DE2336234A1 - Anordnung und verfahren zum ziehen eines einkristalls - Google Patents
Anordnung und verfahren zum ziehen eines einkristallsInfo
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- DE2336234A1 DE2336234A1 DE19732336234 DE2336234A DE2336234A1 DE 2336234 A1 DE2336234 A1 DE 2336234A1 DE 19732336234 DE19732336234 DE 19732336234 DE 2336234 A DE2336234 A DE 2336234A DE 2336234 A1 DE2336234 A1 DE 2336234A1
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Classifications
-
- 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
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
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Description
Licentia Patent Verwaltungs-G.m.b.H.
6 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1
Dr. Lertes/gö FBE 72/32
5.7.1973
"Anordnung und Verfahren zum Ziehen eines Einkristalls"
Die Erfindung "betrifft eine Anordnung und ein Verfahren
zum Ziehen eines Einkristalls aus einer in einem Tiegel befindlichen Schmelze.
Bei der Einkristallzüchtung nach dem Czochralski-Verfahren
wird ein Kristallkeim mit gewünschter kristallographischer Orientierung nach dem Eintauchen mit definierter vertikaler
Bewegung aus der Schmelze gezogen. Zum Ausgleich der im Ziehaufbau stets vorhandenen thermischen Unsymmetrie
wird dieser Vertikalbewegung in allgemeinen eine Rotationsbewegung überlagert. Für die Qualität des wachsenden Kristalles
ist es wesentlich, daß der Wachstumsprozeß möglichst
gleichmäßig erfolgt. Dies ist eine Frage der sich ausbildenden Temperaturdifferenz zwischen dem wachsenden
Kristall und der Schmelze. Ist die Temperaturdifferenz zu
klein, so können die stets vorhandenen Temperatur-Fluktuationen in der Schmelze zu störenden instabilen Wachstumsbedingungen führen, die äußerlich an Durchmesserschwankungen
des wachsenden Kristalles zu erkennen sind. Solche Schwierigkeiten, die ein Kristallwachstum sogar gegebenen-
409885/0781
- ? - FBE 72/32
falls unmöglich machen können, stellen sich vor allem dann ein, wenn die Wärmeleitfähigkeit des Kristalls sehr klein
ist oder der Kristall zur Bruchvermeidung einer Nacherhitzung unterworfen wird. In allen diesen Fällen ist es notwendig,
durch zusätzliche Hilfsmittel die Temperatur des Kristalls abzusenken.
Zur Lösung dieser Probleme ist es bekannt, den Kristall entweder von außen oder über ein, den Kristall umschließendes
Rohr, mittels eines Gasstromes zu kühlen. Diese Arbeitsweise ist jedoch sehr aufwendig und störanfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kristall auf einfache Weise wirkungsvoll und unter Vermeidung weiterer
Nachteile zu kühlen.
Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden Anordnung zum Ziehen eines Einkristalls aus einer in einem Tiegel befindlichen
Schmelze gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Einkristall mittels eines Strahlungsschilds gegenüber der
Schmelze und/oder dem Tiegel abgeschirmt ist.
Vorteilhaft umgibt der Strahlungsschild den Kristall rotationssymmetrisch,
wobei der Strahlungsschild kegelstumpfförmig ausgebildet sein kann und die kleinere öffnung der
Schmelze zugewandt ist. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht der Strahlungsschild aus dem gleichen
Material wie der Tiegel, für den in vielen Fällen Platin verwendet wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird durch die relative Lage des Strahlungsschilds gegenüber der
Schmelze und/oder dem Tiegel der Temperaturgradient an der Phasengrenze Kristall-Schmelze eingestellt.
Das Wesen der Erfindung soll anhand der Figur näher erläutert werden.
