DE2833615A1 - Vorrichtung zur veredelung eines halbleitermaterials - Google Patents
Vorrichtung zur veredelung eines halbleitermaterialsInfo
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Description
^83361
Dipl.-Phys. O.E. Weber d-8 München 71
Patentanwalt Hofbrunnstraße 47
Telefon: (089)7 9150
Telegramm: monopolweber münchen
Telex: 05-21 28 77
Fl 854
Topsi1 A/S
Linderupvey 4·
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Prederikssund
Dänemark
Dänemark
Vorrichtung zur Veredelung
eines Halbleiterinaterials
eines Halbleiterinaterials
90981 0/0676
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Veredelung eines Halbleitermaterials, und sie bezieht sich insbesondere auf
eine Vorrichtung, welche dazu dient, besonders große Halbleiterkristalle nach dem Fließzonen-Veredelungsverfahren zu bearbeiten.
Bei der herkömmlichen Methode kann zwar das polykristalline Material sicher gehalten werden, es besteht jedoch bei dem
bereits in monokristallines Material umgewandelten Teil die Gefahr, daß keine ausreichende Befestigung auf dem dünnen
Keimkristall gewährleistet ist. Geringfügige Bewegungsstörungen oder seitliche Bewegungen können Ungleichmäßigkeiten,
Kristallfehlstellen oder auch ein Überlaufen des geschmolzenen Materials hervorrufen, wenn die Bewegung hinreichend stark
wird, um die Haltekräfte der elektromagnetischen Kraft und der Oberflächenspannung zu überschreiten. Dadurch könnte der
Kristall zerstört werden, und es könnte auch die Einrichtung beschädigt werden.
Mit der fortschreitenden technischen Entwicklung ist auch
der Bedarf danach aufgekommen, größere Kristalle mit entsprechend größerem Durchmesser herzustellen. Es besteht daher ein Bedarf,
nach dem Fließzonen-Veredelungsverfahren Kristalle mit größerer
Länge und mit größerem Durchmesser zu fertigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit welcher ein besonders großer Halbleiterkristall nach dem Fließzonen-Verfahren außerordentlich betriebssicher
hergestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren
niedergelegten Merkmale.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
ist vorgesehen, daß eine Umhüllung vorgesehen
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~ 283361
ist, in welcher ein Halbleiterstab anzuordnen ist, weiche mit dem Halbleiterstat) verbunden ist, um diesen Halbleiterstab
während der Veredelung und des Wachstums in eine gewünschte Bewegung zu versetzen, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist,
welche dazu dient, mit dem Halbleiterstab während der Veredelung und des Wachstums in vorgegebener Weise in Berührung gebracht
zu werden, so daß diese Einrichtung während der Bewegung in einer festen Beziehung zu dem Halbleiterstab gehalten ist.
Während die erfindungsgemäße Vorrichtung bei Kristallen mit
besonders großem Durchmesser und/oder besonders großer Länge in besonders vorteilhafter Weise anwendbar ist, sei darauf hingewiesen,
daß grundsätzlich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Kristalle beliebiger Größe hergestellt werden können.
Bei bekannten Vorrichtungen war die Größe der herstellbaren Kristalle begrenzt, da die Gefahr bestand, daß die Kristalle
bei erheblicher Größe mechanisch instabil geworden sind. Gemäß der Erfindung ist jedoch eine Vorkehrung getroffen, daß durch
Stifte mit geringem Gewicht, die aus den Wänden der Umhüllung heraustreten können, in welcher der Kristaligezüchtet wird,
eine zusätzliche Abstützung gewährleistet ist. Dabei ist zugleich auch sichergestellt, daß der Einkristall-Stab exakt auf
seiner vertikalen Achse gehalten wird. Da der Stab sowohl rotatorisch als auch translatorisch bewegt wird, müssen die
Trägerstifte oder Stützstifte eine entsprechende Bewegung ausführen, so daß jeder Stift den Einkristall-Stab an nur einer
Stelle berührt. Um den Stiften eine geeignete Bewegung zu erteilen, hat die Umhüllung, in welcher der Kristall gezüchtet wird,
ein teleskopartig bewegbares Unterteil, welches relativ zu dem Kristallstab bewegt werden kann. Abgesehen davon, daß diese
Bewegung für die Halterung erforderlich ist, ermöglicht sie zugleich auch, daß die Gesamtabmessungen der Umhüllung verhältnismäßig
gering gehalten werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der
Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
Pig. 1 bis 5 in einer schematischen Querschnittsdarstellung
die einzelnen Stufen, in welchen ein Halbleiterkörper
veredelt wird,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,
Zig. 7 einen Querschnitt durch einen Trägerstift und einen
Teil des Gehäuses , und
Fig. 8 einen Grundriß des Ausgabe- oder Entlade-Ringes.
