DE3132621A1 - Verfahren und vorrichtung zum ziehen eines einkristall-bandes aus einer schmelze - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum ziehen eines einkristall-bandes aus einer schmelzeInfo
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Description
81-R-4650
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ZIEHEN EINES EINKRISTALL-BANDES AUS EINER SCHMELZE
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen monokristalliner Bänder oder Streifen
aus geeignetem Material. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen monokristalliner
Bänder oder Streifen aus einer Schmelze, die beispielsweise folgende Materialien aufweist: Silizium, Germanium,, intermetallische
Verbindungen, Saphir, Granat und dergleichen.
Das Wachstum monokristalliner Bänder aus geeigneten Materialien ,wie beispielsweise Silizium ("/urde bereits durch
mehrere Verfahren erreicht, wie beispielsweise die folgenden: das dendritische Bandverfahren, das Stepanov-Verfahren und
das Kantendefinierte-FilmspeisewachPtumsverfahren (Edge
Defined Film Fed Growth = EFG).' Beim dendritischen Bandverfahren tritt eine Verfestigung des
Siliziumflächenelements aus einem Schmelzenmeniskus auf, der an den Enden durch dünne Dendrite begrenzt ist, die
nach unten in eine supergekühlte Schmelzzone wachsen, und der am oberen Ende durch eine Band-Schmelze-Zwischenschicht ·
(interface) begrenzt ist. Das Stepanov-Verfahren verwendet eine nicht benetzende Form in Kontakt mit der Schmelze. Die
Form formt den Meniskus für das Bandwachstum. Beim EFG-Ver-
Λ-
fahren wird der Kristall aus einer dünnen geschmolzenen Zone
aus Flüssigkeit an der oberen Oberfläche einer Kapillar form,
gewachsen. Während der Kristall wächst, wird frische Flüssigkeit aus einem Schmelzreservoir in.einem Schmelzgefäß nachgeliefert, und zwar über eine Kapillaranstiegsvorrichtung
durch in der Form vorhandene Kanäle. Eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser bekannten Verfahren ist dem US-PS 4,075,055
zu entnehmen.
US-PS 4,000,030 beschreibt ein gegenüber dem EFG-Verfahren alternatives Verfahren zum Wachsen monokristalliner Materialien.
Dieses Verfahren verwendet die Oberflächenspannung der Schmelze zur Bildung eines erhöhten Meniskus aus der Schmelze, und zwar
um einen sich über die Schmelzoberfläche hinaus erstreckenden
Vorsprung. Der Meniskus der Schmelze entspricht dem Querschnitt des Vorsprungs, um die Steuerung der Form des gezogenen Kristalls
zu ermöglichen.
Obwohl die obenbeschriebenen Verfahren zum Wachsen von Bändern mit adequater kristallographischer Struktur verwendet
wurden, so zeigen sie doch zahlreiche Nachteile. Das dendritische Bandverfahren ist auf eine feste (111) Kristallorientierung
beschränkt, und die Breitensteuerung ist wegen der Dendritausbreitung schwierig. Zudem macht dieses Verfahren
eine genaue Temperatursteuerung erforderlich. Die anderen obenbeschriebenen Verfahren gestatten im Prinzip jedwede
Kristalloberflächenorientieriinf,, erzeugen aber Kristallstrukturen,
die infolge der Verunreinigung der Schmelze durch die Form und den kurzen Abstand oder die Meniskushöhe zwischen
der Formoberseite und der Verfestigungsfront stark gestört sind.
Das Hauptziel der Erfindung besteht darin, ein neues verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, um
mindestens ein Band oder einen Streifen aus monokristallinem Material aus einer Schmelze zu wachsen. Ein weiteres Ziel der
Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, um mindestens ein Band oder einen Streifen aus
monokristallinem Halbleitermaterial aus einer Schmelze zu wachsen. Ferner bezweckt die Erfindung,ein Verfahren und eine
Vorrichtung anzugeben, um mindestens ein Band oder einen Streifen aus monokristallinem Halbleitermaterial aus einer Schmelze
wachsen zu lassen, wobei das sich -ergebende Halbleiterband "' im wesentlichen nicht verunreinigt ist. Vorzugsweise soll beim
erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Breite des Bandes oder Streifens zwischen ungefähr
1 bis 5 cm liegen. Ein weiteres Ziel der Erfindung sieht vor, daß mindestens zwei Bänder oder Streifen aus monokristallinem
Material aus der gleichen Schmelze gewachsen werden. Vorzugsweise soll beim erfindungsgemäßen Verfahren und der
erfindungsgemäßen Vorrichtung das Wachsen eines Bandes oder eines Streifens aus monokristallinen Materialien aus einer
Schmelze geschehen, bei der das monokristalline Material folgendes aufweist: Silizium, Germanium, intermetallische
Verbindungen, Saphir, Granat und dergleichen.
