DE2626311C2 - Vorrichtung zum Haltern eines Halbleiterkristallstabes - Google Patents

Description

Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Haltern eines Halbleiterkristallstabes beim tiegelfreien Zonenziehen, der über einen Konus mit einem Keimkristall verbunden ist, mit einem axial zuej Stab beweglichen Halter, der den Stab im Konusbereich stützt

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der DE-OS 23 58 300 beschrieben worden. Die beschriebene Vorrichtung hat den Zweck, ein Schwingen des Stabes beim Zonenschmelzen zu verhindern. Diese Schwingungen könnten Versetzungen im StE-J"..- erzeugen, ein Abtropfen der Schmelze aus der Schmelzzone bewirken und auch ein Durchbrechen des dürien Impflings und damit zur Unterbrechung des Zonenschmelzens führen. Zum Vermeiden der Schwingungen wird bei der bekannten Anordnung eine mit der Keimkristallhalterung gekoppelte, axial verschiebbare Trichterhülse verwendet, die in ihrer Höchstlage den Konusbereich des Stabes umschließt und mit einem Stabilisierungsmittel wie Quarzsand oder Metallkugeln gefüllt wird. Durch das Einfüllen des Stabilisierungsmittels kann sich jedoch Staub entwickeln oder es können Vibrationen entstehen, die sich schädlich auf die Qualität des Halbleiterstabes auswirken können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der oben erwähnten Art so weiterzubilden, daß schädliche Auswirkungen der Stabilisierungsvorrichtung auf die Qualität des Halbleiterstabes vermieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Halter eine axial verschiebbare Platte aufweist, auf der symmetrisch zueinander drei Drehstangen angeordnet sind, daß die Drehstangen am Ende mit Scheiben versehen sind, die aus dem gleichen Halbleitermaterial wie der Stab bestehen, und daß die Scheiben in Richtung zum Stab verdrehbar sind.

Vorzugsweise ist in der verschiebbaren Platte ein Antriebsmechanismus für die Drehstangen angeordnet.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die drei Drehstangen weit auseinandergesetzt werden können, so daß dann beliebig große Durchmesser ausreichend, d. h. weit genug oben am Konus, abgestützt werden können.

Der Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels und der F i g. 1 und 2 noch näher erläutert werden.

F i g. 1 im Schnittbild die erfindungsgemäße Vorrichtung im unteren Bereich der Stabhalterung vor dem Abstützen und

F i g. 2 während des Abstützvorgangs.
In F i g. 1 ist ein einkristalliner Keimkristall 2 in einer Halterung 3 befestigt Der Keimkristall 2 ist mit dem unteren Ende eines Siliciumstabes 4 verbunden. Dabei wird nach dem Anschmelzen der Verbindungsstelle eine sogenannte flaschenhalsförmige Verengung 5 dadurch

ίο erzeugt, daß die Stabhalterungen in axialer Richtung mit einer relativ hohen Geschwindigkeit voneinander entfernt werden. Diese flaschenhalsförmige Verengung 5 bewirkt ein einkristallines und versetzungsfreies Anwachsen. Da sowohl der Siliciumstab 4 als auch der Keimkristall 2 Drehungen um ihre Achse ausführen, besieht die Gefahr, daß das an die flaschenhalsförmige Verengung 5 angewachsenen Ende des Siliciumstabes 4 zu schwingen beginnt, wenn sich die Schmelzzone (in der Figur nicht dargestellt) zu weit von der Anschmelzstelle zwischen Keimkristall 2 und Siliciumstab 4 entfernt hat Bei Siliciumstäben von etwa 40 mm 0 ist dies z. B. der Fall, wenn die Schmelzzone 70 cm vom dünnen Flaschenhais 5 entfernt ist Die Schwingungsamplituden werden oft so groß, daß man den Ziehvorgang unterbrechen muß. Dies wird durch das in der F i g. 1 abgebildete Gestänge 6 verhindert, welches mit Hilfe der Stange 7 über einen Zapfen 8 und einer Verschiebeplatte 9 im Führungsschlitz 10 so weit nach oben geschoben wird (s. Pfeil 29), daß die drei symmetrisch zueinander angeordneten Drehstangen 11,12 und 13 mit an ihrem oberen Ende angebrachten-Siliciumkristallscheiben 14, 15 und 16 bei entsprechender Drehung der Scheiben den über dem Keimkristall 2 liegenden Konusbereich des Stabes 4 mit dem Scheibenrand berühren (s. F i g. 2). Der Antrieb kann z. B. über innerhalb der Verschiebeplatte 9 angebrachte, passend angekopppelte Elektromotoren oder durch über Roiien laufenden Drahtseiizüge, betätigt werden (Antriebsmechanismus nicht gezeichnet). Bei hergestellter Abstützung kann dabei noch ein elekfrischer Stromkreis geschlossen werden, der die jeweilige Betätigungsvorrichtung für den Abstützarm anhält (in der Zeichnung nicht dargestellt).

In Fig.2 ist die Anordnung Siliciumkristallstab 4/ Abstützvorrichtung 6 während des Abstützens darge-

stellt. Dabei ist der Übersichtlichkeit wegen auf die Abbildung der Verschiebeeinrichtungen zum Betätigen bzw. Zentrieren der Drehstangen 11,12 und 13 verzichtet worden. Durch die Drehpfeile 17 soll die Drehung zur Kontaktierung der Siliciumkristallscheiben 14, 15 und 16 mit dem Stabkonus 4 angedeutet werden. Mit dem Bezugszeichen 18 ist die Schmelzspule, mit 19 die dadurch erzeugte Schmelzzone und mit 20 der noch autzuschmelzende Vorratsstabteil bezeichnet worden.

Hierzu 1 B'att Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Haltern eines Halbleiterkristallstabes beim tiegelfreien Zonenziehen, der über einen Konus mit einem Keimkristall verbunden ist, mit einem axial zum Stab beweglichen Halter, der den Stab im Konusbereich stützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter eine axial verschiebbare Platte (9) aufweist, auf der symmetrisch zueinander drei Drehstangen (11,12,13) angeordnet sind, daß die Drehstangen am Ende mit Scheiben (14, 15,16) versehen sind, die aus dem gleichen Halbleitermaterial wie der Stab bestehen, und daß die Scheiben in Richtung zum Stab (4) verdrehbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der verschiebbaren Platte (9) ein Antriebsmechanismus für die Drehstangen (11,12, 13) angeordnet ist