Während die Fließzonen-Veredelungsvorrichtung, die nachfolgend
beschrieben wird, dazu geeignet ist, eine Veredelung eines Siliziumstabes mit einem Durchmesser von etwa 75 bis 80 mm
und einer Länge von etwa 1 m durchzuführen, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt ist. Für den Fachmann dürfte vielmehr ersichtlich
sein, daß entsprechende Anpassungen leicht durchführbar sind, um andere Materialien und andere Größen gemäß der Erfindung
zu verarbeiten.
In den Fig. 1 bis 5 ist in schematischer Darstellung, jeweils
im Querschnitt, ein Verfahren in seinen einzelnen Stufen veranschaulicht, mit welchem ein Halbleiterkörper gemäß der
Erfindung einer Veredelung oder einer Feinung unterzogen wird. Die Fig. 1 zeigt die Vorrichtung, nachdem der Veredelungsvorgang
begonnen hat. Ein polykristalliner Stab 10 wird durch die Klammer 11 gehalten, die ihrerseits an einer oberen Spindel 12
angebracht ist. Ein Einkristall-Kern 13 wird durch eine Klemme
14 gehalten, welche an der unteren Spindel 15 angebracht ist.
Dieser Einkristall-Kern 13 und der Stab 10 sind mit einer geschmolzenen Zone 16 in Berührung gebracht worden, die dazwischen
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ausgebildet wurde. Die geschmolzene Zone oder die Schmelzzone wird durch Aufheizen der Verbindung zwischen den Kern und
dem polykristallinen Material mit Hilfe einer lü1-Induktionsheizspule erzeugt, welche die Verbindung umgibt und schematisch
dargestellt ist. Diese Heizeinrichtung ist in der Zeichnung mit 17 bezeichnet. Die geschmolzene Zone 16 wird dazu
gebracht, daß sie sich entlang dem polykristallinen Stab 10 bewegt, indem der Stab vertikal an der Heizeinrichtung 17
entlang nach unten bewegt wird. Während die geschmolzene Zone 16 an dem Stab entlang bewegt wird, erstarrt das unmittelbar
hinter der Zone befindliche Material als monokristallines Material. Dieser Vorgang wird bekanntlich in der Weise gesteuert,
daß ein Ansatzbereich oder Schulterbereich 18 ausgebildet wird, der in seinem Durchmesser von dem Durchmesser des Kristallkems
13 auf den für den monokristallinen Stab 19 gewünschten Durchmesser ansteigt.
Die polykristalline Quelle 10, die oben als Stab bezeichnet wurde, wird an der Heizeinrichtung 17 entlangbewegt, indem die
Spindeln 12 und 15 entweder unabhängig voneinander oder gemeinsam bewegt werden. In ähnlicher Weise kann die gewünschte Drehbewegung
dem Stab 10 erteilt werden, weiterhin auch der geschmolzenen Zone 16 und dem Einkristall 19» indem die Spindeln 12 und
15 in Drehung versetzt werden. Der Vorgang findet innerhalb
einer dichten Umhüllung statt, die aus einem Oberteil 20 und
einem Unterteil 21 besteht.
