DE2618273B2 - Process for the deposition of polycrystalline silicon - Google Patents

Process for the deposition of polycrystalline silicon

Info

Publication number
DE2618273B2
DE2618273B2 DE19762618273 DE2618273A DE2618273B2 DE 2618273 B2 DE2618273 B2 DE 2618273B2 DE 19762618273 DE19762618273 DE 19762618273 DE 2618273 A DE2618273 A DE 2618273A DE 2618273 B2 DE2618273 B2 DE 2618273B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon
graphite
deposition
reactor
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19762618273
Other languages
German (de)
Other versions
DE2618273A1 (en
DE2618273C3 (en
Inventor
Alois Goeppinger
Rudolf Dipl.-Chem. Dr. Griesshammer
Helmut Hamster
Franz Dipl.-Ing. 8262 Altoetting Koeppl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siltronic AG
Original Assignee
Wacker Siltronic AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Siltronic AG filed Critical Wacker Siltronic AG
Priority to DE19762618273 priority Critical patent/DE2618273C3/en
Priority to CA273,378A priority patent/CA1092905A/en
Priority to NL7702613A priority patent/NL7702613A/en
Priority to IT4907877A priority patent/IT1086646B/en
Priority to GB1708777A priority patent/GB1569651A/en
Priority to SE7704805A priority patent/SE7704805L/en
Priority to FR7712732A priority patent/FR2361304A1/en
Priority to JP4899777A priority patent/JPS52155142A/en
Priority to BE177052A priority patent/BE853997A/en
Publication of DE2618273A1 publication Critical patent/DE2618273A1/en
Publication of DE2618273B2 publication Critical patent/DE2618273B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2618273C3 publication Critical patent/DE2618273C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/01Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes on temporary substrates, e.g. substrates subsequently removed by etching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Description

1515th

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Abscheidung von polykristallinem Silicium aus der Gasphase auf erhitzten Trägerkörpern aus Kohlenstoff.The invention relates to a method for the deposition of polycrystalline silicon from the Gas phase on heated carbon carriers.

Bei Hochtemperaturprozessen in der Halbleitertechnik, insbesondere bei Diffusions-, Oxidations- und Epitaxieprozessen empfehlen sich Reaktionsräume aus Silicium aufgrund ihrer gegenüber Quarz größeren Reinheit, höheren mechanischen Stabilität und geringeren GasdurchlässigkeitIn high-temperature processes in semiconductor technology, Reaction chambers are particularly recommended for diffusion, oxidation and epitaxial processes Silicon because of its higher purity, higher mechanical stability and lower than quartz Gas permeability

Derartige Siliciumformkörper lassen sich mit Diamantsägen aus Siliciumblöcken heraussägen. Dieses Verfahren ist jedoch außerordentlich zeitaufwendig und kostspielig. Es gingen daher schon lange Bestrebungen dahin, derartige Formkörper durch Abscheiden von Silicium aus der Gasphase auf Trägerkörpern aus beispielsweise Silicium, Tantal oder Kohle herzustellen.Such molded silicon bodies can be sawed out of silicon blocks with diamond saws. This However, the process is extremely time consuming and costly. Efforts have therefore been made for a long time then, such shaped bodies by depositing silicon from the gas phase on carrier bodies for example to produce silicon, tantalum or carbon.

Die Abscheidung von Silicium auf Kohle oder Graphit wurd erstmals 1927 von R. HöIbIing mit Erfolg durchgeführt (Z. anorg. allg. Chem. 40, 655-659/ 1927). Nach diesem Verfahren wurden stabförmige Vollkörper hergestelltThe deposition of silicon on carbon or graphite was first introduced in 1927 by R. HöIbIing Success carried out (Z. anorg. General Chem. 40, 655-659 / 1927). Rod-shaped solid bodies were produced according to this process

Gemäß einem in der DE-AS 11 09 142 beschriebenen Verfahren werden dagegen Quarzrohre als Trägerkörper verwendet, welche an der Außenseite mit einer Schicht aus Kohlenstoff überzogen sind, auf welcher Siliciumhohlkörper aus der Gasphase abgeschieden werden. Bei diesem Verfahren bereitet aber die Trennung von Tragekörper und Formkörper große Schwierigkeiten. «According to one described in DE-AS 11 09 142 Method, however, quartz tubes are used as a carrier body, which on the outside with a Layer of carbon are coated on which hollow silicon body is deposited from the gas phase will. In this process, however, the separation of the support body and the molded body is great Trouble. «

Besser gelingt diese Trennung von Tragekörper und darauf abgeschiedenem Formkörper nach einem in der DE-OS 22 15 143 beschriebenen Verfahren, bei welchem ein Trägerkörper aus Kohlenstoff vor der Abscheidung mit einer Schicht von Siliciumdioxid und so nachfolgend amorphem Silicium überzogen wird. Aber auch bei diesem Verfahren sind der Wiederverwendung des Trägerkörpers enge Grenzen gesetzt, außerdem muß der Trägerkörper jeweils sorgfältig abgeschliffen und neu beschichtet werden.This separation of the support body and the shaped body deposited thereon succeeds better after one in the DE-OS 22 15 143 described method in which a support body made of carbon before Deposition with a layer of silicon dioxide and such is subsequently coated with amorphous silicon. But even with this process are re-use the carrier body set narrow limits, and the carrier body must be carefully ground down and be recoated.

In der DE-OS 23 21 507 wird ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumformkörpern durch Niederschlagen von Silicium aus der Gasphase auf Substratkörper aus Graphit beschrieben. Diese Substratkörper aus Graphit werden dabei aus einzelnen Graphitplatten t>o zusammengestellt Auch hier handelt es sich wieder um ein konventionelles Verfahren zur Herstellung von Siliciumformkörpern, denn auch hier besteht der Substratkörper wieder aus starren Graphitteilen.In DE-OS 23 21 507 a process for the production of silicon moldings by precipitation is disclosed of silicon from the gas phase on a substrate body made of graphite. This substrate body from graphite, t> o are put together from individual graphite plates. This is again a matter of a conventional process for the production of silicon moldings, because here too there is Substrate body again made of rigid graphite parts.

Auch bei anderen aus der Literatur bekannten Verfahren, nach denen Siliciumformkörper durch Abscheiden von Silicium aus der Gasphase auf Trägerkörpern aus Kohlenstoff oder Graphit hergestellt werden, gelingt die Wiederverwendung der Trägerkörper in den seltensten Fällen und auch dann höchstens ein- bis zweimal.Also in other processes known from the literature, according to which silicon moldings are carried out Deposition of silicon from the gas phase on carriers made of carbon or graphite are, the reuse of the support body succeeds in the rarest of cases and even then once or twice at most.

Diese aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Kohlenstoff und Silicium hervorgerufene Schwierigkeit der Abtrennung von Trägerkörper und Formkörper, gefördert durch die Sprödheit des Siliciums, die neben der Zerstörung des Trägerkörpers häufig auch noch zu einer Sprengung des abgeschiedenen Siliciumformstückes führt, sowie die zeitaufwendige und kostspielige Herstellung der Trägerkörper selbst, die aus massiven Blöcken aus Kohlenstoff oder Graphit herausgearbeitet werden müssen, stellen die entscheidenden Nachteile aller bekannter Verfahren dar, wodurch der Einsatz von Siliciumformkörpern auf bislang nur wenige Spezieigebiete beschränkt wird.This caused by the different expansion coefficients of carbon and silicon Difficulty separating the support body and shaped body, promoted by the brittleness of the Silicon, which in addition to the destruction of the carrier body often also causes the deposited body to explode Silicon molding leads, as well as the time-consuming and expensive production of the carrier body itself, which have to be carved out of massive blocks of carbon or graphite are the decisive ones Disadvantages of all known processes, which result in the use of silicon moldings so far only a few species areas are restricted.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Siliciumkörper unterschiedlichster Art und Gestalt auf leicht verfügbaren, billigen Trägerkörpern abzuscheiden. The invention is therefore based on the object of producing silicon bodies of the most varied of types and shapes easily available, cheap carrier bodies to be deposited.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Trägerkörper aus 0,1 bis 2 mm dicken, flexiblen Flächengebilden aus Kohlenstoff zusammengestellt werden.This object is achieved in that the carrier body is made of 0.1 to 2 mm thick, flexible Flat structures made of carbon are assembled.

