DE2828400C2

DE2828400C2 - Vorrichtung zum Herstellen von versetzungsfreien einkristallinen Siliciumstäben durch Zonenschmelzen

Info

Publication number: DE2828400C2
Application number: DE19782828400
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. Dr. 8021 Sauerlach Mühlbauer; Konrad Dipl.-Chem. Dr. 8011 Vaterstetten Reuschel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1978-06-28
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE2828400A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von versetzungsfreien, einkristallinen Siliciumstäben durch Zonenschmelzen, mit einer Kammer und relativ zueinander und zu einer ringförmigen Heizeinrichtung bewegbaren Halterungen für den Stab, von denen wenigstens die mit dem Imprkristalinalter versehene um ihre lotrechte Achse drehbar ist und mit einem, von einer Spindel angetriebenen, eine Parallelverschiebung ausführenden Metallschlitten versehen ist

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 12 72 886 beschrieben worden. Diese bekannte Vorrichtung weist einen außerhalb der Schmelzkammer seitlich verschiebbaren Schlitten auf, durch die die Antriebswelle hindurchgeht. Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich, Siliciumstäbe herzustellen, deren Dicke größer als die lichte Weite der Heizeinrichtung ist.

Bei der bekannten Vorrichtung müssen Rotationsund Translationsbewegungen der Stabteile durchgeführt werden, wobei die Schmelzkammer vakuumdicht abgedichtet sein muß. Diese Abdichtung ist relativ schwierig, wenn, wie bei der bekannten Vorrichtung, der seitlich verschiebbare Metallschlitten außerhalb der Kammer angeordnet ist.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art so weiterzubilden, daß die Abdichtung einfacher möglich wird.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß der Metallschlitten auf dem oberen Ende eines von unten in die Kammer ragenden Podestes angeordnet und von außerhalb der Kammer antreibbar ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Figur näher erläutert:

In der Zonenschrnelzkammer ist in an sich bekannter Weise eine mit Hf gespeiste, in vertikaler Richtung verschiebbare, das zonenweise Aufschmelzen des SiIiciumstabes 2 vornehmende ein- oder mehrwindige Heizspule 3 angeordnet. Der auszuschmelzende SiIiciumstab 2 ist mittels Befestigung 4 mit der in vertikaler Richtung verschiebbaren Halterung 5 verbunden. In die Zonenschmelzkammer ragt ein Podest 6 hinein, das auf seinem oberen Ende den über eine Spindel 7 in horizontaler Richtung verschiebbaren, z. B. aus Stahl bestehenden Schütten 8 angeordnet hat Die Spindel selbst wird durch einen außerhalb der Kammer befindlichen Motor 9 angetrieben. Der Schlitten 8 trägt den ebenfalls aus Metall, z. B. Stahl bestehenden Impfkristallkalter 11 mit dem Siliciumkeimkristali 10. Der in Rotation zu versetzende Impfkristall bzw. Impfkristallhalter wird gemäß vorliegendem Ausführungsbeispiel unmittelbar von einer auch seitliche Bewegungen zulassenden Welle 12 durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Motor angetrieben.

Abgesehen von den leicht zu beherrschenden Durchführungen für die Stabhalterung 5 und die Spindel 7 ergeben sich bei der Anordnung gemäß vorliegender Erfindung nur zwei kritische und damit, im überschaubaren Rahmen zu haltende und gut zu beherrschende Dichtungsprobleme. Sie liegen zwischen dem Podest 6 und dem Schlitten 8 für eine reine Translation und zwischen dem Schlitten 8 und dem Keimkristallhalter 11 für eine reine Rotation.

Der Vorteil der Anordung gemäß vorliegender Erfindung besteht vor allem darin, daß die mechanische Anordnung gegenüber den bekannten Ausführungen wesentlich einfacher ist Daraus folgt, daß auch weniger Antriebselemente in den Reaktorraum vakuumdicht geführt werden müssen, was wiederum zur Folge hat, daß dadurch zu größerer Exzentrik bei besserer, d. h. feinerer Einstellbarkeit übergegangen werden kann. Größere Exzentrik bedeutet auch bessere Durchmischung der Schmelze, also eine gleichmäßigere und somit homogene Dotierstoffverteilung in dem erzeugten Siliciumstab.

Mit der Anordnung gemäß vorliegender Erfindung können also dickere Stäbe, z. B. von 5" und mehr, versetzungsfrei in einfacher Weise hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von versetzungsfreien, einkristallinen Siliciumstäben durch Zonenschmelzen, mit einer Kammer und relativ zueinander und zu einer ringförmigen Heizeinrichtung bewegbaren Halterungen für den Stab, von denen wenigstens die mit dem Impfkristallhalter versehene um ihre lotrechte Achse drehbar ist und mit einem, von einer Spindel angetriebenen, eine Parallelverschiebung ausführenden Metallschlitten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschlitten auf dem oberen Ende eines von unten in die Kammer ragenden Podestes angeordnet und von außerhalb der Kammer antreibbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten aus Stahl ist

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impfkristallhalter aus Stahl ist

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impfkristallhalter direkt mit einer Welle verbunden ist

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