DE2458450A1 - Induktionsheizspule zum tiegelfreien zonenschmelzen von halbleiterstaeben, die zerlegbar aufgebaut ist - Google Patents

Induktionsheizspule zum tiegelfreien zonenschmelzen von halbleiterstaeben, die zerlegbar aufgebaut ist

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DE2458450A1 DE19742458450 DE2458450A DE2458450A1 DE 2458450 A1 DE2458450 A1 DE 2458450A1 DE 19742458450 DE19742458450 DE 19742458450 DE 2458450 A DE2458450 A DE 2458450A DE 2458450 A1 DE2458450 A1 DE 2458450A1
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Description

SIEMSNS AKTIEIiGESSLISCHAPT , München 2,
Berlin und München Witteisbacherplatz 2
4/1202
Induktionsheizspule zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halblei-Zusatz zum Patent VPA 71/1193 (Patentanmeldung P 21 60 694.0)
Das Hauptpatent betrifft eine Induktionsheizspule zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Stäben aus Halbleitermaterial, welche aus einer einwindigen Flachspule besteht und in mindestens zwei Bauteile zerlegbar aufgebaut ist, die durch Schraubverbindungen und für die Kühlung vorgesehene Abdichtungen miteinander verbunden sind und bei der die für die Teilung vorgesehene Trennfuge senkrecht zur Spulenebene angeordnet ist.
Mittels einer solchen Induktionsheizspule ist es möglich, Halbleiterkristallstäbe mit größerem Durchmesser als dem Innendurchmesser der Spule durch das tiegelfreie Zonenschmelzen herzustellen, ohne daß die Spule nach Beendigung des Schmelzzonendurchganges "ausgefädelt" oder der Halbleiterkristallstab auseinandergezogen oder gebrochen werden muß. Dies ist insbesondere wichtig für die Herstellung versetzungsfreier Siliciumkristalle, bei der oft mehrere Schmelzzonendurchgänge erforderlich sind.
Die in der Hauptpätentanmeldung beschriebenen teilbaren Spulen sind gut brauchbar für die Herstellung von Siliciumeinkristallstäben mit Stabdurchmessern bis zu 45 mm. Darüberhinaus treten
-■/
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VPA 9/110/4071 Edt/Bam - 2 -
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jedoch. Kühlungsprobleme auf. An den Verschraubungen entstehen
auch Deformationen der Hochfrequenzfelder, welche Widerstandsinhomogenitäten (sog. striations), die auf DotierungsSchwankungen zurückzuführen sind, zur Folge haben. Diese Nachteile sollen bei der Induktionsheizspule gemäß der Lehre der Erfindung vermieden werden.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht also in der Schaffung einer Induktionsheizspule zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleiterkristallstäben, welche
eine radial symmetrische Feldverteilung und eine hohe Zuverlässigkeit auch beim Ziehen von sehr dicken Siliciumeinkristallstäben (Durchmesser größer als 45 mm) aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Induktionsheizspule der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Schraubverbindungen senkrecht zur Trennfuge und innerhalb der Spulenebene angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Verbindungsteile die radialsymmetrische Geometrie der Spule nicht beeinflussen. Durch definierte Kühlkanäle in der Spule
wird eine ausreichend gleichmäßige Kühlung aller Spulenteile
gewährleistet. Für die Herstellung von Siliciumeinkristall- .
stäben durch das tiegelfreie Zonenschmelzen ist die erfin—
dungsgemäße Spule auch im Dauerbetrieb sehr gut geeignet.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der Schlitz der Induktionsheizspule durch ein inertes
Material verschlossen ist, was vorzugsweise dadurch erreicht
wird, daß an die eine Spulenhälfte ein Quarzsteg geklebt wird. Dadurch wird das Überschlagverhalten beim Ziehen in Schutzgasatmosphäre verbessert.
VPA 9/110/4071 - 3 -
Ö09825/0473
Es liegt auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß am Spulenrand diametral gegenüber den Spulenschlitz ein Ansatzstück in Form einer Öse, vorzugsweise aus Kupfer, an welcher die Spule geerdet wird, angebracht ist. Hierdurch werden ebenfalls die Überschläge zwischen Spule und Halbleiterstab beim Ziehen in Schutzgasatmosphäre, welche durch die Verwendung einer einwindigen Flachspule schon erheblich reduziert werden, noch weiter gemindert.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus den in der Zeichnung befindlichen Fig. 1 und 2, wobei die · Fig. 1 eine Draufsicht auf die Spulenebene und Fig. 2 eine Spulenhälfte in Seitenansicht entlang der Trennlinie Il/ll in Fig. 1 zeigt,
zu entnehmen.
In der Fig. 1 wird eine Induktionsheizspule 2 aus Kupfer dargestellt, welche aus zwei Spulenhälften 3 und 4 besteht. Die Spulenhälften .3 und 4 berühren sich in den Flächen 5 und 6, welche zur besseren Kontaktgabe mit Silberbelägen versehen sind. Mit dem Bezugszeichen 7 und 8 sind die für die Verschraubung vorgesehenen Gewindeeinsätze aus Stahl, welche in der Spulenebene die beiden Hälften 3 und 4 miteinander verbinden., bezeichnet. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet den für die Abdichtung der in den Spulenhälften 3 und 4 befindlichen Kühlwas^serbohrungen vorgesehenen Gummiring. Die Verschraubungen (7,8) sind so in der Spule 2 angebracht, daß ihre Schraubenköpfe 17 und 18 in einer Vertiefung 15 in Form einer Einfräsung am Spulenrand im Bereich der Spulenhälfte 4 nach außen an die Spulenoberfläche treten.
Auf der zu den Stromzuführungen 10 und 11 hinführenden Seite
VPA 9/110/4071 - 4 r-
"ÖÜ982S/0473
der Spule 2 ist der Spulenschlitz 12 mit einem inerten Material verschlossen, wobei ein, den Schlitz verschließender Quarzsteg an die eine Spulenhälfte (3 oder 4) geklebt worden ist.
In Fig. 2 gelten die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1. Dabei ist zur Vermeidung der Überschlagsneigung und damit zur
Erdung der Spule am Spulenrand diametral gegenüber dem Spulenschlitz eine Kupferöse 14 angelötet.
7 Patentansprüche
2 Figuren
VPA 9/110/4071 &09825/0473 -5-