Derartige flexible Flächengebilde aus Kohlenstoff in Form von flexiblen Folien, Laminaten oder Gewirken sind im Handel erhältlich.Such flexible flat structures made of carbon in the form of flexible foils, laminates or knitted fabrics are commercially available.

Derartige Gewirke bestehen aus Kohlefaden, die wiederuir. durch Verkohlung von Kunstfasern aus beispielsweise Polyacrylnitril oder Polyvinylalkohol hergestellt werden. Besonders geeignet sind Graphitfolien, die nach Auskunft der Hersteller aus reinem, gut geordnetem Graphit hergestellt werden, wobei durch chemische und thermische Behandlung die Abstände der Schichtebenen im Kristallgitter des Graphits auf ein Vielfaches des normalen Wertes von 3,35 A aufgeweitet werden. Das resultierende leichte Schüttgewicht aus wurmförmigen Einzelteilen wird anschließend auf Kalandern oder Pressen zum Endprodukt verdichtet, wobei die Schichten des Graphitgitters und die Einzelteilchen des Schüttgutes allein durch Anwendung von mechanischem Druck wieder fest miteinander verbunden werden.Such knitted fabrics consist of carbon thread, which again. by carbonization of synthetic fibers for example polyacrylonitrile or polyvinyl alcohol can be produced. Graphite foils are particularly suitable, which, according to the manufacturer, are made of pure, well-ordered graphite, whereby through chemical and thermal treatment, the distances between the layers in the crystal lattice of graphite Multiples of the normal value of 3.35 A. The resulting light bulk density from worm-shaped individual parts are then compacted on calenders or presses to form the end product, the layers of the graphite lattice and the individual particles of the bulk material solely through application be firmly connected to each other again by mechanical pressure.

Derartige Graphitfolien, die in Stärken von 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,6 mm zur Herstellung von Trägerkörpern jeder erdenklichen Form verwendet werden können, lassen sich außerordentlich leicht verarbeiten. Sie können mit einfachen Haushaltsscheren geschnitten, durch Zusammenbiegen in die gewünschte Form gebracht und mit handelsüblichen Kohleklebern verklebt werden. Als Kohlekleber werden dabei bevorzugt Klebstoffe eingesetzt, bei welchen bei den hohen Abscheidetemperaturen lediglich Kohlenstoff als fester Rückstand verbleibt.Such graphite foils, in thicknesses of 0.1 to 2 mm, preferably 0.2 to 0.6 mm for the production of Carrier bodies of any conceivable shape can be used extremely easily to process. You can cut with simple household scissors, by bending them into the desired shape Shaped and glued with commercially available carbon adhesives. As a carbon glue are included preferably used adhesives in which at the high deposition temperatures only carbon as solid residue remains.

Es lassen sich auch mit Vorteil einseitig mit einer Klebeschicht versehene Graphitfolien, vor allem in Bandform verwenden, die beispielsweise bei der Herstellung von runden Trägerkörpern eingesetzt werden können. Derartige runde oder gekrümmte Trägerkörper lassen sich beispielsweise einfach dadurch herstellen, daß eine entsprechende, verlorene Wachsform mit einem solchen Graphitklebeband umwickelt wird, wobei darauf geachtet werden muß, daß in der späteren Stromdurchflußrichtung die Graphitquerschnittsfläche immer weitgehend flächengleich ist, das heißt, daß Teile der Form mit geringerem Innendurchmesser entsprechend mehrschichtig überklebt werden müssen. Nachdem die Wachsform vollständig zugeklebtIt is also advantageous to use graphite foils provided with an adhesive layer on one side, especially in Use tape shape, which is used, for example, in the production of round support bodies can be. Round or curved support bodies of this type can, for example, be made simple in this way produce that wrapped a corresponding, lost wax mold with such a graphite adhesive tape it must be ensured that the graphite cross-sectional area in the later direction of current flow is always largely the same area, that is, that parts of the mold with a smaller inner diameter accordingly must be pasted over in several layers. After the wax mold is completely taped shut

ist, wird das Wachs durch einfaches Ausschmelzen entferntthe wax is removed by simply melting it out

Für die Herstellung von Siliciumrohren geeignete Trägerkörper werden beispielsweise dadurch erhalten, daß ein entsprechendes rechtwinkliges Folk ns tuck rund s eingeschlagenund an der Längsnaht verklebt wird. Eine andere Möglichkeit die zu größerer Durchmesserkonstanz, insbesondere bei Verwendung von Graphitfolien dünnerer Wandstärken führt, besteht darin, bandförmige Graphitfolie auf entsprechende, vorzugsweise metallische Meßwalzen wendelförmig aufzuwickeln und miteinander zu verkleben. Die Verklebung erfolgt dabei entweder dadurch, daß die Folie an der wendelförmig den Rohrumfang umlaufenden Naht überlappend gewickelt und der Klebstoff zwischen diese Oberlap- is pung eingebracht wird, oder dadurch, daß die Bandfolie auf Stoß gewickelt und die Nahtstelle mit einem schmalen und möglichst dünnen Klebeband überklebt wird.Support bodies suitable for the production of silicon tubes are obtained, for example, by that a corresponding right-angled Folk ns tuck is knocked in around s and glued to the longitudinal seam. One Another possibility is the constant diameter, especially when using graphite foils Thinner wall thicknesses results in tape-shaped graphite foil on appropriate, preferably Wind up metallic measuring rollers in a spiral shape and glue them together. The gluing takes place here either by the fact that the film overlaps the seam around the circumference of the pipe in a helical manner wrapped and the adhesive between this upper lap- is pung is introduced, or in that the tape film wound on buttocks and taped over the seam with a narrow and as thin as possible adhesive tape will.

Rohrförmige Trägerkörper mit kreisförmigem Querschnitt lassen sich beispielsweise in großen Stückzahlen und beliebiger Länge dadurch herstellen, daß auf eine Walze aus beispielsweise Stahl, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des abzuscheidenden Siliciumrohres abzüglich der Stärke der Graphitfolie entspricht, mit 2"> einer zweiten Walze ein Band aus Graphitfolie, welches ersteres Rohr unter einem bestimmten Steigungswinkel umläuft angepreßt wird. Die Nahtstellen können dabei in üblicher Weise verklebt oder mit einer geriffelten Walze miteinander verzahnt und anschließend verpreßt ju werden.Tubular support bodies with a circular cross section can be produced in large numbers, for example and any length produced by that on a roller made of, for example, steel, the diameter of which is the Corresponds to the inner diameter of the silicon tube to be deposited minus the thickness of the graphite foil, with 2 "> a second roller is a belt made of graphite foil, the former tube at a certain angle of inclination is pressed around. The seams can be glued in the usual way or with a corrugated one The roller is interlocked and then pressed together.

