DE2607729C2 - Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleitermaterialstäben - Google Patents
Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen von HalbleitermaterialstäbenInfo
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Description
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleitermaterialstäben,
insbesondere von Siliciumeinkristallstäben mit großen Durchmessern, bei der ein aus einer
den Stab ringförmig umgebenden Induktionsheizspule und einer parallelgeschalteten Kapazität gebildeter
Heizkreis über Stromzuführungen an den Ausgangskreis eines Hochfrequenzgenerators angekoppelt ist
und die Kapazität durch parallelgeschaltete, mit einem Kühlmittelkreislauf verbundene Keramikkondensatoren
gebildet wird.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 24 34 136 bekannt. Bei dem hier verwendeten Heizkreis mit Einzelkapazitäten
großer Kapazität läßt sich jedoch in den einzelnen Kondensatoren eine sehr ungleiche Stromdichteverteilung
nicht vermeiden. Sie kann bei großer Belastung, wie sie beim tiegelfreien Zonenschmelzen
von Siliciumeinkristallstäben beim Übergang auf Stabdurchmesser von größer als 50 mm oft auftritt, zur Zerstörung
an den Stellen höchster Stromdichte führen.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht deshalb in der Erhöhung der Belastbarkeit des abgestimmten Heizkreises und damit in der Reduzierung von Verlusten.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht deshalb in der Erhöhung der Belastbarkeit des abgestimmten Heizkreises und damit in der Reduzierung von Verlusten.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
daß die Keramikkondensatoren eine ganzflächige Innen- und Außen-Metallbelegung aufweisen, und daß jede
Einzelkapazität mittels der Stromzuführungen an die Metallbeläge in relativ kleine Teilkapazitäten aufgeteilt
ist Auf diese Weise kann die Stromverteilung in jeder
Teilkapazität und damit auch für die Gesamtkapazität gleichmäßiger gemacht werden.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Keramikkondensatoren über zwei
Platten (A und B) aus elektrisch gut leitendem Material miteinander verbunden sind, von denen die den Kondensatoren
direkt benachbarte Platte A als Kontaktplatte für die Außenbeläge der Kondensatoren und die
der Spulenzuführung benachbarte Platte B über durch die Kontaktplatte A hindurchgeführte Stromzuführung
gen als Kontaktplatte für die Iiinenbeikge dient
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß rotationssymmetrisch
ausgebildete Keramikkondensatoren, vorzugsweise aus Bariumtitanatkeramik bestehende und mit
Silberbelägen versehene Rohr- und/oder auch Topfkondensatoren verwendet werden.
An Hand von Ausführungsbeispielen und der Fig. 1—3, aus welchen noch weitere Einzelheiten der
Erfindung zu entnehmen sind, soll die Vorrichtung näher beschrieben werden.
5C F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße
Kondensatoren :dnung.
F i g. 2 stellt einen Längsschnitt durch die in F i g. 1 dargestellte Anordnung dar, und
F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Einzelkon-
densators mit symmetrisch aufgeteilten Stromzuführungen.
In F i g. 1 ist eine Kondensatoranordnung in Form einer Matrix, bestehend aus 5 · 4 parallelgeschalteten
Keramikkondensatoren 2, mit einer Kapa/iiät von je 2000 pF dargestellt. Die vorzugsweise aus Bariumtitanatkeramik
bestehenden, mit Silberbelegungen versehenen Topfkondensatoren 2 sind über zwei Platten A
und B aus versilbertem Kupfer miteinander verbunden. Dabei sind die Kondensatoren 2 an die Platte A über ein
Kontaktlot mit ihrem Außenbelag direkt angeflanscht und über Verbindungsstege 3, welche als Stromzuführungen
für die Innenbeläge dienen, an die Platte B angeschraubt (in der Zeichnung nicht sichtbar). Mit dem Be-
zugszeichen 4 ist die Zuführung zur Spule gekennzeichnet
Durch diese kann die Wasserführung für den gemeinsamen Kühlmittelkreislauf erfolgen; es ist aber
ebenso auch eine getrennte Wasserführung von Spule und Kondensatoranordnung möglich. Mit Hilfe der in
der F i g. 1 gezeigten Anordnung ist die Möglichkeit gegeben, bei einer Länge des Einzelkondensators von
12 era, einem Durchmesser von 3 cm, einer Eigenkapazität
von 2000 pF und 20 Teilkondensatoren einen 3 MHz-i>pulen:trom von 2300 A sicher zu führen.
In Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die erste Reihe
der in F i g. 1 abgebildeten Kondensatoren dargestellt Die in Form eines Topfes ausgebildeten Kondensatoren
2 bestehen aus einer Bariumtitanatkeramik 5, welche sowohl innen als auch außen mit Silberbelegungen 6
und 7 versehen sind. Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind die Kondensatoren mit ihrem Außenbelag 6 an
ihrer offenen Seite über einen weichen Ringflansch 8, vorzugsweise aus Kupfer, an die Kontaktplatte A mit
einem aus einer Blei-Zinn-Legierung bestehenden Lot angelötet
Der Inncnbclag 7 ist über symmetrisch aufgeteilte,
weiche Stromzuführungen 9 und über den Ver':>indungssteg
3 mit der Platte B verbunden. Die Verbindung erfolgt durch eine Schraube 10. Die Kondensatoren 2 sind
in einen Kupferkasten 11 eingebaut, der an einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf mit der in der Figur
nicht abgebildeten Spule angeschlossen ist (siehe Pfeil 12). Zur zusätzlichen Wasserabdichtung ist beim Obergang
Kondensatorrand/Platte A zur sicheren Abdichtung Silikongummi 13 eingegossen. Der mit dem Bezugszeichen
14 gekennzeichnete Bereich an der offenen Seite des Kondensators dient als Isolierstrecke. Durch
den Pfeil 15 wird der Wasserablauf angezeigt. Die Spulenzuführung 4 sowie die Platte B wird mit einer zusatzliehen
Wasserkühlung 21 versehen.
In F i g. 3 wird ein besonders günstiges Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung dargestellt, bei
dem eine sehr gleichmäßige Stromverteilung auch im Einzelkondensator dadurch erreicht wird, daß die An
Schlüsse der ^tromzuführungen 19 und 20 an den Innen-(7)
und auch an den Außenbelägen 6 in der Mitte des Topfkondensators 2 angebracht sind. Damit keine mechanischen
Verspannungen entstehen, werden hier versilberte Kupferringe 16 (innen) und 17 (außen) über den
Silberbelag 6 und 7 geschoben und mit ihm verlötet. Wie aus der Figar zu ersehen ist. erfolgt v-ine symmetrische
Aufteilung der Stromzuführungen 19 und 20 sowohl für den Innenbelag 7 als auch für den Außenbelag 6. Ansonsten
gelten die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
55
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Claims (10)
1. Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleitermaterialstäben, insbesondere von SiIiciumeinkristallstäben
mit großem Durchmesser, bei der ein aus einer den Stab ringförmig umgebenden Induktionsheizspule und einer parallelgeschalteten
Kapazität gebildeter Heizkreis über Stromzuführungen an den Ausgangskreis eines Hochfrequenzgenerators
angekoppelt ist und die Kapazität durch parallelgeschaltete, mit einem Kühlmittelkreislauf
verbundene Keramikkondensatoren gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikkondensatoren
eine ganzflächige Innen- und Au-Een-Metallbelegung
aufweisen, und daß jede Einzelkapazität mittels der Stromzuführungen an die Metallbeläge
in relativ kleine Teilkapazitäten aufgeteilt ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d&i* die Keramikkondensatoren über zwei
Platten (A und B) aus elektrisch gut leitendem Material miteinander verbunden sind, von denen die den
Kondensatoren direkt benachbarte Platte A als Kontaktplatte für die Außenbeläge der Kondensatoren
und die der Spulenzuführung benachbarte Platte B über durch die Kontaktplattc A für die Außenbeläge
hindurchgeführte Stromzuführungen als Kontaktplatte für die Innenbeläge dient.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung rotationssymmetrisch
ausgebildeter Keramikkondensatoren.
4. Vorrichtung nach Anspn h 1—3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sr-omzuführung für die Außenbeläge über einen weichen ' ingkontaktflansch,
der unmittelbar an der Platte A angelötet ist, erfolgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1—4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromzuführung für die Innenbeläge durch an die Kontaktplatte B angeschraubte
Verbindungsstege, welche durch die Platte A hindurchgeführt sind, erfolgt und die Verbindungsstege
mit dem Innenbelag durch symmetrisch aufgeteilte Zuführungen verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungen für die Innen-
und Außenbeläge symmetrisch aufgeteilt sind und durch Kontaktflansche mit den Belägen im Mittelbereich
des Kondensators verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 —6, gekennzeichnet durch die Verwendung von aus Bariumtitanatkeramik
bestehenden, mit Silberbelägen versehenen Rohr- und/oder Topfkondensatoren.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 —7, gekennzeichnet durch die Verwendung weicher versilberter
Kontaktflansche zu den Belägen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 —8, gekennzeichnet
durch die Anordnung der parallelgeschalteten Keramikkondensatoren von je 2000 pF Kapazität in
Form einer Matrix.
10. Vorrichtung nach Anspruch I —9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platte B mit einer zusätzlichen Wasserkühlung versehen ist.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19762607729 DE2607729C2 (de) | 1976-02-25 | 1976-02-25 | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleitermaterialstäben |
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| DE19762607729 DE2607729C2 (de) | 1976-02-25 | 1976-02-25 | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleitermaterialstäben |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2607729A1 DE2607729A1 (de) | 1977-09-01 |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE2434136A1 (de) * | 1974-07-16 | 1976-01-29 | Siemens Ag | Vorrichtung zum tiegelfreien zonenschmelzen von halbleitermaterialstaeben |
-
1976
- 1976-02-25 DE DE19762607729 patent/DE2607729C2/de not_active Expired
Also Published As
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