Weitere Vorteile, Ziele sowie neue Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie bei Anwendung
der Erfindung. Insbesondere sei in diesem Zusammenhang auch auf die Ansprüche verwiesen.
Um die vorgenannten sowie weitere Ziele der Erfindung zu
erreichen, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung folgendes auf: einen Behälter für das Schmelzmaterial und eine gestaltbildende
Form, die mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordnete Elemente aufweist und durch das Schmelzmaterial
benetzbar ist. Die Elemente sind im Behälter derart angeordnet, daß ein Teil jedes Elements unterhalb des Schmelz- * ·
niveaus angeordnet ist, während ein zweiter Teil oberhalb - · des Schmelzniveaus liegt. Jeder oberhalb des Schmelzenniveaus
liegende Teil besitzt eine Höhe, die mindestens ausreicht, um zur Bildung eines erhöhten Meniskus aus Schmelze
um das entsprechende Element herum zu bilden. Der Abstand"
zwischen den Elementen reicht aus, um ein Gebiet vorzusehen, in dem ein Saatband (Bänder) oder Startband (Bänder) angeordnet
werden kann. Da die Elemente die Kantengrenzen für den Meniskus vorsehen, aus dem das oder die Bänder wachsen,
bildet der Abstand zwischen den Elementen die Breite des gewachsenen Bandes iieziehnungsweise der gewachsenen Bänder.
Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, kontaktiert das Startband die Menisken vor der Berührung mit dem Schmelzniveau und
besitzt eine Breite größer als seine Dicke.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Elemente konusförmig und die Spitze jedes konusförmigen Elements ist
oberhalb des Schmelzenniveaus angeordnet. Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die mit Abstand angeordneten
Elemente beweglich im Behälter angeordnet, was Breitenvariationen des gewachsenen Bandes sowie die Optimierung der
Höhe der Elemente in der Schmelze gestattet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sieht das erfindungsgemäße
Verfahren folgendes vor: Ausbildung einer Schmelze aus einem Material in einem Behälter um die gesamte
Oberfläche einer benetzbaren gestaltgebenden Form herum. Die gestaltgebende Form weist mindestens zwei mit Abstand
voneinander angeordnete Elemente auf, deren jedes einen Teil unterhalb des Schmelzmaterialniveaus im Behälter besitzt,
während ein weiterer Teil oberhalb des Schmelzniveaus liegt, und zwar mindestens in einem hinreichenden Ausmaß derart, daß
ein erhöhter Meniskus aus Schmelze um das entsprechende Element herum gebildet wird. Der Abstand zwischen den Elementen reicht
aus, um ein Gebiet vorzusehen, in dem mindestens ein Startband angeordnet werden kann. Vorzugsweise beträgt der Abstand
zwischen den Elementen ungefähr 1 bis 5 cm. Das beziehungsweise die Startbänder werden zwischen den mit Abstand ange- ·
ordneten Elementen angeordnet und soweit abgesenkt, bis ein Ende die Schmelzenoberfläche kontaktiert. Das Startband
beziehungsweise die Startbänder werden langsam in e.iner Richtung
■Μ-
im wesentlichen senkrecht zur Schmelze herausgezogen, um ein monokristallines Band bzw. monokristalline Bänder
aus Schmelzenmateriäl herzustellen. Das bzw. die gewachsenen Bänder besitzen eine durch den Abstand zwischen
den mit Abstand angeordneten Elementen der gestaltgebenden Form bestimmte Breite. Das Niveau der Flüssigkeit im Behalter
wird dadurch konstant gehalten, daß man die Schmelze in üblicher Weise erneuert, so daß die Höhe des
Teils der Elemente angeordnet oberhalb des Niveaus der Schmelze sich nicht ändert.