Dieser Prozeß kann kontinuierlich durchgeführt werden, dergestalt, daß das gewickelte und verklebte Graphitträgerrohr unter einer Drehzugbewegung auf der einen Seite der Meßwalze ständig abgezogen und r> geklebt wird. Mit entsprechenden, auswechselbaren Meßwalzen lassen sich auf diese Art Rohre mit beliebigem Innendurchmesser herstellen. Die solcher Art gewickelten Trägerrohre sind selbsttragend und können kontinuierlich auf die Maßwalze aufgezogen -to und am anderen Ende in gewünschter Länge abgeschnitten werden.This process can be carried out continuously, such that the wound and glued Graphite support tube continuously pulled off one side of the measuring roller with a twisting motion and r> is glued. With appropriate, exchangeable measuring rollers, tubes can be used in this way Manufacture any inside diameter. The support tubes wound in this way are self-supporting and can be continuously drawn onto the measuring roller -to and cut to the desired length at the other end will.

Entsprechend lassen sich natürlich Rohre mit nicht rundem, sondern beispielsweise ovalem oder elliptischem Hohldurchmesser herstellen. Trägerrohre mit kantigem Hohldurchmesser beispielsweise in Form eines Vieleckes lassen sich durch einfaches Falzen der Graphitfolie und nachfolgendes Verkleben der Nahtstellen herstellen.Correspondingly, tubes can of course not be round but, for example, oval or elliptical Manufacture hollow diameter. Support tubes with an angular hollow diameter, for example in the form a polygon can be created by simply folding the graphite foil and then gluing the seams produce.

Zur Abscheidung werden dabei beispielsweise zwei in solcher Rohre auf zwei Elektroden aufgesteckt und über eine Brücke aus dem gleichen Material U-förmig miteinander verbunden. Die Brücke kann dabei in einfachster Weise ebenfalls aus einem aus Graphitfolie zusammengestellten Rohr bestehen, aus dessen Längs- v> seite zwei kreisförmige Ausnehmungen mit Durchmessern entsprechend den Außendurchmessern der zu kontaktierenden Rohre im Abstand dieser beiden Rohre ausgeschnitten werden. Mit den beiden kreisförmigen Ausnehmungen wird die Brücke einfach auf die beiden w> Rohre aufgesteckt.For the deposition, for example, two tubes of this type are placed on two electrodes and connected to one another in a U-shape via a bridge made of the same material. The bridge may in this case in einfachster manner also from a composite made of graphite foil tube are made, these two tubes are cut from the longitudinal v> page two circular recesses with a diameter corresponding to the outer diameters of the pipes to be contacted in the distance. With the two circular recesses, the bridge is simply plugged onto the two pipes.

Das Verfahren eignet sich aber auch gut zur Herstellung von polykristallinem Silicium als Ausgangsprodukt für Gießverfahren oder für den Tiegelziehprozeß nach Czochralski. Während nämlich dieses hi Material bislang durch Abscheidung auf monokristallinen Siliciumdünnstäben hergestellt wird, wobei die in der Zeiteinheit abgeschiedene Siliciummenge anfangs gering ist und erst mit zunehmender Verdickung des Abscheideträgers und damit erhöhter Abscheidefläche brauchbarte Werte erreicht, kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Abscheidung von Silicium beispielsweise auf der Innenfläche von Hohlzylindern aus Graphitfolie von Anfang an mit großen Abscheideraten polykristallines Silicium hergestellt werden. Ist dabei der halbe Innendurchmesser des Abscheidezylinders zugewachsen, so wird der Abscheidevorgang zweckmäßig abgebrochen, da die Abscheiderate dann merklich abnimmtHowever, the process is also well suited for the production of polycrystalline silicon as a starting product for casting processes or for the crucible drawing process according to Czochralski. While this hi Material has so far been produced by deposition on thin monocrystalline silicon rods, the in the amount of silicon deposited in the unit of time is initially small and only with increasing thickening of the The separator support and thus the increased separation area achieved useful values can be achieved according to the invention Process by depositing silicon, for example on the inner surface of hollow cylinders polycrystalline silicon can be produced from graphite foil with high deposition rates right from the start. is half of the inner diameter of the separating cylinder has grown, so the separation process is started expediently terminated, since the deposition rate then decreases noticeably

Bei der eigentlichen Abscheidung wird allgemein die aus Flächengebilden aus Graphit, vorzugsweise aus Graphitfolie zusammengestellte Trägerkörperanordnung durch eine geeignete Heizvorrichtung, z. B. durch direkten Stromdurchgang, auf ca. 1050 bis 125O0C. vorzugsweise 1120 bis 11800C gebracht und Silicium aus der Zersetzung des Abscheidegases darauf bis zur gewünschten Wandstärke abgeschieden.During the actual deposition, the support body arrangement composed of sheet-like structures made of graphite, preferably graphite foil, is generally heated by a suitable heating device, e.g. B. by direct current passage, brought to about 1050 to 125O 0 C. preferably 1120 to 1180 0 C and deposited silicon from the decomposition of the deposition gas to the desired wall thickness.

Als Abscheidegas kann prinzipiell beispielsweise Siliciumwasserstoff, Monochlorsilan, Dichlorsilan, Trichlorsilan oder Tetrachlorsilan, üblicherweise im Gemisch mit Wasserstoff, eingesetzt werden, wobei ein Trichlorsilan-Wasserstoff-Gemisch bevorzugt wird.In principle, for example, silicon hydrogen, monochlorosilane, dichlorosilane, Trichlorosilane or tetrachlorosilane, usually in a mixture with hydrogen, are used, with a Trichlorosilane-hydrogen mixture is preferred.

In den Abbildungen sind vier Verfahrensvarianten schematisnh dargestelltFour process variants are shown schematically in the figures

F i g. 1 zeigt die Herstellung von Siliciumrohren mit genau definiertem Hohlquerschnitt.F i g. 1 shows the production of silicon tubes with a precisely defined hollow cross-section.

F i g. 2 zeigt die Herstellung von Siliciumrohren mit über der gesamten Rohrlänge genau definierter Querschnittsfläche.F i g. 2 shows the production of silicon tubes with more precisely defined over the entire tube length Cross sectional area.

Fig.3 zeigt die Herstellung von polykristallinem Silicium als Ausgangsmaterial für nachfolgende Gießoder Tiegelziehverfahren mit Stromableitung durch die Reaktorgrundplatte.3 shows the production of polycrystalline silicon as a starting material for subsequent casting or Crucible pulling process with current dissipation through the reactor base plate.

Fig.4 zeigt die Herstellung von polykristallinem Silicium als Ausgangsmateriai für nachfolgende Gießoder Tiegelziehverfahren mit Stromableitung durch die Reaktordeckplatte.Fig.4 shows the production of polycrystalline Silicon as the starting material for subsequent casting or crucible drawing processes with current dissipation through the Reactor cover plate.