Die Fig. 2 zeigt den Vorgang in einer späteren Phase, in welcher er bereits weiter fortgeschritten ist. Etwa ein Drittel des
polykristallinen Stabes 10 ist veredelt oder gefeint, und er ist dabei in einen monokristallinen Stab 19 umgeformt worden.
Bis zu diesem Punkt entspricht der Vorgang weitgehend der bekannten Vorgehensweise. Wenn der Einkristall 19 jetzt etwa
35 cm lang ist und einen Durchmesser von 75 bis 80 mm aufweist,
hat er eine Masse von etwa 4,5 kgm. Ein Kristall mit solchen
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Abmessungen nähert sich der Grenze, Vielehe bei einem derartigen
Verfahren erreichbar ist»
Bei dem in der Pig. 3 dargestellten Zustand ist etx«/a die
Hälfte des polykristallinen Materials 10 in monokristallines
Material des Stabes 19 umgewandelt» Die untere Halterung 14-hat sich in eine Stellung bewegt, in welcher sie sich in der
Nähe des Bodens des Unterteils 21 der Umhüllung befindet. Um die zunehmende Länge des monokristallinen Stabes 19 aufzunehmen
und um eine Weiterführung des Verfahrens zu ermöglichen,
xfird das Unterteil 21 vertikal nach unten bewegt, wie es durch
den Pfeil 25 angedeutet ist» Die untere Spindel 15 und das
Unterteil 21 werden jetzt sowohl translator!sch als auch rotatorisch
in Bewegung gesetzt. Bis jetzt wurde das Unterteil synchron mit der Spindel 15 in Drehung versetzt, jedoch nicht
translatorisch bewegt. Nachdem das Unterteil 21 in eine vertikale
Bewegung versetzt ist, wird eine zusätzliche Halterung für den wachsenden monokristallinen Stab 19 dadurch geschaffen,
daß Tragstifte 23 aus dem Tragstiftgehäuse 24- hervortreten, welches ein Teil der Innem-zand des Unterteils 21 bildet,
und daran angeformt ist« Es hat sich gezeigt, daß drei solche Tragstifte 23 in einem Winkelabstand von 120 voneinander eine
geeignete Halterung für den monokristallinen Stab 19 bildes, können. Die Tragstifte 23 berühren den monokristallinen Stab
19 leicht, jedoch sicher und bringen ihn zur Drehung um eine genau vertikale Achse« Der Stab 19 wird nun gleichzeitig durch
die Tragstifte 23 und den Kristallkern 13 gehalten» Jeder Stift
muß den Kristallstab 19 an nur einer einzigen Stelle berühren, so daß keine Störungen oder andere Beeinträchtigungen des
Kristalls verursacht werden» folglich werden das Unterteil 21,
das Stiftgehäuse 24· und die Tragstifte 23 derart ausgebildet
und angeordnet, daß eine synchrone Bewegung dieser Teile mit dem Stab 19 erfolgt. Da der Stab 19 und die Umhüllung 21 sich
gemeinsam bewegen, und zwar sowohl rotatorisch als auch translatorisch, besteht keine Möglichkeit, daß die Stifte 23 an
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dem Sta"b gleiten oder schaben, und zwar weder dann, wenn
sie anfänglich mit dem Stab zum Eingriff gebracht werden
noch dann, wenn die Bewegung anschließend gemeinsam fortgesetzt wird.
sie anfänglich mit dem Stab zum Eingriff gebracht werden
noch dann, wenn die Bewegung anschließend gemeinsam fortgesetzt wird.
In der Fxg. 4 ist der Vorgang in einem weiter fortgeschrittenen
Stadium dargestellt. Durch die zusätzliche Halterung oder Stützung, welche durch die Stifte 23 geliefert wird, wird
die Veredelung oder !"einung eines besonders langen Einkristalls 19 ermöglicht. Das polykristalline Material 10 wird weiter durch die Heizeinrichtung 17 hindurchbewegt, und demgemäß schreitet die geschmolzene Zone 16 entlang dem polykristallinen Material weiter nach oben fort.
die Veredelung oder !"einung eines besonders langen Einkristalls 19 ermöglicht. Das polykristalline Material 10 wird weiter durch die Heizeinrichtung 17 hindurchbewegt, und demgemäß schreitet die geschmolzene Zone 16 entlang dem polykristallinen Material weiter nach oben fort.
