DE2533858C2 - Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines Halbleitermaterialstabes mit in axialer Richtung feststehender Induktionsheizspule - Google Patents
Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines Halbleitermaterialstabes mit in axialer Richtung feststehender InduktionsheizspuleInfo
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- DE2533858C2 DE2533858C2 DE2533858A DE2533858A DE2533858C2 DE 2533858 C2 DE2533858 C2 DE 2533858C2 DE 2533858 A DE2533858 A DE 2533858A DE 2533858 A DE2533858 A DE 2533858A DE 2533858 C2 DE2533858 C2 DE 2533858C2
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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
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/32—Mechanisms for moving either the charge or the heater
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1076—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state having means for producing a moving solid-liquid-solid zone
- Y10T117/1088—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state having means for producing a moving solid-liquid-solid zone including heating or cooling details
Description
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines
Halbleitermaterialstabes, insbesondere aus Silicium, der in einem Rezipienten lotrecht zwischen zwei Halterungen
verschiebbar angeordnet ist, mit einer in axialer Richtung feststehenden Induktionsheizspule, die über
ein Hochfrequenzkabel mit einem Hochfrequenzgenerator verbunden ist.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-PS 11 38 375 bekannt. Dort wird eine Vorrichtung zum Ändern des
Stabquerschnitts beim tiegelfreien Zonenschmelzen eines lotrecht an den Enden eingespannten Siliciumstabes
beschrieben, bei der die Halterungen gegeneinander und relativ zu der die Schmelzzone erzeugenden
feststehenden Induktionsheizspule bewegt werden.
Ein in dieser Vorrichtung hergestellter Halbleiterkristallstab kann nur aus der Schmelzkammer ausgebaut
werden, wenn die Türöffnung der Schmelzkammer, welche beispielsweise in der DE-PS 11 51 669 beschrieben
ist, doppelt so hoch wie der Stab lang ist. Insbesondere bei der Zonenschmelzanlagen, welche zur
Behandlung relativ langer Stäbe (z. B. mehr als 1 m) vorgesehen sind, führt dies zu sehr langen Türen, die
technisch und wirtschaftlich nur bedingt herstellbar sind.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht deshalb in der Schaffung einer Zonenschmelzanlage,
mit deren Hilfe es möglich ist, bei axial feststehender Spule relativ lange Siliciumkristallstäbe
auch mit großen Durchmessern herzustellen, ohne daß sehr hohe Öffnungen für den leichten Ein- und Ausbau
des Stabes erforderlich sind.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen der
eingangs erwähnten Art dadruch gelöst, daß die Heizspule mit einer horizontalen Verschiebeeinrichtung
verbunden ist, deren Amplitude so groß ist, daß die
Heizspule aus dem Bereich des Halbleitermaterialstabes herausfahrbar ist Dadurch kann der Stab nach dem
Zonenschmelzen aus einer Öffnung, die nur der Stablänge entspricht, sehr leicht entnommen werden.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der die Heizspule speisende Hochfrequenzgenerator
mit dei Verschiebeeinrichtung mitfahrbar ausgebildet ist
Gemäß einem besonders günstigen Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung bildet der
Hochfrequenzgenerator mit der Heizspule eine bauliche Einheit, so daß die Länge des Hochfrequenzkabels sehr
•5 klein gehalten werden kann.
Anhand des Ausführungsbeispiels, aus dem weitere Vorteile und Einzelheiten zu entnehmen sind, soll die
erfindungsgemäße Vorrichtung noch näher erläutert werden. Die Figur stellt ein Schnittbild der Zonenschmelzkammer
mit der erfindungsgemäßen Verschie-
Die Zonenschmelzkammer besteht aus einem kastenförmigen,
z. B. aus Stahl gefertigten Gehäuse 1, welches oben und unten tubusförmige Verlängerungen 2 und 3
enthält, in weichen die vakuumdichten Durchführungen 4 und 5 für die Ziehachse 6 angebracht sind. Die
Zonenschmelzkammer 1 enthält in einer Seitenwand eine Türöffnung 7 in der Höhe h. Durch die Türöffnung 7
wird die Seitenwand der Zonenschmelzkammer 1 als Vorderwand gekennzeichnet, durch die der Ein- bzw.
Ausbau des zonenzuschmelzenden bzw. zonengeschmolzenen Stabes 8 erfolgt Der Stab 8, der
vorzugsweise aus Silicium besteht, wird an seinen beiden Enden in Halterungen 9 und 10 eingespannt, die
mit Hilfe von Ziehachsen (6) außerhalb der Kammer 1 sowohl um ihre eigene Achse als auch in lotrechter
Richtung bewegt werden. Eine Induktionsheizspule 11, welche den Stab 8 ringförmig umschließt, vorzugsweise
aus einer einwindigen Flachspule besteht und von einem
fahrbaren Hochfrequenzgenerator 16 gespeist wird, erzeugt im Stab eine Schmelzzone 12, welche durch
Abwärtsbewegen der Halterungen des Stabes bei feststehender Spule 11 durch den Stab 8 von unten nach
oben wandert. Das Schnittbild zeigt den Schmelzzonendurchgang ungefähr in der Mitte des Verfahrens. Die
Induktionsheizspule 11 ist mit einer horizontalen Verschiebeeinrichtung 13 verbunden, welche sich in
einem in einer Seitenwand der Zonenschmelzkammer 1 angebrachten Tubus 14 befindet Der Verschiebevorgang
der Spule 11 in horizontaler Richtung, welcher beim Ein- und Ausbau des Stabes 8 in die Zonenschmelzkammer
1 durchgeführt wird, erfolgt durch das hochvakuumdichte Verschieben eines Rohres 15,
welches mit der Spulenzuführung 17 und der Spule 11 verbunden ist, in einer ölüberlagerten Simmeringkammer
18.