Gemäß einem bevorzugten Ausführunggbeispiel der Erfindung
weist das Verfahren die Ausbildung der Schmelze aus einem ■
Halbleitermaterial auf. Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren
die folgenden Schritte: Ausbildung einer Schmelze, die
ein Material wie beispielsweise Silizium, Granat, intermetallische Verbindungen, Saphir., Germanium oder dergleichen
enthält. Es wird am meisten bevorzugt, daß die Schmelze Silizium enthält. Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die Elemente in der Schmelze voneinander mit einem Abstand von ungefähr 1 bis
5 cm angeordnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren haben mehrere Vorteile gegenüber bekannten
Kristallwachsverfahren sowie Vorrichtungen. Beispielsweise hat die Erfindung gegenüber dem dendritischen Bandverfahren
die folgenden Vorteile: (1)jedwede Kristallorientierunq des zu wachsenden Bandes kann erreicht werden;(2) keine
kritische thermische Steuerung der supergekühlten Schmelze ist erforderlich; (3) es besteht kein Zwillingsplanerfordernis
für das Band und (4) es ergibt sich eine verbesserte Breitensteuerung und Stabilisierung für das zu wachsende
Band.
3Ί32621
Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stepanov-Verfahren , dem EFG-Verfahren und US-Patent 4,000,030 können
wie folgt zusammengefaßt werden: (1) es besteht kein Erfordernis für einen schmalen Meniskus zwischen der Fest/-Zwischenflache
und der Formoberseite, was im wesentlichen die Empfindlichkeit gegenüber thermischen Störungen vermindert;
(2) nur oin kleines Volumen aufweisende benetzbare, mit Abstand angeordnete Elemente sind erforderlich, was
die Schmelzenverunreinigungsprobleme stark vermindert, und zwar insbesondere unter dem gesamten zentralen Gebiet
des Streifens oder Bandes'; (3) benetzbare, mit Abstand angeordnete Elemente hergestellt aus Diamant sind wirtschaftlich
möglich, was weiter die Verunreinigunqsproblemc vermindert und (4) die Reinigung durch normale Gefriersegreqation
kann auftreten, was nicht möglich ist bei Verwendung schmaler Kapillarkanäle.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich insbesondere aus der folgenden Beschreibung, bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung? in
der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung
zum Ziehen eines mönokristallinen Bandes aus einer Schmelze gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei speziell eine bevorzugte
gestaltgebende Form dargestellt ist;
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt ähnlich Fig. 1, wobei eine zweite bevorzugte gestaltgebende Form dargestellt
ist;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2.
• t · « ■
Fig. 1 zeigt einen Behälter 1 mit einer Bodenwand 3 und aufrechtstehenden Seitenwänden 5 zur Aufnahme einer Schmelze 7,
Von der Bodenwand 3 aus erstreckt sich nach oben eine gestaltgebende Form 9, die ein Paar von Elementen 15 und 17 mit
Abstand voneinander und von den Seitenwänden 5 aufweist. Das Element 15 besitzt Teile 15a bzw. 15b, die oberhalb
bzw. unterhalb des Schmelzenniveaus·13 der Schmelze 7 im
Behälter 1 angeordnet sind. In gleicher Weise besitzt das Element 17 Teile 17a bzw. 17b, die oberhalb bzw. unterhalb
des Schmelzenniveaus 13 der Schmelze 7 im Behälter 1 angeordnet sind. Die oberhalb des Schmelzenniveaus 13 angeordneten
Teile 1Sa und 17a erstrecken sich über eine Höhe des Schmelzenniveaus 13 hinaus, die mindestens ausreicht, um ein Paar von
erhöhten Menisken 19 aus· Schmelze 7 um die Elemente 15 und
herum ?u bilden. Die Elemente 15 und 17 sind voneinander mit einem Abstand angeordnet, der mindestens ausreicht, um ein
Gebiet vorzusehen, in welches ein Saat- oder Start-Band zur Berührung"mit der Schmelze 7 angeordnet werden kann. Obwohl
die gestaltgebende Form 9 als eine integrale Verlängerung der Bodenwand 3 dargestellt ist, so kann sie doch auch
ein diskretes Glied bilden, welches in geeigneter Weise in Verlängerung zum Behälter 1 befestigt ist. Zudem ist darauf
hinzuweisen, daß die gestaltgebende Form 9 eines oder mehrere zusätzliche mit Abstand angeordnete Elemente ähnlich
den Elementen 15 und 17 aufweisen kann, die das gleichzeitige Ziehen einer Vielzahl von monokristallinen Bändern oder
Streifen durch die Verwendung von mehrfachen Startbändern Λ1 gestattet. Beispielsweise erlaubt die Verwendung von
drei mit Abstand voneinander angeordneten Elementen das gleichzeitige Ziehen von zwei Bändern unter Verwendung von
zwei Startbändern, oder aber wenn die Anordnung gemäß den Scheiteln .eines Dreiecks erfolgt, so kann das gleichzeitige
Ziehen von drei Bändern unter Verwendung von drei Rtartbändern erfolgen.
