DE3418370C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von Kristallkörpern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von KristallkörpernInfo
- Publication number
- DE3418370C2 DE3418370C2 DE3418370A DE3418370A DE3418370C2 DE 3418370 C2 DE3418370 C2 DE 3418370C2 DE 3418370 A DE3418370 A DE 3418370A DE 3418370 A DE3418370 A DE 3418370A DE 3418370 C2 DE3418370 C2 DE 3418370C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- shaping
- shaping part
- melt
- container
- container device
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/34—Edge-defined film-fed crystal-growth using dies or slits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
- C30B29/66—Crystals of complex geometrical shape, e.g. tubes, cylinders
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/1036—Seed pulling including solid member shaping means other than seed or product [e.g., EDFG die]
- Y10T117/104—Means for forming a hollow structure [e.g., tube, polygon]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft allgemein das Kristallziehen und
näherhin die Herstellung von Körpern aus kristallinen Ma
terialien aus einer flüssigen Schmelze zur Verwendung für
die Herstellung von Solarzellen und anderen Festkörper
anordnungen.
Man kennt heute verschiedene Techniken zum Ziehen von
Kristallkörpern aus einer Schmelze. Ein derartiges Ver
fahren, das sich zum Ziehen derartiger Kristallkörper als
recht erfolgreich erwiesen hat, ist das Ziehen aus einem
randkantenbegrenzten nachgefüllten Schmelzefilm, das ge
wöhnlich (und in der nachfolgenden Beschreibung) als
"EFG"-Verfahren ("edge-defined film-fed growth process")
bezeichnet wird. Dieses Verfahren ist in der US-Patent
schrift 3 591 348 beschrieben und auch Gegenstand vieler
nachfolgender Patente. Nach diesem Verfahren lassen sich
Kristallkörper aus Silizium oder einem anderweitigen Ma
terial wie beispielsweise alpha-Aluminiumoxid (Saphir),
Spinell, Chrysoberyll, Bariumtitanat, Lithiumniobat und
Yttrium-Aluminium-Granat ziehen.
Kristallkörper wurden in verschiedenartigsten Formen wie
beispielsweise Stäben, Rohren und flach-ebenen Bändern
gezogen. Als rohrförmige Körper wurden solche mit ver
schiedenartigen Querschnittsformen einschließlich kreis
förmigem, Vieleck- oder ovalem Querschnitt gezogen. Ver
gleiche hierzu beispielsweise die US-Patentschrift
3 687 633, welche Apparaturen zum Ziehen von Stäben, Roh
ren mit kreisförmigem Querschnitt sowie von Bändern be
trifft, sowie die US-Patentschrift 4 036 666, welche
Rohrkörper mit ovaler Querschnittsform betrifft. Des
weiteren die US-Patentschrift 4 230 674 (Rohrkörper mit
kreisrundem Querschnitt) und DE 3 228 037 (Rohrkörper
mit polygonalem Querschnitt).
Im einzelnen findet bei dem EFG-Verfahren ein "Schmelz
tiegel-Formgebungsteil"-Aggregat Anwendung, das typi
scherweise ein Schmelztiegelteil zur Aufnahme der Kri
stallmaterialschmelze bei einer über dem Schmelzpunkt des
Materials liegenden Temperatur sowie ein teilweise in den
Schmelztiegelteil eingetauchtes Kapillar-Formgebungsteil
umfaßt. Das Kapillar-Formgebungsteil weist einen oder
mehrere Kanäle von Kapillar-Abmessung auf, der bzw. die
eine Strömungsverbindung zwischen der Schmelze in dem
Schmelztiegelteil und der Oberseite des Kapillar-Formge
bungsteils bildet. Beim Ziehen von Kristallmaterial aus
einem Schmelztiegel-Formgebungs-Aggregat dieser Art wird
zunächst ein Kristallkeim so zur Berührung mit der Form
gebungsteiloberseite gebracht, daß genügend Kristall
material an der Formgebungsteiloberseite schmelzen und in
die oberhalb der Schmelze in dem Schmelztiegel
befindlichen Teile der Kapillar-Kanäle gelangen kann. So
dann wird der Kristallkeim mit einer konstanten Geschwin
digkeit von der Formgebungsteiloberseite abgezogen. Bei
diesem Abziehen des Kristallkeims wird die flüssige
Schmelze an der Formgebungsteiloberseite, d. h. der
Meniskus zwischen der Formgebungsteiloberseite und dem
sich bildenden erstarrten Kristallkörper, kontinuierlich
nachgefüllt, indem Schmelze durch Kapillarwirkung aus der
in dem Schmelztiegelteil unterhalb dem Formgebungsober
teil befindlichen Vorratsschmelze durch die Kapillar-
Kanäle des Formgebungsteils zur Formgebungsteil-Oberseite hochgezogen wird. Die Form
des aus dem Formgebungsteil gezogenen Kristallkörpers
wird durch die Außen- oder Randkantenkonfiguration der
oberen Stirnseite des Formgebungsteils bestimmt, d. h.