Claims (7)

  1. Pat enta
    J Induktionsheizspule zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Stäben aus Halbleitermaterial, welche aus einer einwindigen Flachspule "besteht und in mindestens zwei Bauteile zerlegbar aufgebaut ist, die durch'Schraubverbindungen und für die Kühlung vorgesehene Abdichtungen miteinander verbunden sind und bei der die für die Teilung vorgesehene Trennfuge senkrecht zur Spulenebene angeordnet ist, nach Patent . ... ...
    (Patentanmeldung P 21 60 694.0 = YPA 73/1193), dadurch gek. ennzeich.net , daß die Schraubverbindungen senkrecht zur Trennfuge und innerhalb der Spulenebene angeordnet sind.
  2. 2. Induktionsheizspule nach Anspruch 1,dadurch ge kennzeichnet , daß der Spulenschlitz durch ein inertes Material verschlossen ist.
  3. 3. Induktionsheizspule nach Anspruch 2,dadurch ge kennzeichnet , daß der Verschluß aus einem, an die eine Spulenhälfte geklebten Quarzsteg besteht.
  4. 4. Induktionsheizspule nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß am Spulenrand diametral gegenüber dem Spulenschlitz ein Ansatzstück in Form einer, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Öse angebracht ist, an welcher die Spule geerdet wird.
    VPA 9/110/4071 - 6 -
    ■609825/04 7 3
  5. 5. Induktionsheizspule nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet , daß die Spule im Bereich der Trennfuge mit einem Silberbelag versehen ist.
  6. 6. Induktionsheizspule nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet ., daß die Spule selbst aus
    Kupfer besteht.
  7. 7. Induktionsheizspule nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß für die Schraubverbindungen Einsätze aus Stahl verwendet sind.
    VPA 9/110/4071
    609825/0473
DE19742458450 1974-12-10 1974-12-10 Wassergekühlte Induktionsheizspule zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Stäben aus Halbleitermaterial Expired DE2458450C3 (de)

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DK556675A DK556675A (da) 1974-12-10 1975-12-09 Induktionsvarmespole til digelfri zonesmeltning af halvlederstave, og som er opbygget adskillelig
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