Die in die Figur eingezeichneten gestrichelten Linien sollen die Lage der Spule sowie des fahrbaren
Hochfrequenzgenerators relativ zum Stab zeigen, die
durch die erfindungegemäße Vorrichtung möglich ist. Dabei ist beispielsweise der Stab beim Einbau oberhalb
der Spule und beim Ausbau nach der Fertigstellung unterhalb der Spule (Ziehen mit untenliegendem
Keimkristall 19) angeordnet. Der Ausbau des Stabes erfolgt dann nach dem Trennen und Auseinanderfahren
der Stabenden und horizontaler Verschiebung der Spule auf einfache Weise durch Hochfahren des Stabes bis zur
Mitte der Zonenschmelzkammer.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können Siiiciumkristallstäbe mit mehr als einem Meter Länge in
Zonenschmelzeinrichtungen hergestellt werden, deren Türöffnungen nicht größer sind als die Stablängen
selbst
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines Halbleitermaterialstabes, insbesondere aus
Silicium, der in einem Rezipienten lotrecht zwischen
zwei Halterungen verschiebbar angeordnet ist, mit einer in axialer Richtung feststehenden Induktionsheizspule, die über ein Hochfrequenzkabel mit
einem Hochfrequenzgenerator verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizspule
mit einer horizontalen Verschiebeeinrichtung verbunden ist, deren Amplitude so groß ist, daß die
Heizspule aus dem Bereich des Halbleitermaterialstabes herausfahrbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Heizspule speisende Hochfrequenzgenerator
mit der Verschiebeeinrichtung mitfahrbar ausgebildet ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hochfrequenzgenerator mit der Heizspule eine bauliche Einheit bildet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung ein
in einem in einer Seitenwand des Rezipienten angebrachten Tubus angeordnetes Rohr (15) aufweist,
welches mit der Spulenzuführung (17) verbunden und in einer ölüberlagerten Simmeringkammer
(18) geführt ist
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2533858A DE2533858C2 (de) | 1975-07-29 | 1975-07-29 | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines Halbleitermaterialstabes mit in axialer Richtung feststehender Induktionsheizspule |
| US05/707,957 US4092124A (en) | 1975-07-29 | 1976-07-23 | Apparatus for floating melt zone processing of a semiconductor rod |
| DK339476A DK339476A (da) | 1975-07-29 | 1976-07-28 | Apparat til digelfri zonesmeltning af en halvledermaterialestav med i aksial retning faststaende induktionsvarmespole |
| JP51090116A JPS5915120B2 (ja) | 1975-07-29 | 1976-07-28 | 半導体材料棒のるつぼ無し帯域溶融装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2533858A DE2533858C2 (de) | 1975-07-29 | 1975-07-29 | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines Halbleitermaterialstabes mit in axialer Richtung feststehender Induktionsheizspule |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2533858A1 DE2533858A1 (de) | 1977-02-17 |
| DE2533858C2 true DE2533858C2 (de) | 1983-11-17 |
Family
ID=5952716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (4)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5915120B2 (de) |
| DE (1) | DE2533858C2 (de) |
| DK (1) | DK339476A (de) |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5157878B2 (ja) * | 2007-12-25 | 2013-03-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 単結晶シリコン製造装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2976339A (en) * | 1956-12-03 | 1961-03-21 | Heraeus Gmbh W C | Vacuum smelting furnace and method of operation |
| DE1249836B (de) * | 1963-12-03 | 1967-09-14 | Wacker-Chemie G.m.b.H., München | Verfahren zum induktiven Zonenschmelzen von Halbleiterstäben |
| DE1262226B (de) * | 1965-04-28 | 1968-03-07 | Siemens Ag | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen mit einer Vakuumkammer |
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| DE1519902C3 (de) * | 1966-09-24 | 1975-07-10 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines kristallinen Stabes, insbesondere Halbleiterstabes |
| DE1644006A1 (de) * | 1967-04-29 | 1970-04-02 | Siemens Ag | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines kristallinen Stabes,insbesondere Halbleiterstabes |
| GB1179545A (en) * | 1968-01-16 | 1970-01-28 | Siemens Ag | Apparatus for Melting a Rod of Crystalline Material Zone-by-Zone |
| GB1361710A (en) * | 1972-11-17 | 1974-07-30 | Belov V F | Vertical crucible-free zone melting |
-
1975
- 1975-07-29 DE DE2533858A patent/DE2533858C2/de not_active Expired
-
1976
- 1976-07-23 US US05/707,957 patent/US4092124A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-07-28 JP JP51090116A patent/JPS5915120B2/ja not_active Expired
- 1976-07-28 DK DK339476A patent/DK339476A/da not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2533858A1 (de) | 1977-02-17 |
| JPS5915120B2 (ja) | 1984-04-07 |
| US4092124A (en) | 1978-05-30 |
| DK339476A (da) | 1977-01-30 |
| JPS5216406A (en) | 1977-02-07 |
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|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Ipc: C30B 13/20 |
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Free format text: STUT, HANS, 8031 GROEBENZELL, DE |
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