durch die die Fläche der von der Schmelze benetzten obe
ren Stirnseite des Formgebungsteils begrenzende obere
Stirnkante. So läßt sich beispielsweise ein hohler
zylindrischer Kristallkörper in der Weise ziehen, daß man
die obere Stirnfläche des Formgebungsoberteils mit einer
Öffnung gleicher Form wie der Querschnitt des hohlen
Teils des Körpers versieht, da der Nachfüll-Schmelzefilm
nicht zwischen den Außenkanten und den Innenkanten der
Oberseite derartiger Formgebungsteile unterscheidet; mit
der Maßgabe allerdings, daß die Ausnehmung in dem Formge
bungsoberteil genügend groß ist, daß der die Öffnung um
gebende Film nicht durch die Oberflächenspannung dazu
veranlaßt wird, sich über der Öffnung zu schließen.
Die Dicke der nach diesem Verfahren gezogenen jeweiligen
Kristallkörper ist eine Funktion der Temperatur an der
Formgebungsteiloberseite sowie auch der Geschwindigkeit,
mit welcher der Körper von der Formgebungsteiloberseite
abgezogen wird. Beispielshalber (und ohne einschränkende
Bedeutung) beträgt eine typische Temperatur der Formge
bungsteiloberseite beim Ziehen von Silizium etwa 1450°C,
und ein typischer Wert der Ziehgeschwindigkeit beträgt etwa 1,905 bis etwa 3,8 cm/min
(etwa 0,75 bis etwa 1,5 Zoll/Minute).
Anfänglich wurden Solarzellen zunächst allgemein in im
wesentlichen flach-ebener Bandform hergestellt. Bänder
zur Verwendung für Solarzellen müssen im wesentlichen
monokristallin, in Größe und Form einheitlich und im we
sentlichen frei von Kristalldefekten sein. Ein Problem
beim Ziehen von im wesentlichen flach-ebenen Bandkörpern
besteht jedoch darin, daß an der Formgebungsteiloberseite
herrschende Temperaturgradienten zu einem ungleichmäßigen
Wachstum führen und unerwünschte eingebaute Spannungen in
dem Körper bei seiner Erstarrung zur Folge haben.
In der bereits erwähnten US-Patentschrift 4 036 666
(Mlavsky) wird ein relativ kostengünstiges Verfahren zur
Herstellung von Bandmaterial mit Halbleiter-Reinheitsgrad,
beispielsweise aus Silizium, beschrieben, bei welchem zu
nächst ein Rohr aus dem Halbleitermaterial mit einem ab
geflachten ovalen Querschnitt gezogen wird. Das Rohr wird
sodann in Längsrichtung zur Entfernung der gekrümmten
Seitenabschnitte aufgetrennt, derart, daß man getrennte
im wesentlichen flach-ebene Bänder erhält. Vorzugsweise
wird hierzu der zunächst gezogene Körper von abgeflacht-
ovalem Querschnitt zunächst an seiner Außenseite mit
einem herkömmlichen Photoabdeckermaterial wie beispiels
weise einem positiv arbeitenden Polymethylmethacrylat-
Photoabdeckmaterial überzogen. Sodann werden die die
breiten Seitenwandabschnitte bedeckenden Bereiche dieser
Abdeckschicht mit einem schmalen Lichtbündel so belich
tet, daß auf jedem Seitenwandungsabschnitt jeweils zwei
geradlinige, schmale, in Längsrichtung verlaufende Berei
che des Photoabdeckmaterials belichtet und hierdurch in
ein Polymer von unterschiedlichem Molekulargewicht umge
wandelt werden. Sodann wird das Rohr in ein selektives
Lösungs- oder Ätzmittel eingetaucht wie beispielsweise
Methylisobutylketon, mit dem Ergebnis, daß die nicht-be
lichteten Bereiche des Photoabdeckmaterials intakt ver
bleiben, während die belichteten Bereiche weggelöst wer
den, wodurch zwei schmale linienförmige Bereiche auf je
dem derartigen Seitenwandungsabschnitt freigelegt wer
den. Sodann wird ein Silizium-Ätzmittel, beispielsweise
Kaliumhydroxid, auf das Rohr aufgebracht, derart, daß das
Rohr längs der genannten freigelegten Bereiche aufge
trennt wird. Sodann werden in den in dieser Weise erhal
tenen bandförmigen Körpern die lichtelektrischen Sperr
schicht-Übergänge erzeugt.
