1 O 9, the crucible holder (42) and the holder (62) are made of a heat-resistant material which can withstand the high temperatures occurring when pulling semiconductor crystals able. BAD ORIGINALBATH ORIGINAL 209808/1732209808/1732
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