In einem Reaktor 1 aus Metall oder Quarz werden ein oder mehrere aus vorzugsweise Graphitfolie zusammengestellte Trägerrohre 2 in die auf beispielsweise aus Silber bestehenden Elektrodenträger 3 aufsitzenden Graphitelektrode!! 4 gesteckt und auf Abscheidetemperatur durch direkten Stromdurchgang von vorzugsweise 1120 bis 11800C erhitzt. Aus einem Trichlorsilan-Wasserstoff-Gemisch, welches durch die Gaszuleitung 5 in den Reaktor eingeleitet wird, wird Silicium auf der Mantelfläche des aus Graphitfolie zusammengestellten Trägerrohres 2 bis zur gewünschten Stärke abgeschieden. Die Restgase aus der Trichlorsilanzersetzung treten durch die Gasableitung 6 wieder aus dem Reaktor 1 aus. Der Verlauf der Abscheidung kann im Falle eines Metallreaktors durch ein Schauglas 7 aus Quarz beobachtet werden.In a reactor 1 made of metal or quartz, one or more carrier tubes 2, preferably composed of graphite foil, are inserted into the graphite electrode, which is seated on electrode carrier 3 made of silver, for example! 4 and heated to the deposition temperature by direct passage of current of preferably 1120 to 1180 ° C. From a trichlorosilane-hydrogen mixture, which is introduced into the reactor through the gas feed line 5, silicon is deposited on the outer surface of the support tube 2 composed of graphite foil to the desired thickness. The residual gases from the trichlorosilane decomposition exit the reactor 1 again through the gas discharge line 6. In the case of a metal reactor, the course of the deposition can be observed through a sight glass 7 made of quartz.

Die in den Abmessungen genau definierte Fläche des Siliciumrohres 8 ist dabei die Innenfläche. Der Hohlquerschnitt wird durch den Querschnitt des Trägerrohres 2 vorgegeben. Bei dünnen Rohren von einigen Millimetern Wandstärke entspricht dabei die äußere Begrenzungslinie des Rohrquerschnitts in der Form noch weitgehend der inneren Begrenzungslinie, die durch die Form des Trägerrohres 2 festgelegt wird und beispielsweise dreieckig 8, viereckig 9, achteckig 10, kreisförmig 11 oder oval 12 ist. Bei größeren Wandstärken der Siliciumrohre 8 und entsprechend längerer Abscheidedauer kommt es zu einer zunehmenden Abrundung der Ecken, so daß beispielsweise einThe surface of the silicon tube 8, which is precisely defined in terms of its dimensions, is the inner surface. Of the The hollow cross-section is predetermined by the cross-section of the support tube 2. With thin tubes of a few millimeters of wall thickness corresponds to the outer boundary line of the pipe cross-section in the The shape of the inner boundary line, which is determined by the shape of the support tube 2, is still largely the same and for example triangular 8, square 9, octagonal 10, circular 11 or oval 12. With larger ones Wall thicknesses of the silicon tubes 8 and correspondingly longer deposition times lead to an increasing Rounding of the corners, so that for example a

Siliciumrohr, welches auf einem Trägerrohr gemäß 9 abgeschieden wird, ab ca. 7—10 mm Wandstärke eine weitgehend kreisförmige äußere Begrenzungslinie der Querschnittsfläche aufweisen würde. Neben der absoluten Abscheidedauer spielt hier auch noch die Abscheidegeschwindigkeit eine wesentliche Rolle. Wird schneller abgeschieden, also beispielsweise mit Geschwindigkeiten über 2000 g Si/Std. m2 so behält der abgeschiedene Siliciumformkörper eher die vom Trägerkörper vorgegebene Gestalt als wenn langsam, also beispielsweise mit 200 g Si/Std. m2 abgeschieden wird.Silicon tube, which is deposited on a carrier tube according to FIG. 9, would have a largely circular outer boundary line of the cross-sectional area from a wall thickness of approximately 7-10 mm. In addition to the absolute deposition time, the deposition speed also plays an important role here. Is deposited faster, for example at speeds of over 2000 g Si / hour. m 2 , the deposited silicon molded body retains the shape given by the carrier body rather than if slowly, for example with 200 g Si / hour. m 2 is deposited.

Nach Abschluß der Siliciumabscheidung werden die Siliciumrohre H aus dem Reaktor 1 genommen und die Graphitfolie durch Ätzen, Abbrennen oder ganz einfach durch Sandstrahlblasen von dem abgeschiedenen Siliciumrohr 8 wieder entferntAfter the silicon deposition is complete, the Silicon tubes H taken from the reactor 1 and the graphite foil by etching, burning off or quite simply removed again from the deposited silicon tube 8 by sandblasting

Obwohl die Anisotropiekoeffizienten des spezifischen elektrischen Widerstandes in der Größenordnung von ca. 50 bis 200 liegen treten bei der Stromzuführung von aus diesem Material hergestellten Trägerkörpern keine ungewöhnlichen Schwierigkeiten auf.Although the anisotropy coefficient of the electrical resistivity is of the order of approx. 50 to 200 areas do not occur when power is supplied to support bodies made from this material unusual difficulties.

Werden Siliciumhohlkörper, bei denen es nicht nur auf die Form ihres hohlen Querschnitts ankommt, gewünscht, also solche mit einer genauen definierten inneren und insbesondere äußeren Kontur, so empfiehlt sich eine Verfahrensvariante wie sie in Fig. 2 wiedergegeben wird: In einen Metall- oder Quarzreaktor 13 mit den Gaszufuhr- und Gasabfuhrstutzen 14 undAre hollow silicon bodies in which it is not only depends on the shape of their hollow cross-section, desired, so those with a precisely defined inner and in particular outer contour, a method variant as shown in FIG. 2 is recommended is shown: In a metal or quartz reactor 13 with the gas supply and gas discharge nozzle 14 and

15 werden zwei aus vorzugsweise Graphitfolie gefertigte Rohre 16 und 17 ineinandergestellt und oben und unten mit ringförmigen Graphithalterungen 18 zusammengehalten. Die beiden Trägerrohre 16 und 17 werden durch eine Heizung, vorzugsweise durch eine in vertikaler Richtung bewegliche Hochfrequenzinduktionsheizspule 19, beispielsweise eine wassergekühlte Silberspule, am unteren Ende auf Abscheidetemperatur von vorzugsweise 1120 bis 1180° C gebracht. Durch die obere Rohrabdeckung 18 ist eine Gaslanze 20 aus beispielsweise Quarz eingeführt aus der das Abscheidegas aus beispielsweise Trichlorsilan-Wasserstoff in den durch die beiden Graphitfolienrohre 16 und 17 begrenzten Zwischenraum eingeblasen wird. Die Induktionsheizspule 19 wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit vom Boden der Trägerrohranordnung her nach oben gefahren, wobei die Geschwindigkeit auf die Zufuhr des Zersetzungsgases abgestimmt werden muß. Der von den beiden Trägerrohren 16 und 17 eingeschlossene Zwischenraum wird somit sukzessive von Grunde her mit Silicium aufgefüllt Mit steigender Abscheidungszone wird die Quarzlanze 20 dabei entsprechend nach oben zurückgezogen. Die Restgase treten durch den Stutzen 21 aus.15, two tubes 16 and 17, preferably made of graphite foil, are placed one inside the other and above and held together at the bottom with annular graphite holders 18. The two support tubes 16 and 17 are by a heater, preferably by a high-frequency induction heating coil 19 movable in the vertical direction, for example a water-cooled one Silver coil, brought to a deposition temperature of preferably 1120 to 1180 ° C at the lower end. Through the Upper tube cover 18 is a gas lance 20 made of, for example, quartz, from which the deposition gas of, for example, trichlorosilane-hydrogen is introduced is blown through the two graphite foil tubes 16 and 17 limited space. the Induction heating coil 19 is at a certain speed from the bottom of the support tube assembly moved upwards, the speed being matched to the supply of the decomposition gas got to. The space enclosed by the two support tubes 16 and 17 thus becomes successive Filled with silicon from the ground up. As the deposition zone rises, the quartz lance 20 becomes withdrawn accordingly upwards. The residual gases exit through the nozzle 21.