In der Fig. 5 ist der Veredelungsvorgang in der Phase dargestellt,
in welcher er praktisch abgeschlossen ist. Die
gesamte Länge des 1-m-langen polykristallinen Halbleiterkristalls ist an der Heizspule 1? vorbeigeführt worden und ist in einen monokristallinen Stab 19 umgewandelt worden. Diese Umwandlung ist dadurch erfolgt, daß eine geschmolzene Zone oder Schmelzzone über die gesamte Länge des polykristallinen Stabes getrieben wurde. Dabei hatte das Halbleitermaterial die Möglichkeit, nach dem Passieren der geschmolzenen Zone sich erneut zu verfestigen. Die gesamte Minimalhöhe, welche für eine solche Vorrichtung zur Veredelung eines Stabes von 1 m Länge erforderlich ist, beträgt etwa 3»5 *&· Diese Länge zeigt den technischen !Fortschritt gegenüber der mindestens erforderlichen Höhe von 4 m bei einer herkömmlichen Vorrichtung. Diese Angaben beziehen sich auf die Minimalwerte und können bei praktischen gerätetechnischen Ausführungsformen etwas überschritten werden.
gesamte Länge des 1-m-langen polykristallinen Halbleiterkristalls ist an der Heizspule 1? vorbeigeführt worden und ist in einen monokristallinen Stab 19 umgewandelt worden. Diese Umwandlung ist dadurch erfolgt, daß eine geschmolzene Zone oder Schmelzzone über die gesamte Länge des polykristallinen Stabes getrieben wurde. Dabei hatte das Halbleitermaterial die Möglichkeit, nach dem Passieren der geschmolzenen Zone sich erneut zu verfestigen. Die gesamte Minimalhöhe, welche für eine solche Vorrichtung zur Veredelung eines Stabes von 1 m Länge erforderlich ist, beträgt etwa 3»5 *&· Diese Länge zeigt den technischen !Fortschritt gegenüber der mindestens erforderlichen Höhe von 4 m bei einer herkömmlichen Vorrichtung. Diese Angaben beziehen sich auf die Minimalwerte und können bei praktischen gerätetechnischen Ausführungsformen etwas überschritten werden.
Die i"ig. 6 bis 8 zeigen eine zur Durchführung des oben beschriebenen
erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung. Die
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fortschrittlichen Wirkungen der Stifte-Halteeinrichtung •und der unteren Teleskopanordnung werden im einzelnen erläutert.
Die übrige Vorrichtung ist an sich "bekannt und ist beispielsweise
von Keck et al., in der Zeitschrift "The Review of Scientific Instruments", Band 25, Nr. 4, April 1954- beschrieben.
In der Pig. 6 ist die Vorrichtung dargestellt, nachdem die Trägerstifte 23 mit dem bereits in monokristallines Material
umgewandelten Stab 19 in Berührung gebracht sind. Die Stifte
stehen aus dem Stiftgehäuse 24 vor, welches an der Innenwand 21A des Unterteils der Umhüllung angebracht ist. Um jeden der
Stifte 23 an einer einzigen Stelle mit dem monokristallinen
Stab 19 in Berührung zu halten, werden die Stifte, das Stiftgehäuse
24 und die Innenwand 21A synchron mit dem Stab in Drehung versetzt. Diese synchrone Drehung wird dadurch herbeigeführt,
daß die Innenwand 21A mit Hilfe einer Rolle 26 und eines Motors 27 angetrieben wird. Wenn die Innenwand 21A
rotiert, wird diese Bewegung wiederum auf die Spindel 15 übertragen, und dadurch erfolgt eine Übertragung auf den Stab 19
durch den Satz von Dichtungen 28. Diese Dichtungen dienen dazu, sowohl die Drehbewegung der Innenwand 21A der Umhüllung
auf die Spindel 15 zu übertragen als auch dazu, eine luftdichte
Abdichtung zwischen diesen Teilen zu gewährleisten..