Die US-Patentschrift 4 095 329 (Ravi) beschreibt ein an
deres Verfahren für kostengünstige Herstellung bandförmi
ger Körper aus Silizium von Halbleiter-Reinheitsgrad. Zu
nächst wird ein großer rohrförmiger Körper aus dem Halb
leitermaterial nach dem EFG-Verfahren gezogen. Sodann
wird in dem Rohrkörper ein lichtelektrischer Sperrschicht-
Übergang erzeugt und danach der Rohrkörper durch Ätzung
in seine einzelnen Abschnitte aufgetrennt.
Ein Hauptvor
teil der Vorgangsweise, bei welcher zunächst rohrförmige
Körper gezogen und diese Rohrkörper sodann zu Band- oder
bandähnlichen Körpern durch Ätzung aufgetrennt werden,
besteht in der Verringerung der Gestehungsstückkosten, d. h. der
Gestehungskosten pro Längeneinheit des bandförmigen
Produkts, insbesondere auch in der Einsparung an Ziehlänge (erforderliche
Ziehlänge bezogen auf die Erzeugung einer bestimmten
Länge an Bandmaterial), die man nach diesem Verfahren,
bei dem im wesentlichen mehrere Bänder gleichzeitig gezo
gen werden, erhält. Des weiteren darf angenommen werden,
daß sich hierdurch die Probleme von Randstörungen verrin
gern, wie sie an direkt von einem Formgebungsteil gezoge
nen Einzelbändern auftreten; es wird angenommen, daß die
se Randstörungs-Probleme durch die Form der Flüssig/Fest-
Grenzfläche an den Bandkanten beim Ziehen des Bandes be
dingt sind oder durch die Ansammlung von in der Schmelze
enthaltenen Unreinheiten in den den Bandkanten benachbar
ten Bereichen. Diese Randstörungen sind nachteilig und
die direkt gezogenen Einzelbänder müssen daher vor ihrer
Weiterverwendung zur Beseitigung dieser Defekte behandelt
werden. Jedoch ergibt sich bei diesem Ziehen eines rohr
förmigen Körpers mit nachfolgender chemischer Ätzung des
Ziehkörpers zur Erzeugung der bandförmigen oder bandähn
lichen Körper das Problem, daß die chemische Ätzung in
einer sehr genau kontrollierten Weise durchgeführt werden
muß.
Man hat auch Laser zum Auftrennen der Kristallrohre in
die bandförmigen oder bandähnlichen Abschnitte verwen
det. Jedoch können in einem Kristallrohr während des Zie
hens des Rohrs innere Spannungen hervorgerufen werden.
Derartige innere Spannungen können zu Sprüngen oder sogar
zum Bruch der bandförmigen oder bandähnlichen Abschnitte
bei deren Abtrennung von dem Rohr führen.
Wie weiter oben bereits erwähnt, ist die Herstellung rohr
förmiger Kristallkörper nach dem EFG-Verfahren, bei welchem
der Körper von der Stirnseite eines Formgebungsteils gezogen
wird, mit den verschiedensten Querschnittsformen an sich be
kannt. Aus der bereits erwähnten US-Patentschrift 4 230 674
ist das Ziehen rohrförmiger Kristallkörper mit kreisförmigem
Querschnitt bekannt, wobei das Kapillarformgebungsteil,
von dessen Stirnseite der Kristallkörper gezogen wird, eine
entsprechende geschlossene Kreisform aufweist. Daraus ist
es auch bekannt, das entsprechend dem gewünschten Kreisquer
schnitt zylindrische Formgebungsteil baulich-konstruktiv
mit dem Schmelztiegel zu verbinden. Über die Weiterverwen
dung der in dieser Form gezogenen rohrförmigen Kristall
körper ist in der Patentschrift nichts gesagt. Falls eine
Auftrennung der gezogenen Kristallkörper in Längsrichtung
gewünscht oder erforderlich wäre, so würden sich hierbei
die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten ergeben.