Während des Abscheidungsprozesses wird der Reaktor 13 über den Gaszufuhrstutzen 14 mit einem Schutzgas, beispielsweise Argon, beschickt und die enthaltene Luft über den Gasablaßstutzen 15 verdrängt Die Wahl des Schutzgases ist dabei unproblematisch, da es mit dem eigentlichen Reaktionsraum nicht in Kontakt kommt Die Funktion des Schutzgases besteht darin, die rasche Oxidation der mit der Heizvorrichtung 19 auf Abscheidetemperatur erhitzten Zonen der Graphitfolie zu verhindern. Zum anderen wird mit dem Schutzgas im Reaktor 13 ein Druck eingestellt, der in etwa dem Druck in der Abscheidezone innerhalb der beiden TrägerrohreDuring the deposition process, the The reactor 13 is charged with a protective gas, for example argon, via the gas supply nozzle 14 and the The air contained is displaced via the gas discharge nozzle 15. The choice of the protective gas is unproblematic because it does not come into contact with the actual reaction space rapid oxidation of the zones of the graphite foil heated to the deposition temperature by the heating device 19 to prevent. On the other hand, a pressure is set with the protective gas in the reactor 13 which is approximately the same as the pressure in the separation zone within the two support pipes

16 und 17 entspricht16 and 17 corresponds

Nach Beendigung der Abscheidung wird die innen und außen auf dem solcher Art hergestellten Siliciumformkorper anhaftende Graphitfolie in üblicher Weise,After the deposition has ended, the graphite foil adhering inside and outside of the molded silicon body produced in this way is conventionally also beispielsweise durch Ätzen, Abbrennen oder durch Sandstrahlen wieder entferntthus removed again, for example, by etching, burning or sandblasting

Nach dieser Verfahrensvariante können Siliciumhohlkörper mit genau definierter Querschnittsfläche herge-According to this process variant, hollow silicon bodies with a precisely defined cross-sectional area can be produced. stellt werden, beispielsweise runde Rohre 22, Rohre die außen rund und innen viereckig sind 23 oder umgekehrt 24, außen und innen viereckige Hohlkörper 25, außen und innen dreieckige Körper 26, oder auch Vollkörper mit beispielsweise kreuzförmigem Querschnitt 27. Esfor example round tubes 22, tubes that are round on the outside and square on the inside 23 or vice versa 24, outside and inside square hollow bodies 25, outside and inside triangular bodies 26, or also solid bodies with, for example, a cross-shaped cross-section 27. It

in lassen sich außerdem auf diese Art auch Vollkörper und Hohlkörper mit definiert unterschiedlicher Querschnittsfläche herstellen, beispielsweise Trichter 28 und sich verjüngende Rohre 29 wie sie in Fig.2 im Längsschnitt dargestellt sind. Es gelingt somit Silicium-In this way, full bodies and Manufacture hollow bodies with a defined different cross-sectional area, for example funnels 28 and tapering tubes 29 as shown in Figure 2 in longitudinal section. Thus, silicon

i") hohlkörper herzustellen, die mit Schliffen verbunden, also gasdicht ineinander gesteckt werden können. Hierdurch lassen sich Laboratoriumsgeräte, wie sie bislang nur aus Glas oder Quarz hergestellt wurde, entsprechend in Silicium nachbauen, wenn Apparatureni ") to produce hollow bodies, which are connected with ground joints, so they can be plugged into each other in a gastight manner. This allows laboratory equipment like them so far only made of glass or quartz, reconstruct accordingly in silicon if equipment beispielsweise hohen Temperaturen ausgesetzt werden sollen.for example, are to be exposed to high temperatures.

Steht bei der Abscheidung nicht die exakte Form des Siliciumkörpers im Vordergrund, sondern interessiert mehr die schnelle Herstellung von polykristallinemWhen it comes to the deposition, it is not the exact shape of the silicon body that is in the foreground, but rather of interest more the fast manufacture of polycrystalline Silicium als Grundmaterial für nachfolgende Veredelungsprozesse über die Siliciumschmelze, so empfiehlt sich eine Verfahrensvariante, wie sie in Fig.3 und 4 dargestellt ist In einem gasdichten, wärmeisolierten Reaktor 30 ausWe recommend silicon as the base material for subsequent refinement processes using silicon melt a variant of the method as shown in FIGS In a gas-tight, thermally insulated reactor 30 from

so beispielsweise Edelstahl, der nach außen gegen direkte Wärmeableitung mit einer geeigneten Isolierschicht, beispielsweise aus Glaswolle überzogen ist, befindet sich ein einseitig geschlossener Hohlzylinder 31 aus Graphitfolie, der an seinem unteren, offenen Endefor example stainless steel, which is against the outside against direct Heat dissipation is covered with a suitable insulating layer, for example made of glass wool a hollow cylinder 31, closed on one side, made of graphite foil, which at its lower, open end

r> elektrisch leitend an einem Kohlering 32 befestigt ist, welcher wiederum mit einer an seiner Unterseite ausgefräßten Ringnut auf einer entsprechenden, gekühlten Stromzuführungselektrode 33 aus Metall, beispielsweise Silber, aufsitzt Zwischen dem Hohlzylinder 31r> is attached in an electrically conductive manner to a carbon ring 32, which in turn rests with an annular groove milled out on its underside on a corresponding, cooled power supply electrode 33 made of metal, for example silver, between the hollow cylinder 31

•«ι und der Reaktorinnenwand befindet sich zusätzlich noch vorteilhaft ein Strahlungsschutz 34 aus beispielsweise Molybdänblech, um die Abstrahlung von Wärme einzudämmen. Die ringförmige Stromzuführungselektrode 33 ist innen hohl und wird über Zu- und• «ι and the inner wall of the reactor is also located A radiation protection 34 made of sheet molybdenum, for example, is also advantageous in order to prevent heat from being radiated contain. The ring-shaped power supply electrode 33 is hollow on the inside and is supplied and

4i Ablaufstutzen 35 von einem geeigneten Kühlmedium, beispielsweise Wasser, durchströmt Der Boden des Hohlzylinders 31 aus Graphitfolie ist in der Mitte leitend mit dem zentralen Leiterrohr 36 aus beispielsweise Silber verbunden. Das zentrale Leiterrohr 36, das als4i outlet nozzle 35 from a suitable cooling medium, for example water, flows through the bottom of the hollow cylinder 31 made of graphite foil is conductive in the middle connected to the central conductor tube 36 made of, for example, silver. The central conductor tube 36, which as

V) Stromableitung fungiert, wird über die Kühllanze 37 mit einem geeigneten Kühlmedium wie beispielsweise Wasser laufend beschickt V) current discharge functions, is continuously charged with a suitable cooling medium such as water via the cooling lance 37

Bevor nun mit der eigentlichen Abscheidung begonnen wird, wird der Reaktor 30 über den Gaszufuhrstut-Before the actual deposition is started, the reactor 30 is connected via the gas supply pipe zen 38 mit einem Schutzgas, beispielsweise Argon, beschickt und die enthaltene Luft fiber den Gasablaufstutzen 39 verdrängt Die Wahl des Schutzgases ist dabei unproblematisch, da es mit dem eigentlichen Reaktionsraum nicht in Kontakt kommt Die Funktionzen 38 is charged with a protective gas, for example argon, and the air it contains is displaced via the gas outlet nozzle 39. The choice of protective gas is important This is unproblematic as it does not come into contact with the actual reaction space. The function

tf> des Schutzgases besteht darin, die rasche Oxydation des durch direkten Stromdurchgang auf Abscheidetemperatur erhitzten Hohlzylinders 31 aus Graphitfolie zu verhindern. Zum anderen wird mit dem Schutzgas im Reaktor 30 ein Druck eingestellt, der in etwa dem Drucktf> of the protective gas consists in the rapid oxidation of the by direct passage of current to the deposition temperature of the hollow cylinder 31 made of graphite foil impede. On the other hand, the protective gas is used to set a pressure in the reactor 30 which is approximately the same as the pressure

b5 in der Abscheidezone innerhalb des Hohlzylinders 31 entsprichtb5 in the separation zone within the hollow cylinder 31 is equivalent to