Einer der Trägerstifte 23 und das Trägerstiftgehäuse 24 sind im Schnitt der Fig. 7 deutlicher dargestellt. Jeder der Stifte
23 ist in eine Öffnung eingesetzt, die im Gehäuse 24 ausgebildet
ist. Der Stift ist in seiner zurückgezogenen Stellung dargestellt, in welcher er an der vorstehenden Lippe eines Anschlages
37 anliegt. Der Anschlag 37 ist derart angeordnet,
daß er in bezug auf das Gehäuse 24 etwas verdreht werden kann« Bei dieser Drehung wird die Lippe aus ihrer Stützstellung herausgeführt
, so daß der Stift 23 herunterfallen kann. In der
abgesenkten Stellung, die durch einen unterbrochenen Linienzug veranschaulicht ist, ist der Stift 23 leicht gegen die
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Seite des monokristallien Stabes 19 gedruckt. Der Stift 23
muß ein geringes Gewicht haben, um das auf den Stab 19 übertragene
Moment auf einem Minimum zu halten, wenn der Stift in die gestrichelte Lage geht. Der Stift muß auch aus einem
hitzebeständigen Material bestehen, und er darf das Halbleitermaterial nicht verunreinigen. Es hat sich gezeigt, daß daher
Hohlstifte aus Titan oder rostfreiem Stahl geeignet sind.
Es ist weiterhin von Bedeutung, daß die drei Stützstifte oder Trägerstifte 23 gleichzeitig in ihre Haltestellung gehen und
den monokristallinen Stab 19 gleichzeitig berühren, so daß keine vertikale Kippbewegung oder Schrägstellung des Stabes
eintritt. Jeder der Stifte wird in seiner zurückgezogenen Stellung durch einen Anschlag 37 gehalten. Die drei Stifte können
dadurch gleichzeitig zum Herunterfallen gebracht werden, daß die drei Anschläge gleichzeitig in Drehung versetzt werden.
Dies erfolgt durch den Ausgabering 40, der in der !"ig. 8 im
Grundriß dargestellt ist«. Dieser King, welcher drei Anschläge
37 aufweist, die auf Winkelabständen von jeweils 120° voneinander angeordnet sind, liegt in einer Nut, die in dem Stiftgehäuse
24 ausgebildet ist. Der Ring liegt passiv in dieser Nut, dreht sich mit dem Gehäuse 24 und der Innenwand 21A, bis
er benötigt wird. Der Ring ist weiterhin mit einem Finger 41
ausgestattet, welcher über seinen Außenumfang nach außen vorsteht. Nachdem der Veredelungsvorgang bis zu einem Punkt
fortgeschritten ist, an welchem die Trägerstifte benötigt werden, wird eine Bremseinrichtung 42 mit dem vorstehenden Finger
41 in Berührung gebracht. Die Bremseinrichtung 42, welche den Singer 41 berührt, bringt den Ring 40 dazu, daß er sich
weniger rasch bewegt als das Stiftgehäuse 24. Wenn der Ring 40 in bezug auf das Gehäuse 24 verdreht wird, werden die
Anschläge 37 aus ihren entsprechenden Stützpositionen herausgedreht, so daß die Stifte 23 herunterfallen. Die Bremseinrichtung
42 kann beispielsweise an dem Hüllenteil 20 angebracht sein und kann entweder mechanisch oder elektromechanisch
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Λ%
"betätigt werden=
Gemäß i'ig. 6 wird eine vertikale, nach unten gerichtete Translation
des polykristallinen Materials 10 und des monokristallinen Stabes 19 in zwei Schritten ausgeführt. Zunächst wird
die Spindel 15 an den Dichtungen 28 am Boden des Hüllenteils
21A entlang nach unten bewegt, während das Unterteil 21 in seiner Höhe stationär gehalten wird. Während der Vorgang weiter
fortschreitet und die Spindel 15 vorrückt, so daß der
Halter 14- in eine Stellung in der Nähe des Bodens des Unterteils
21 gelangt, wird das Unterteil 21 ebenfalls in eine vertikale Bewegung versetzt, und die Spindel mit der Umhüllung
werden nach unten bewegt. Die vertikale Bewegung ergibt sich dadurch, daß der Abschnitt 21B des Unterteils und der Spindelschlitten
29 auf Lagern angeordnet sind, welche auf einem Halterahmen 31 gleiten. Der Abschnitt 21B des Unterteils und
der Schlitten 29 können durch einen einzigen Motor angetrieben werden, welcher eine Welle 33 in Drehung versetzt und auch
die Zahnräder 34- und 35 antreibt= Eine Kupplung, welche dem
Antriebszahnrad 35 zugeordnet ist, ermöglicht, daß der Abschnitt
21B des Unterteils zunächst stationär gehalten wird und dann
im Bedarfsfalle synchron mit der Spindel 15 gedreht ivird.