Aus der weiter oben bereits erwähnten deutschen Patent
schrift 3 228 037 ist ein entsprechendes Verfahren und
eine Vorrichtung zum Ziehen rohrförmiger Kristallkörper
mit polygonalem Querschnitt bekannt, wobei das Formgebungs
teil an seiner oberen Stirnfläche, von welcher gezogen wird,
eine entsprechende Konfiguration besitzt. Der zur Einleitung
des Ziehens verwendete Ziehkeim weist ebenfalls eine ent
sprechende Rohrform mit polygonalem Querschnitt auf, wobei
der Ziehkeim entweder aus einzelnen flachen Teilstücken
entsprechend den Seiten des Polygons zusammengesetzt sein
kann, oder aber als einstückiger polygonaler Körper aus
gebildet sein kann. Der gezogene Kristallkörper bildet einen
entsprechenden einstückigen rohrförmigen Körper mit poly
gonalem Querschnitt. Auch in dieser Patentschrift ist über
die Weiterverwendung der gezogenen rohrförmigen Kristall
körper nichts gesagt. Soweit eine Auftrennung in Längs
richtung, beispielsweise entsprechend den Polygonseiten,
gewünscht würde, würden sich die weiter oben im Zusammen
hang mit der Auftrennung erläuterten Schwierigkeiten er
geben.
Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung eines
Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung mehrerer
Kristallkörper aus einem gezogenen hohlen rohrförmigen
Kristallkörper zugrunde, wobei die vorstehend erläuterten
Nachteile des bekannten Standes der Technik wesentlich
verringert oder vermieden werden. Insbesondere soll die Riß
bildung oder die Bruchgefahr von aus Rohren des Kristall
materials abgetrennten Kristallkörpern verringert werden
und insgesamt ein Verfahren und eine Apparatur zur Her
stellung hohler rohrförmiger Kristallkörper geschaffen werden,
bei welchen die genannten inneren und äußeren Spannungen
sich hauptsächlich auf vorgegebene Bereiche des Rohrs
konzentrieren, wodurch die Auftrennung des rohrförmigen
Körpers in vorgegebene Abschnitte vereinfacht und er
leichtert wird.
Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung
zum Ziehen eines rohrförmigen Hohlkörpers aus kristallinem
Material, wobei der Körper von der Stirnseite eines Form
gebungsteils gezogen wird und der erhaltene rohrförmige
Körper längs vorgegebener Linien in einzelne Kristallkörper
auftrennbar ist, mit einer Zieheinrichtung, einer Behälter
einrichtung zur Aufnahme einer Schmelze des Kristallmaterials,
einer Formgebungseinrichtung, welche (a) ein die geschlossene
geometrische Querschnittsform des rohrförmigen Hohlkörpers
umschreibendes Formgebungsteil, sowie (b) Mittel zur
Zufuhr von Schmelze aus dem Behälter zu dem Formgebungs
teil während des Ziehens des Körpers aufweist, vorgesehen,
daß das Formgebungsteil Nuten zur Konzentration mechani
scher Spannungen in dem Hohlkörper entlang vorgegebener
Linien aufweist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung
mehrerer Körper aus einem kristallinen Material ausgehend
von einem rohrförmigen Körper, wobei das Verfahren umfaßt
die Verfahrensschritte:
- - Ziehen des Rohrs von der Stirnseite eines Formgebungs teils, derart daß das Rohr entlang vorgegebener Linien jeweils mit geringerer Wandstärke wächst;
- - Aufschneiden des Rohrs entlang der vorgegebenen Linien, um den rohrförmigen Hohlkörper in die mehreren Körper aus Kristallmaterial aufzutrennen.