Bei der eigentlichen Abscheidung wird durch die Gaszuleitung 40 in der Bodenplatte 41 des Reaktors 30During the actual separation, the Gas supply line 40 in the base plate 41 of the reactor 30

das Abscheidegas unter einem möglichst gleichen Druck gegenüber dem Druck des Schutzgases in das Innere des durch direkten Stromdurchgang auf eine Temperatur von ca. 1050 bis 1250°C, vorzugsweise 1120 bis 11800C erhitzten Hohlzylinders 31 aus Graphitfolie geleitet, wodurch sich auf dem Innenmantel des Hohlzylinders 31 aus Graphitfolie eine ständig wachsende Schicht aus polykristallinen! Silicium abscheidet, die in steigendem Maße die Stromleitung übernimmt Ein gleichmäßiges Wachstum wird dabei durch die vorzugsweise wassergekühlte zentrale Stromableitung 36 gewährleistet, die quasi zu schnell wachsende Stellen gegenüber weiter entfernten Konkurrenzflächen stärker abkühlt. Der auf die Außenseite des aus Graphitfolie bestehenden Hohlzylinders 31 einwirkende Schutzgasdruck sowie der Druck des Abscheidegases wird allgemein so eingestellt, daß er etwa 0 bis 5 bar, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 bar über dem äußeren Atmosphärendruck liegt. Die Rest- und Reaktionsgase treten durch die Gasableitungthe deposition gas passed under a same pressure as possible to the pressure of the protective gas in the interior of the through direct passage of current to a temperature of about 1050 to 1250 ° C, preferably 1120-1180 0 C heated hollow cylinder 31 made from graphite foil, thereby located on the inner surface of the Hollow cylinder 31 made of graphite foil a constantly growing layer of polycrystalline! Silicon is deposited, which increasingly takes over the power line. Uniform growth is ensured by the preferably water-cooled central power line 36, which cools areas that are growing too quickly compared to more distant competing areas. The protective gas pressure acting on the outside of the hollow cylinder 31 made of graphite foil, as well as the pressure of the deposition gas, is generally set so that it is about 0 to 5 bar, preferably 0.05 to 0.5 bar, above the external atmospheric pressure. The residual and reaction gases pass through the gas discharge

42 in der Reaktorbodenplatte 41 wieder aus. Die Reaktorbodenplatte 41 aus beispielsweise silberplattiertem Stahl ist weitgehend hohl und wird über die Stutzen42 in the reactor bottom plate 41 again. The reactor bottom plate 41 made of, for example, silver-plated Steel is largely hollow and gets over the nozzle

43 und 44 von einem geeigneten Kühlmedium, beispielsweise Wasser, durchströmt. Durch ein Schauglas 45 aus Quarz läßt sich der Abscheidevorgang laufend beobachten.A suitable cooling medium, for example water, flows through 43 and 44. Through a sight glass 45 made of quartz, the deposition process can be continuously observed.

Als Abscheidegas kann prinzipiell beispielsweise Siliciumwasserstoff, Monochlorsilan, Dichlorsilan, Trichlorsilan oder Tetrachlorsilan, üblicherweise im Gemisch mit Wasserstoff, eingesetzt werden, wobei ein Trichlorsilan-Wasserstoff-Gemisch bevorzugt wird.In principle, for example, silicon hydrogen, monochlorosilane, dichlorosilane, Trichlorosilane or tetrachlorosilane, usually in a mixture with hydrogen, are used, with a Trichlorosilane-hydrogen mixture is preferred.

Die Abscheidung wird am günstigsten nach Erreichen des halben Ausgangsinnendurchmessers abgebrochen und das abgeschiedene polykristalline Silicium nach Entfernen des Graphitmantels durch Sandstrahlen zum Beispiel durch den Tiegelziehprozeß nach C ζ ο c h r a I s k i in einkristallines Material überführt.The best way to stop the deposition is after half of the initial inside diameter has been reached and the deposited polycrystalline silicon after removing the graphite shell by sandblasting for Example through the crucible pulling process according to C ζ ο c h r a I s k i converted into monocrystalline material.

In F i g. 4 wird schließlich eine weitere der in F i g. 3 dargestellten sehr ähnliche Versuchsanordnung zur Herstellung von polykristallinem Silicium gezeigt, welche sich lediglich darin unterscheidet, daß die Stromableitung über ein aus beispielsweise silberplattiertem Stahl bestehendes zentrales Leiterrohr 46 nach oben über die obere Abdeckplatte 47 des Reaktors 30 erfolgtIn Fig. 4 is finally another of the ones shown in FIG. 3 shown very similar experimental set-up for the production of polycrystalline silicon is shown, which only differs in that the current is diverted via a, for example, silver-plated Steel existing central conductor tube 46 upwards over the upper cover plate 47 of the reactor 30 he follows

Diese Ausführungsform ist energetisch noch günstiger, da die Wärmeableitung, wie sie in der in F i g. 3 abgebildeten Verfahrensvariante an dem zentralen Leitrohr 36 erfolgt, vermieden wird. Die gegenüber der anhand der Fig.3 beschriebenen Verfahrensvariante verminderte Ebenheit der Siliciumaufwachsschichten kann dabei in der Regel in Kauf genommen werden, da das abgeschiedene Silicium nach Abtrennung der Graphitschicht beispielsweise eingeschmolzen und zu Solarzellen in dünner Schicht vergossen werden kann.This embodiment is energetically even more favorable, since the heat dissipation, as it is in the in FIG. 3 The process variant shown takes place on the central guide tube 36, is avoided. The opposite of the Method variant described with reference to FIG reduced evenness of the silicon growth layers can generally be accepted because the deposited silicon is, for example, melted down and closed after the graphite layer has been separated off Solar cells can be cast in a thin layer.

Nach dem beschriebenen Verfahren gelingt es somit erstmals Siliciumkörper auf preiswerte und unkomplizierte Art und Weise in so gut wie jeder Gestalt herzustellen.According to the method described, it is possible for the first time to produce silicon bodies that are inexpensive and uncomplicated Way to manufacture in just about any shape.

Beispiel 1example 1

In einen Reaktor wie er in F i g. 1 dargestellt ist, bestehend aus einem 130 cm hohen Zylindermantel aus Quarz, welcher oben und unten von zwei Silberplatten abgeschlossen wird, die mit jeweils acht Graphitelektroden bestückt sind, werden acht Trägerrohre aus Graphitfolie zwischen die Graphitelektroden eingepaßt Die Trägerrohre werden dabei aus einem Graphitfolienband von 15 cm Breite und 0,5 mm Stärke unter einem Steigungswinkel von 45" auf Stoß gewickelt und die wendelförmig das Rohr umlaufende Naht mit einem 0,2 mm dicken und 3 cm breiten Graphitband mit einem Kohlekleber verklebt und auf eine Länge von 100 cm beschnitten.In a reactor as shown in FIG. 1 is shown, Consists of a 130 cm high cylinder jacket made of quartz, which is covered by two silver plates at the top and bottom completed, each equipped with eight graphite electrodes, eight support tubes are made Graphite foil fitted between the graphite electrodes. The support tubes are made from a graphite foil strip 15 cm wide and 0.5 mm thick at a pitch angle of 45 "but wound and the helically surrounding the pipe seam with a 0.2 mm thick and 3 cm wide graphite tape with a Carbon glue glued and cut to a length of 100 cm.