Die gestaltgebende Form 9 kann aus irgendeinem geeigneten
Material ausgebildet sein, welches durch die Schmelze 7 benetzbar ist. Die Schmelze benetzt die Seiten der mit Abstand
angeordneten Klomente. 15 und 17 hinauf, weil die Oberflächenspannungen einen konvexen oder erhabenen Meniskus
um die mit Abstand angeordneten Elemente 15 und 17 herum bilden. Die gestaltgebende Form 9 kann aus hochdichtem Graphit,
Siliziumcarbid, Diamant, Iridium oder Molybdän abhängig von dem zu wachsenden monokristallinen Band- oder Streifenmaterial
ausgebildet sein.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Behälter 1 mit
einem Material gefüllt, das dazu geeignet ist, in der Form eines monokristallinen Bandes oder Streifens herausgezogen
zu werden. Materialien wie beispielsweise· Silizium, Germanium,
Granat, Saphir oder dergleichen sind geeignet. Die Schmelze wird in einer üblichen Weise gebildet, wie dies in US-PS
4,000,030 beschrieben ist. Die Schmelze wird auf einem Niveau derart gehalten, daß das Schmelzenniveau 13 unterhalb der
Teile 15a und 17a der mit Abstand angeordneten Elemente 15 bzw. 17 der gestaltgebenden Form 9 liegt. Die Schmelze wird
auf einer kontrollierten oder gesteuerten Höhe derart gehalten, daß die Oberflächenspannung zwischen der Schmelze 7 und
der gestaltgebenden Form am Schmelzenniveau 13 bewirkt, daß
die Schmelze 7 ansteigt und die Seitenteile 15a und 17a der mit Abstand angeordneten Elemente 15 bzw. 17 benetzt, wodurch
ein Paar von erhöhten Minisken 19 um die Elemente herum gebildet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß der Startstreifen
11 abgesenkt,wird, so daß das Ende 10 des Kontaktstreifens
mit der Schmelze 7 in Kontakt kommt, und zwar am Schmelzenniveau 13 in dem zwischen den mit Abstand angeordneten Elementen
15 und 17 vorgesehenen Gebiet. Der Startstreifen 11 wird lang-
sam aus seiner Berührung mit dem Schmelzenniveau 13 herausgezogen und zwar durch vier am Streifen 11 in einer Richtung
im wesentlichen senkrecht zur Schmelze 7. Der Zugvorgang kann durch irgendeine übliche Vorrichtung ausgeführt werden.
Einzelheiten hinsichtlich einer Zugvorrichtung können dem US-PS 4,075,055 entnommen werden. Die Breite des aus der
Schmelze 7 herausgezogenen monokristallinen Bandes oder Streifens wird bestimmt durch den Abstand zwischen den Elementen 17 und 15. Normalerweise sind die Elemente mit
einem Abstand von ungefähr 1 bis 5 cm voneinander angeordnet.