Wenn das Unterteil 21 vertikal nach unten bewegt wird, wird eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil
20 bzw. 21 gewährleistet, und zwar durch die Dichtungen 22« In gleicher Weise wird eine luftdichte Abdichtung zwischen dem
rotierenden Abschnitt 21A des Unterteils und dem äußeren, nicht mitrotierenden Abschnitt 21B durch die Dichtungen 36 gewährleistet.
Auf diese Weise ist eine dichte Umhüllung gebildet worden, so daß die geeigneten Umgebungsbedingungen für den Vorgang
gewährleistet sind.
Die übrige Vorrichtung ist herkömmlicher Art. Sie weist ein Oberteil 20 auf, welches an dem Halterahmen 31 befestigt ist.
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Eine Spindel 12 und eine Klammer 11, welche das polykristalline
Material 10 halten, können sowohl translatorisch als
auch rotatorisch in Bewegung gesetzt werden, und zwar durch einen Motor und eine herkömmliche Antriebseinrichtung. Ein
HP-Generator liefert die Energie für die Heizspule 17· Einlaß- und Auslaß-Öffnungen und eine Vakuumpumpe ermöglichen,
daß die Vorrichtung zunächst ausgepumpt werden kann und dann mit den gewünschten Gasen gefüllt werden kann.
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e e r s e i f e
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Veredelung eines HalblextermateriaLs, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umhüllung
(20, 21) vorgesehen ist, in welcher ein Halbleiterstab (10) anzuordnen ist, daß weiterhin eine Einrichtung (11,
12) vorhanden ist, welche mit dem Halbleiterstab verbunden ist, um diesen Halbleiterstab während der Veredelung;
und des Wachstums in eine gewünschte Bewegung zu versetzen, und daß eine Einrichtung (23) vorgesehen ist, welche dazu
dient, mit dem Halbleiterstab während der Veredelung und des Wachstums in vorgegebener Weise in Berührung gebracht
zu werden, so daß diese Einrichtung (2J) während der Bewegung
in einer festen Beziehung zu dem Halbleiterstab gehalten ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung ein erstes, fest angeordnetes Teil (20) und
ein zweites, bewegbares Teil (21) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, bewegbare Teil (21) der Umhüllung teleskopartig
in bezug auf das erste, feste Teil (20) der Umhüllung bewegbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche in vorgebbarer Weise mit dem Halbleiterstab
in Berührung gebracht werden kann, Trägerstifte (23) aufweist, welche in den Innenraum der Umhüllung hineingeschoben
werden können.