In den Reaktor wird anschließend 48 Stunden lang ein Gasgemisch aus 7 Vol.% Trichlorsilan und 93 Vol.% Wasserstoff mit einer Geschwindigkeit von ca. 100 m3/A gas mixture of 7% by volume of trichlorosilane and 93% by volume of hydrogen is then fed into the reactor for 48 hours at a rate of approx. 100 m 3 /

to Std. eingeleitet.to hours initiated.

Nach Zersetzung des Gasgemisches auf den auf U 50° C durch direkten Stromdurchgang aufgeheizten Trägerrohren werden, nach Abtrennung der Graphitfolie durch Sandstrahlblasen, Siliciumrohre mit einer gleichmäßig dicken Wandstärke von 1 cm erhalten.After decomposition of the gas mixture on the heated to U 50 ° C by direct passage of current After the graphite foil has been separated by sandblasting, support tubes are made of silicon tubes with a Evenly thick wall thickness of 1 cm obtained.

Beispiel 2Example 2

In einen Reaktor, wie er in F i g. 2 dargestellt ist, bestehend aus einem 250 cm langen, wärmeisolierten Edelstahlzylinder von 60 cm Durchmesser mit einem die Längsfront entlang laufenden Sehschlitz aus Quarz werden zwischen zwei massive Graphitplatten zwei ineinandergestellte Graphitträgerrohre mit quadratischem Querschnitt in dafür in den Graphitplatten ausgefräßten Nuten eingepaßt.In a reactor as shown in FIG. 2 is shown, Consists of a 250 cm long, heat-insulated stainless steel cylinder of 60 cm diameter with a die The quartz slit running along the longitudinal front is sandwiched between two massive graphite plates nested graphite support tubes with a square cross-section in the graphite plates fitted into milled grooves.

Die 200 cm langen Graphitträgerrohre, deren inneres ein Quadrat mit einer Seitenlänge von 10 cm und deren äußeres ein Quadrat mit einer Seitenlänge von 12 cm im Querschnitt hat, werden durch einfaches Falzen einer entsprechend zugeschnittenen Graphitfolie mit einer Stärke von 0,5 mm und Überkleben der Nahtstelle mit einem 3 mm breiten und 0,2 mm dicken Graphitfolienstreifen hergestellt
Vor der Abscheidung wird der Reaktor mit Argon als Schutzgas gefüllt Eine mit Wasser gekühlte Induktionsheizspule wird langsam im Verlauf von 15 Stunden vom Boden des Reaktors über die gesamte Länge der Trägerrohre geführt, während über die Gaslanze das Zersetzungsgas aus 15 Vol.% Trichlorsilan und 85 Vol.% Wasserstoff in den Zwischenraum zwischen den beiden Trägerrohren eingeblasen wird. Die Abscheidung des Siliciums erfolgt jeweils an der mit der die volle Länge der Trägerrohre durchwandernden mit der Induktionsheizspule aufgeheizten Abscheidezone.
The 200 cm long graphite support tubes, the inside of which has a square with a side length of 10 cm and the outside a square with a side length of 12 cm in cross-section, are made by simply folding a correspondingly cut graphite sheet with a thickness of 0.5 mm and pasting the Seam made with a 3 mm wide and 0.2 mm thick graphite foil strip
Before the deposition, the reactor is filled with argon as a protective gas.A water-cooled induction heating coil is slowly guided over the entire length of the support tubes from the bottom of the reactor over the course of 15 hours, while the decomposition gas of 15 vol.% Trichlorosilane and 85 vol .% Hydrogen is blown into the space between the two support tubes. The silicon is deposited in each case in the deposition zone heated by the induction heating coil, which traverses the full length of the support tubes.

Die Abtrennung der Graphitfolie von dem solcher Art hergestellten Siliciumvierkantrohr erfolgt analog Beispiel 1.The separation of the graphite foil from the silicon square tube produced in this way is carried out analogously to the example 1.

Beispiel 3Example 3

In einen Reaktor, wie er in Fig.3 dargestellt ist, bestehend aus einem 120 cm langem wärmeisoliertem Edelstahlzylinder mit einem Innendurchmesser von 60 cm, dessen Innenwand mit einem Molybdänblech versehen ist um das Abstrahlen von Wärmeenergie zu verhindern, wird ein 100 cm hoher Hohlzylinder aus Graphitfolie mit einem Innendurchmesser von 40 cm und einer Wandstärke von 0,5 mm eingesetzt und am unteren Umfang mit dem auf der ringförmigen wassergekühlten, aus Silber gefertigten Stromzufühmngselektrode aufsitzenden Kohlering verbunden. Die obere, aus ebenfalls Graphitfolie bestehende Abdekkung des Hohlzylinders wird zentral, mit der wassergekühlten und ebenfalls aus Silber bestehenden Stromableitung verbunden.In a reactor as shown in Fig. 3, consisting of a 120 cm long heat-insulated stainless steel cylinder with an inner diameter of 60 cm, the inner wall of which is provided with a molybdenum sheet to allow heat energy to be radiated prevent a 100 cm high hollow cylinder made of graphite foil with an inner diameter of 40 cm and a wall thickness of 0.5 mm and used on the lower circumference with that on the ring-shaped water-cooled, silver-made power supply electrode attached to the carbon ring. the The upper cover of the hollow cylinder, also made of graphite foil, becomes central with the water-cooled one and connected to the current conductor, which is also made of silver.

Anschließend wird die Luft im Reaktor, sowohl außerhalb wie innerhalb des Hohlzylinders durch Argon verdrängt und nachfolgend in das Innere des durch direkten Stromdurchgang auf 11500C erhitzten Hohlzy-Subsequently, the air in the reactor is both outside and displaced within the hollow cylinder with argon and subsequently in the interior of the heated by direct current flow up to 1150 0 C. hollow-

linders aus Graphitfolie ein Abscheidegas aus 12 Vol.% Trichlorsilan und 88 Vol.% Wasserstoff eingeleitet. Der auf die Außenseite des Hohlzylinders einwirkende Argondruck, sowie der Druck des Abscheidegases im Inneren des Hohlzylinders, werden dabei auf 0,1 bar über dem äußeren Atmosphärendruck eingestellt.Linders introduced a separation gas made of 12% by volume trichlorosilane and 88% by volume hydrogen from graphite foil. Of the Argon pressure acting on the outside of the hollow cylinder, as well as the pressure of the deposition gas in the Inside the hollow cylinder are set to 0.1 bar above the external atmospheric pressure.