Fig. 2 zeigt eine Darstelluno ähnlich der Fig. 1 unter Verwendung
eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels für"·
die gestaltgebende Form. Der Behälter 20 - vgl. Fig. 2 besitzt eine Bodenwand 24 und Seitenwände 22 zur Aufnahme
einer Schmelze 27. In die Schmelze 27 ersteckt sich ein Paar von gestaltgebenden Formelementen 29 hinein, die
konusförmige Gestalten 21 und 23 besitzen. Die gestaltgebenden
Formelemente 29 sind mit Abstand voneinander angeordnet und zwar mit einem Abstand ausreichend zur Bildung eines
Gebiets, in dem ein Startstreifen 25 angeordnet werden kann. Die konusförmige Gestalt 21 der gestaltgebenden Form 29
besitzt Teile 21a und 21b, die jeweils oberhalb bzw. unterhalb des Schmelzenniveaus 31 der Schmelze 27 angeordnet sind.;
In gleicher Weise besitzt die konusförmige Gestalt 23 der gestaltgebenden Form 29 Teile 23a bzw. 23b. die oberhalb
bzw. unterhalb des Schmelzenniveaus 31 der Schmelze 27 angeordnet sind. Die Teile 21a und 22a der konusförmigen
Gestaltungen 21 bzw. 23 werden auf einer Höhe oberhalb des · Schmelzenniveaus 31 derart gehalten, daß die Oberflächenspannung
zwischen der Schmelze 27 und der gestaltgebenden Form 29 am Schmelzenniveau 31 bewirkt, daß die Schmelze
2 7 ansteigt und die Teile 21a und 23a der konusförmigen Konfigurationen 21 bzw. 23 benetzt, wodurch ein Paar von
erhöhton Minisken 33 um die Elemente 21 und 23 herum gebildet
wird. Die gestaltgebende Form 29 ist in Fig. 2 bewecr-
lieh dargestellt, was sowohl die vertikale als auch die
horizontale Bewegung der mit Abstand angeordneten Elemente ' 21 und 23 gestattet. Diese bewegliche Halterung gestattet
die Durchführung von Einstellungen hinsichtlich der Breite des wachsenden Bandes und auch hinsichtlich einer Optimierung
der Höhe der Elemente 21 und 23 in der Schmelze 27. Man erkennt, daß eine zusätzliche Formuna der Formelemente
verwendet werden kann, was das gleichzeitige Ziehen einer Vielzahl monokristalliner Bänder oder Streifen unter Verwendung
von mehrfachen Startstreifen 25 gestattet.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der gleichen Ausführungsbeispiels,
welches im einzelnen unter.Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurde. Dio Bezugszeichen der Fig.
entsprechen den gleichen Elementen der Fig. 2. Demgemäß ist keine ins Einzelne gehende Beschreibung der Fig. 3 erforderlich.
Ohne durch eine spezielle Theorie beschränkt sein zu wollen, wird postuliert, daß die erfindungsgemäße .Vorrichtung
und das erfindungsgemäße Verfahren das Kontaminierungs- und Orientierungs-Problem der bekannten Verfahren löst durch:
!(1) Verminderung des Volumens der in der Schmelze erforderlichen gestaltgebenden Form und (2) Minimierung des Kontaktgebiets
zwischen der gestaltgebonden Form und der Schmelze unterhalb des Mittelgebietes des Startbandes oder Streifens.
Die vorstehende Beschreibung, bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nicht die Erfindung einschränken
auf die genaue offenbarte Form, vielmehr sind Abwandlungen im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre möglich.
Zusammenfassend sieht die Erfindung somit folgendes vor:
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen eines monokristallinen Bandes oder Streifens aus einer Schmelze unter
Verwendung einer gestaltgebenden Form einschließlich mindestens zwei. !Momenten, die mit; Abstand voneinander angeordnet sind,
und wobei jedes Element einen Teil besitzt, der unterhalb
des Niveaus der Schmelze angeordnet ist, während ein anderer Teil oberhalb des Niveaus der Schmelze angeordnet
ist, und zwar letzteres um einen.Abstand ausreichend zur Bildung eines erhöhten Meniskus aus Schmelze um das
entsprechende Element herum.
Claims (16)
1. Vorrichtung zum Wachsen von mindestens einem Band aus
monokristallinem Material aus einer Schmelze unter Verwendung von mindestens einem Startband (11) gekennzeichnet durch:
a) einem Behälter (1) für das geschmolzene Material;
b) eine gestaltgebende Form (9) mit mindestens zwei mit Abstand angeordneten Elementen (15,17), wobei jedes Element
mit einem Teil unterhalb des Schmelzenniveaus im Behälter und mit einem zweiten Teil oberhalb des Schmelzenniveaus angeordnet
ist, und zwar letzteres mit einer Höhe, die mindestens dazu ausreicht, um einen erhabenen Meniskus aus Schmelze um das
entsprechende Element herum zu formen, wobei die erwähnten Elemente mit einem Abstand voneinander angeordnet sind, der
ausreicht, um zwischen den Elementen ein Gebiet vorzusehen, in welchem das Startband angeordnet werden kann, um die
Schmelze zu kontaktieren, und wobei der Abstand die Breite des zu wachsenden Streifens bestimmt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente konusförmig sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der konusförmigen Elemente
oberhalb des Schmelzenniveaus angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der gestaltgebenden Form
beweglich angeordnet sind, was die Horizontalpositionierung der mit Abstand angeordneten Elemente gestattet.