5. Vorrichtung zur Veredelung eines Halbleitermaterials nach dem Pließzonen-Verfahren, wobei eine Umhüllung vorhanden ist,
in welcher der Halbleiterstab gehalten wird und in welcher eine geschmolzene Zone entlang der Längsausdehnung des
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283361
HaLbleiterstabes bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
ein teleskopartig bewegbares Unterteil (21) der Umhüllung vorgesehen ist und daß eine Einrichtung (23) vorhanden
ist, welche dazu dient, den veredelten Abschnitt des HaIbleiterstabes zu stützen.
ist, welche dazu dient, den veredelten Abschnitt des HaIbleiterstabes zu stützen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung Stifte (23) aufweist, welche aus der Wand des Unterteils (21) der teleskopartig bewegbaren Umhüllung
herausragen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (23) zu einer vorgebbaren Zeit aus der Wand heraustreten
können.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (23) als Hohlstifte ausgebildet sind und aus
Titan bestehen.
Titan bestehen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des teleskopartig bewegbaren Unterteils
(21) synchron mit dem bereits veredelten Abschnitt (19)
des Halbleiterstabes bewegbar ist.
des Halbleiterstabes bewegbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das teleskopartig bewegbare Unterteil (21) anfänglich in
vertikaler Richtung stationär gehalten ist=
11.Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß
das teleskopartig bewegbare Unterteil (21) in vertikaler Richtung in Bewegung versetzbar ist, um die Veredelungsumhüllung zu vergrößern und um eine Vertikalbewegung der
Halteeinrichtung (23) zu ermöglichen.
9098 1 Π/0676
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| US5114528A (en) * | 1990-08-07 | 1992-05-19 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Edge-defined contact heater apparatus and method for floating zone crystal growth |
| US5217565A (en) * | 1991-11-13 | 1993-06-08 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Contactless heater floating zone refining and crystal growth |
| DE102012213715A1 (de) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Siltronic Ag | Vorrichtung zur Herstellung eines Einkristalls durch Kristallisieren des Einkristalls an einer Schmelzenzone |
| JP6369645B2 (ja) * | 2016-01-26 | 2018-08-08 | 株式会社豊田自動織機 | 電極積層装置及び電極積層方法 |
| CN109563637B (zh) * | 2016-08-10 | 2021-01-22 | 胜高股份有限公司 | 单晶的制造方法和装置 |
| JP6694652B2 (ja) * | 2016-09-02 | 2020-05-20 | 信越化学工業株式会社 | 光モジュール、及び、光路光軸調整方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2515850A1 (de) * | 1975-04-11 | 1976-10-21 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur herstellung von einkristallen |
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|---|---|---|---|---|
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| DE1061527B (de) * | 1953-02-14 | 1959-07-16 | Siemens Ag | Verfahren zum zonenweisen Umschmelzen von Staeben und anderen langgestreckten Werkstuecken |
| US3428436A (en) * | 1963-12-16 | 1969-02-18 | Monsanto Co | Methods and apparatus for zone melting |
| DE1519901A1 (de) * | 1966-09-23 | 1970-02-12 | Siemens Ag | Verfahren zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines kristallinen Stabes |
| US3897590A (en) * | 1968-05-18 | 1975-07-29 | Battelle Development Corp | Method and apparatus for making monocrystals |
| NL6917398A (de) * | 1969-03-18 | 1970-09-22 | ||
| US3771780A (en) * | 1971-03-11 | 1973-11-13 | Standard Tool & Manu Co | Clamping device for an accurately located workpiece |
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| US4045181A (en) * | 1976-12-27 | 1977-08-30 | Monsanto Company | Apparatus for zone refining |
| DE2712506C2 (de) * | 1977-03-22 | 1986-06-12 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zum Haltern des mit dem Keimkristall versehenen Stabendes beim tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleiterkristallstäben |
| DE2706851C2 (de) * | 1977-02-17 | 1986-05-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zum Haltern des mit dem Keimkristall versehenen Endes eines Halbleiterkristallstabes |
| FR2382266A1 (fr) * | 1977-03-04 | 1978-09-29 | Crouzet Sa | Dispositif pour permettre le tirage de cristaux cylindriques en continu |
-
1977
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-
1978
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|---|---|---|---|---|
| DE2515850A1 (de) * | 1975-04-11 | 1976-10-21 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur herstellung von einkristallen |
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| DE2833615C2 (de) | 1987-04-09 |
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