Bei einem mittleren Zulauf von 250 Normkubikmetern Abscheidegas pro Stunde, wächst im Verlauf von 48 Stunden auf die Innenwand des Hohlzylinders aus Graphitfolie eine Siliciumschicht von ca. 10 cm. Da dieWith an average inflow of 250 standard cubic meters of separation gas per hour, this increases over the course of 48 Hours a silicon layer of approx. 10 cm on the inner wall of the hollow cylinder made of graphite foil. Since the

1010

Abscheiderate jetzt aufgrund der immer geringer werdenden Abscheidefläche schnell abnehmen würde, wird die Abscheidung abgebrochen, die Haube des Reaktors nach oben abgezogen, der Graphithohlzylinder mit dem Siliciumkörper von den Elektroden abgenommen, die Graphitfolie vom abgeschiedenen Silicium durch Sandstrahlblasen entfernt und nach Zerkleinern als Ausgangsprodukt der Veredelung, beispielsweise durch Tiegelziehen nach C ζ ο c h r a I -The separation rate would now decrease rapidly due to the ever decreasing separation area, If the deposition is broken off, the hood of the reactor is pulled off upwards, the graphite hollow cylinder with the silicon body removed from the electrodes, the graphite foil from the deposited Silicon is removed by sandblasting and, after comminution, is used as the starting product for finishing, for example by pulling the crucible according to C ζ ο c h r a I -

to s k i, zugeführt.to s k i, supplied.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Abscheidung von poly kristallinem Silicium aus der Gasphase auf erhitzten Trägerkörpern aus Kohlenstoff, und anschließende Entfernung des Trägerkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trägerkörper 0,1 bis 2 mm dick, flexible Flächengebilde aus Kohlenstoff verwendet1. Process for the deposition of poly crystalline silicon from the gas phase on heated Carrier bodies made of carbon, and subsequent removal of the carrier body, characterized in that that the support body 0.1 to 2 mm thick, flexible sheet-like structure made of carbon used 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Flächengebilde Graphitfolie verwendet2. The method according to claim 1, characterized in that that graphite foil is used as the flat structure
DE19762618273 1976-04-27 1976-04-27 Process for the deposition of polycrystalline silicon Expired DE2618273C3 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762618273 DE2618273C3 (en) 1976-04-27 1976-04-27 Process for the deposition of polycrystalline silicon
CA273,378A CA1092905A (en) 1976-04-27 1977-03-08 Process for the deposition of polycrystalline silicon from the gas phase on heated carriers
NL7702613A NL7702613A (en) 1976-04-27 1977-03-10 PROCESS FOR THE SEPARATION OF POLYCRYSTALLINE SILICON.
IT4907877A IT1086646B (en) 1976-04-27 1977-04-22 PROCEDURE AND APPARATUS FOR THE SEPARATION OF POLYCRYSTALLINE SILICON
GB1708777A GB1569651A (en) 1976-04-27 1977-04-25 Deposition of polycrystallne silicon
SE7704805A SE7704805L (en) 1976-04-27 1977-04-26 PROCEDURE FOR SEPARATION OF POLYCrystalline Silicon
FR7712732A FR2361304A1 (en) 1976-04-27 1977-04-27 POLYCRYSTALLINE SILICON DEPOSIT PROCESS
JP4899777A JPS52155142A (en) 1976-04-27 1977-04-27 Method of precipitating polycrystalline silicon
BE177052A BE853997A (en) 1976-04-27 1977-04-27 POLYCRYSTALLINE SILICON DEPOSIT PROCESS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762618273 DE2618273C3 (en) 1976-04-27 1976-04-27 Process for the deposition of polycrystalline silicon

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2618273A1 DE2618273A1 (en) 1977-11-03
DE2618273B2 true DE2618273B2 (en) 1978-11-09
DE2618273C3 DE2618273C3 (en) 1984-04-19

Family

ID=5976298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762618273 Expired DE2618273C3 (en) 1976-04-27 1976-04-27 Process for the deposition of polycrystalline silicon

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS52155142A (en)
BE (1) BE853997A (en)
CA (1) CA1092905A (en)
DE (1) DE2618273C3 (en)
FR (1) FR2361304A1 (en)
GB (1) GB1569651A (en)
IT (1) IT1086646B (en)
NL (1) NL7702613A (en)
SE (1) SE7704805L (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5354580A (en) * 1993-06-08 1994-10-11 Cvd Incorporated Triangular deposition chamber for a vapor deposition system
CN101218175A (en) * 2005-04-10 2008-07-09 瑞科硅公司 Production of polycrystalline silicon

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1391792A (en) * 1962-12-19 1965-03-12 Thomson Houston Comp Francaise Improvements to processes for forming a sheet material, in particular for pyrolytic graphite sheets
DE1272801B (en) * 1965-07-14 1968-07-11 Hitco Cardena Process for charring cellulosic fibrous material
DE2022025C3 (en) * 1970-05-05 1980-03-20 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Device for producing a hollow body from semiconductor material
GB1292534A (en) * 1970-06-04 1972-10-11 Pfizer Method for making a continuous film of pyrolytic graphite having bi-directional reinforcing properties
DE2229229A1 (en) * 1972-06-15 1974-01-10 Siemens Ag PROCESS FOR PRODUCING MOLDED BODIES FROM SILICON OR SILICON CARBIDE

Also Published As

Publication number Publication date
JPS52155142A (en) 1977-12-23
JPS5635604B2 (en) 1981-08-18
FR2361304A1 (en) 1978-03-10
IT1086646B (en) 1985-05-28
FR2361304B1 (en) 1981-01-09
NL7702613A (en) 1977-10-31
BE853997A (en) 1977-10-27
SE7704805L (en) 1977-10-28
GB1569651A (en) 1980-06-18
CA1092905A (en) 1981-01-06
DE2618273A1 (en) 1977-11-03
DE2618273C3 (en) 1984-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2928089C3 (en) Composite crucibles for semiconductor technology purposes and processes for production
DE2808462C2 (en) Device for the production of high-purity silicon rods
DE2638270C2 (en) Process for the production of large, self-supporting plates made of silicon
DE2912661C2 (en) Process for the deposition of pure semiconductor material and nozzle for carrying out the process
DE2808461C2 (en) Process for the production of high purity silicon rods with a uniform cross-sectional shape
DE2654063A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A RIBBON OF POLYCRYSTALLINE SEMICONDUCTOR MATERIAL
DE3815974C1 (en)
DE2925679A1 (en) METHOD FOR PRODUCING SILICON RODS
DE1176103B (en) Process for the production of pure silicon in rod form
DE1769481B2 (en) PROCESS FOR DRAWING A SINGLE CRYSTALLINE BODY FROM THE MELT OF A CONGRUENT AND HIGH-MELTING MATERIAL AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS
DE60319508T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING CARBON NANOSTRUCTURES
DE2908092B2 (en) Method of making an optical fiber preform
DE2548046B2 (en) Method of pulling single crystal silicon rods
DE2654946C2 (en)
DE2618273B2 (en) Process for the deposition of polycrystalline silicon
DE2618398C3 (en) Process for the continuous production of silicon rods or tubes
DE2253411B2 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING DIRECT HEATABLE HOLLOW BODIES FOR DIFFUSION PURPOSES, CONSISTING OF SEMICONDUCTOR MATERIAL
DE112010004657B4 (en) Single-crystal manufacturing apparatus and a single-crystal production method
DE2160670A1 (en) Process for the production of polycrystalline semiconductor bodies
DE2722784A1 (en) PROCEDURE FOR CLEANING UP SOLIDS
DE2508651C3 (en) Process for producing a continuous crystalline ribbon
DE2649201C2 (en) Method for producing single-crystal semiconductor material ribbons by perpendicular drawing from a melt film using a molding member
DE1042553B (en) Process for the production of high purity silicon
EP0075889A2 (en) Process for making thin silicon films
DE1927961A1 (en) Method and apparatus for growing elongated rods from solids

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8381 Inventor (new situation)

Free format text: KOEPPL, FRANZ, DIPL.-ING., 8262 ALTOETTING, DE GRIESSHAMMER, RUDOLF, DIPL.-CHEM. DR. HAMSTER, HELMUT GÖPPINGER, ALOIS, 8263 BURGHAUSEN, DE A

8339 Ceased/non-payment of the annual fee