-JW—
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der gestaltgebenden
Form beweglich angeordnet ist, was die Vertikalpositionierung der mit Abstand angeordneten Elemente ermöglicht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der gestaltgebenden Form
beweglich angeordnet sind, was sowohl die vertikale als auch die horizontale Positionierung der mit Abstand angeordneten
Elemente gestattet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente mit einem Abstand von
1 bis 5 cm voneinander angeordnet sind.
8. Verfahren zum Wachsen von mindestens einem Band oder Streifen aus monokristallinem Material aus einer Schmelze
unter Verwendung von mindestens einem Startband, gekennzeichnet durch:
a) Ausbildung einer Schmelze aus dem Material in einem Behälter um die Oberfläche einer benetzbaren formgebenden
Form herum, und zwar einschließlich mindestens zweier mit Abstand voneinander angeordneter Elemente,
b) Anordnung jedes Elements relativ zur Oberfläche des Schmelzenmaterials derart, daß jedes Element einen
Teil geordnet unter dem Schmelzenmaterialniveau im Behälter aufweist, und ferner einen zweiten-Teil, der oberhalb
des Schmelzenniveaus mit einer Höhe angeordnet ist, die mindestens dazu ausreicht, um mindestens ein paar von
erhabenen Menisken aus Schmelze um das entsprechende Element herum zu bilden, wobei die Elemente voneinander mit einem
/\bstand angeordnet sind, der ausreicht, um dazwischen ein
• ·· Λλ
Λη
Gebiet zur Aufnahme des Startbandes vorzusehen,
c) Anordnung von mindestens einem Startband zwischen den Elementen der gestaltgebenden Form,
d) Kontaktierung von mindestens einem.Startband längs eines Endes mit der SclimelzenoberflHche, und
e) Herausziehen von mindestens einem Startband
in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zum Schmelzenmaterial,
wodurch mindestens ein monokristallines Band aus Schmelzenmaterial erzeugt wird.
9. Verfahren nach Ansprüchen 8, 14 oder 16, gekennzeichnet
durch die Ausbildung einer Schmelze aus Halbleitermaterial.
10. Verfahren nach Ansprüchen 8, 14 oder 16, gekennzeichnet durch die Ausbildung einer Schmelze, welche
ein aus der folgenden Gruppe ausgebildeten Material aufweist: Silizium, Germanium, Saphir, intermetallische
Verbindungen und Granat.
11. Verfahren nach Ansprüchen 8, 14 oder 16, gekennzeichnet
durch die Ausbildung eines Schmelzmaterials, welches Silizium enthält..
12. Verfahren nach Ansprüchen 8, 14 oder 16, dadurch,
gekennzeichnet, daß die Elemente voneinander mit einem Abstand von ungefähr 1 bis 5 cm angeordnet werden.
13. Vorrichtung zum Wachsen von mindestens einem Band
aus monokristallinem Material aus einer Schmelze unter Verwendung von mindestens einem Ptartband und mit einer
Breite größer als dessen Dicke, gekennzeichnet durch
a) einem Behälter für das Schmelzenmaterial,
b) einer gestaltgebenden Form einschließlich mindestens zweiter mit Abstand voneinander angeordneter Elemente,
wobei jedes Element einen ersten unterhalb des Schmelzenniveaus im Behälter angeordneten Teil wie einen zweiten
Teil aufweist, der über dem Schmelzenniveau im Behälter mit einer Höhe angeordnet ist, die ausreicht, um mindestens
ein paar von erhabenen Menisken aus Schmelze um den zwei-,
ten Teil herum zu bilden, und wobei jeder mit einem Abstand voneinander angeordnet ist, der größer ist als die Breite
des Startbandes und dazu ausreicht, um ein Gebiet zwischen den Elementen vorzusehen, in welchem das Startband angeordnet werden kann, um die Schmelze zu kontaktieren, und wobei
der Abstand die Breite des gewachsenen Bandes bestimmt.