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- 3 - PBE 72/52
Der Kristall 1 ist in nicht näher dargestellter Weise mit einem Stab 6 verbunden, der in vertikaler Richtung "bewegbar
ist. Die Schmelze 3 befindet sich in einem Tiegel 5?
der (bei induktiver Beheizung) von einer thermischen Isolierung 7 umgeben ist. Als Ausführungsbeispiel wurde ein
kegelstumpfförmiger Strahlungsschild 2 angeommen, dessen
kleinere Öffnung 4· der Schmelze zugewandt ist. Der Strahlungsschild,
der bis dicht über die Schmelzoberfläche reicht, schirmt dabei den wachsenden Kristall derart gegen
die Zustrahlung von.den heißen Tiegelwänden und dem größten Teil der Schmelzoberfläche ab, daß eine verstärkte Wärmeabgabe
des Kristalls an die nunmehr kältere Umgebung stattfindet. Durch eine seitliche Öffnung 8 in der thermischen
Isolation ist bei der gewählten Neigung des Strahlungsschildes eine uneingeschränkte Beobachtung dos Kristallwachstums
möglich. Durch Veränderung des Abstandes zwischen dem Strahlungsschild und der Schmelzoberfläche und insbesondere
auch durch Abänderung der Gestalt des Strahlungsschilds können definierte Temperaturprofile an der Phasengrenzfläche
Schmelze-Kristall eingestellt werden.
Die Haßnahmen gemäß der Erfindung lassen sich besonders
vorteilhaft dann einsetzen, wenn ein Absinken des Schmelzspiegels aus technischen Gründen während des Kristallwachstums
unerwünscht ist und aus diesem Grund ein Tiegel mit großem Volumen benutzt wird, wobei der Tiegeldurchmesser
sehr viel größer als der Kristall ist. In diesem Fall können durch ein Strahlungsschild gemäß der Erfindung die
thermischen Bedingungen eines Tiegels mit kleinerem Durchmesser simuliert werden.
Die Erfindung läßt sich unter Verwendung eines Strahlungsschilds und eines Tiegels aus Platin besonders vorteilhaft
zur Herstellung von BaoLiNbcO^c-Einkristallen einsetzen.
409885/0 7 81
Claims (7)
1. Anordnung zum Ziehen eines Einkristalls aus einer in einem Tiegel befindlichen Schmelze, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kristall (1) mittels eines Strahlungsschilds (2) gegenüber der Schmelze (3) und/oder dem Tiegel (5) abgeschirmt
ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschild (2) den Kristall (1) rotationssymmetrisch
umgibt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschild (2) kegelstumpfförmig ausgebildet
ist, wobei die kleinere öffnung (4) der Schmelze (3) zugewandt ist.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
daß der Strahlungsschild (2) aus dem gleichen Material wie der Tiegel (5) besteht.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Tiegel (5) aus Platin besteht.
6. Verfahren zur Herstellung eines Kristalls aus einer in einem Tiegel befindlichen Schmelze, gekennzeichnet durch
die Verwendung eines Strahlungsschilds (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5·
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die relative Lage des Strahlungsschilds (2) gegenüber
der Schmelze (3) und/oder dem Tiegel (5) der Temperaturgradient an der Phasengrenze Kristall-Schmelze eingestellt
wird.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732336234 DE2336234A1 (de) | 1973-07-17 | 1973-07-17 | Anordnung und verfahren zum ziehen eines einkristalls |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732336234 DE2336234A1 (de) | 1973-07-17 | 1973-07-17 | Anordnung und verfahren zum ziehen eines einkristalls |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2336234A1 true DE2336234A1 (de) | 1975-01-30 |
Family
ID=5887136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19732336234 Pending DE2336234A1 (de) | 1973-07-17 | 1973-07-17 | Anordnung und verfahren zum ziehen eines einkristalls |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2336234A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2821481A1 (de) * | 1978-05-17 | 1979-11-22 | Wacker Chemitronic | Vorrichtung und verfahren zum ziehen von hochreinen halbleiterstaeben aus der schmelze |
| US5308446A (en) * | 1986-07-24 | 1994-05-03 | Bihuniak Peter P | Fused quartz member for use in semiconductor manufacture |
| DE10119947A1 (de) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Crystal Growing Systems Gmbh | Verfahren zum Steuern einer Kristallziehanlage und Kristallziehanlage zu seiner Durchführung |
-
1973
- 1973-07-17 DE DE19732336234 patent/DE2336234A1/de active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2821481A1 (de) * | 1978-05-17 | 1979-11-22 | Wacker Chemitronic | Vorrichtung und verfahren zum ziehen von hochreinen halbleiterstaeben aus der schmelze |
| US5308446A (en) * | 1986-07-24 | 1994-05-03 | Bihuniak Peter P | Fused quartz member for use in semiconductor manufacture |
| DE10119947A1 (de) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Crystal Growing Systems Gmbh | Verfahren zum Steuern einer Kristallziehanlage und Kristallziehanlage zu seiner Durchführung |
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