14. Verfahren zum Wachsen von mindestens einem Band aus
monokristallinem Material aus einer Schmelze unter Verwendung von mindestens einem Startband mit einer Breite
größer als dessen Dicke, gekennzeichnet durch
a) Vorsehen einer Schmelze aus dem Material in einem Behälter um die Oberfläche einer benetzbaren gestaltgebenden
Form herum, die mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordnete Elemente aufweist,
b) Anordnung jedes Elements bezüglich des Teils des Schmelzenmaterials derart, daß jedes Element einen ersten
Teil angeordnet unterhalb des Schmelzenmaterialniveaus
im Behälter aufweist und einen zweiten Teil, der oberhalb des Schmelzenniveaus im Behälter mit einer Höhe angeordnet
ist, die ausreicht, um mindestens ein paar von erhabenen Menisken aus Schmelze um den zweiten Teil herum zu bilden,
C) Anordnung der Elemente mit einem Abstand voneinander,
der größer ist als die Breite des Startbandes, und ausreicht, um ein Gebiet zwischen den Elementen vorzusehen, in dem
der Startstreifen zur Kontaktierung der Schmelze angeordnet werden kann,
d) Anordnung von mindestens einem Startband zwischen den Elementen der gestaltgebenden Form,
e) Kontaktierung des erwähnten einen Startstreifens längs eines Endes mit der Schmelzenoberfläche, und
f) Herausziehen des erwähnten einen Startstreifens
in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Schmelzenmaterials, wodurch mindestens ein monokristallines
Band aus Schmelzenmaterial erzeugt wird.
15. Vorrichtung zum Wachsen von mindestens einem Band aus
monokristallinem Material aus einer Schmelze unter Verwendung von mindestens einem Startband mit einer Breite
größer als dessen Dicke, gekennzeichnet durch
a) einen Behälter für das Schmelzenmaterial,
b) eine gestaltgebende Form einschließlich mindestens zweier mit Abstand voneinander angeordneter Elemente, wobei
jedes Element einen ersten Teil angeordnet unterhalb des Schmelzenniveaus im Behälter und einen zweiten Teil
aufweist, der oberhalb des Schmelzeniveaus mit einer Höhe angeordnet ist, die mindestens ausreicht, um mindestens
ein paar von erhabenen Menisken aus Schmelze um den zweiten Teil herum zu bilden, und wobei die Elemente mit einem
Abstand größer als die Breite des Startstreifens voneinander angeordnet sind, und zwar ausreichend um ein Gebiet zwischen
den Elementen vorzusehen, in welches der Startstreifen
in Berührung mit den Menisken vor Berührung mit dem Schmelzenniveau gebracht werden kann, und wobei dieser
Abstand die Breite des gewachsenen Bandes bestimmt.
16. Verfahren zum Wachsen von mindestens einem Band aus monokristallinem Material aus einer Schmelze unter
Verwendung von mindestens einem Startband mit einer Breite größer als dessen Dicke, gekennzeichnet durch:
a) Vorgehen einer Schmelze aus dem Material in einem
Behälter um die Oberfläche einer benetzbaren gestaltgebenden Form herum, und zwar mit mindestens zwei mit
Abstand voneinander angeordneten Elementen,
b) Anordnung jeden Elements bezüglich der Oberfläche des Schmelzenmaterials derart, daß jedes Element einen
ersten Teil angeordnet unterhalb des Schmelzenmaterialniveaus im Behälter sowie einen zweiten Teil besitzt,
der oberhalb des Schmelzenniveaus mit einer Höhe angeordnet ist, die ausreicht, um mindestens ein paar von
erhöhten Schmelzenminisken um den zweiten Teil herum zu bilden, und wobei die Elemente voneinander mit einem
Abstand angeordnet sind, der größer ist als die Breite des Startstreifens, um so ein Gebiet zwischen den Elementen
vorzusehen, in welchem der Startstreifen zur Berührung der Schmelze angeordnet werden kann,
c) Anordnung von mindestens einem Startstreifen zwischen den Elementen der gestaltgebenden Form,
d) Berührung des Startstreifens längs einer Endbreite
mit den Menisken und darauffolgend mit dem Schmelzenniveau, und
e) Herausziehen des Startstreifens in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zum Schmelzenmaterial, wodurch
mindestens ein monokristallines Band aus Schmelzenmaterial erzeugt wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/179,919 US4299648A (en) | 1980-08-20 | 1980-08-20 | Method and apparatus for drawing monocrystalline ribbon from a melt |
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---|---|
DE3132621A1 true DE3132621A1 (de) | 1982-07-01 |
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Family Applications (1)
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