Nach dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird somit
die nachträgliche Auftrennung des zunächst erhaltenen rohr
förmigen Ziehkörpers mit geschlossenem Querschnitt in die
einzelnen mehreren längsgestreckten Kristallkörper während
des Ziehvorgangs selbst und durch vorrichtungsseitige Mittel
und Maßnahmen vorbereitet, wodurch sich die abschließende
Auftrennung wesentlich vereinfacht und die Qualität der
erhaltenen Enderzeugnisse verbessert wird.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen
Fig. 1 in geschnittener Seitenansicht ein Schmelztie
gel-Formgebungsteil-Aggregat gemäß einer Aus
führungsform der Erfindung, in Anordnung in
einem Wärmesuszeptor,
Fig. 2 eine zugehörige Horizontal-Schnittansicht im
Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine geschnittene Teil-Seitenansicht in ver
größertem Maßstab, im Schnitt längs der Linie
3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 in Draufsicht eine andere Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 5 in perspektivischer Teilansicht einen typi
schen hohlen Kristallkörper, wie er mit einer
Apparatur der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten
Art gezogen werden kann,
Fig. 6 in Draufsicht ein Schmelztiegel- und Formge
bungsteil gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, in Anordnung in einem Wärme
suszeptor,
Fig. 7 eine zugehörige Seitenansicht im Schnitt längs
der Linie 7-7 aus Fig. 6,
Fig. 8 eine Seitenansicht im Schnitt längs der Linie
8-8 aus Fig. 6, ohne den Wärmesuszeptor,
Fig. 9 in Schnittansicht eine weitere Ausführungsform
der Erfindung.
In den verschiedenen Zeichnungsfiguren sind gleiche oder
entsprechende Teile jeweils mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet.
Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung kann zur Herstellung
von im wesentlichen einkristallinen Körpern von flach-
ebener bandförmiger Konfiguration oder von einer ge
krümmt-bandförmigen Konfiguration dienen, wobei die zu
letzt genannte gekrümmte Bandkonfiguration auch als
"ribbonoids" bezeichnet werden kann. Der oder die Werk
stoff(e), aus welchen die Apparatur hergestellt ist, hän
gen weitgehend von der Art des von der Formgebungsober
seite gezogenen einkristallinen Materials ab. Beispiels
weise werden zum Ziehen von Silizium die Teile der darge
stellten Apparatur vorzugsweise aus Graphit hergestellt,
obzwar auch anderweitige Werkstoffe wenigstens für Teile
der Apparatur vorgeschlagen wurden. Zweckmäßigkeitshalber
bezieht sich die folgend detaillierte Beschreibung der
Erfindung auf eine Vorrichtung zum Ziehen von im wesentli
chen einkristallinen Körpern aus Silizium; jedoch ist die
Erfindung hierauf nicht beschränkt.
Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen ein erfindungsgemäßes
Aggregat zum Ziehen eines Hohlkörpers aus im wesentlichen
einkristallinem Material, mit eingebauten vorgegebenen
"Spannungssträngen". Die Bezeichnung "Spannungsstrang"
("stress riser") soll im hier verwendeten Sinn einen Be
reich in dem festen Kristallmaterial bedeuten, in welchem
bewußt innere mechanische Spannungen konzentriert sind.
Vorzugsweise verlaufen die in dem erfindungsgemäß gezoge
nen Hohlkörper erzeugten Spannungsstränge in Längsrich
tung entlang dem Körper. Das in den Fig. 1 bis 3 veran
schaulichte Aggregat weist vorzugsweise, jedoch nicht
notwendigerweise, einen zylindrischen Wärmesuszeptor 20
auf, der vorzugsweise aus Molybdän oder Graphit herge
stellt ist. Der Suszeptor 20 ist an seiner Oberseite
offen und weist eine Bodenwandung 22 und eine zylindri
sche Seitenwandung 24 auf. An der Innenseite der Seiten
wandung 24 sind Ausnehmungen 26 für einen weiter unten
noch erläuterten Zweck vorgesehen.
Innerhalb des Suszeptors 20 ist ein als Ganzes mit 30 be
zeichnetes zylindrisches Schmelztiegel-Formgebungsteil-
Aggregat angeordnet. Wie ersichtlich, weist das Schmelz
tiegel- Formgebungs-Aggregat 30 zwei diskrete, vorzugs
weise einstückig ausgebildete Teile 32 und 34 auf, die
für die Zwecke der weiteren Beschreibung als Schmelztie
gelteil und als Auskleidungsteil bezeichnet werden. Das
Schmelztiegelteil 32 ist als ein einzelner, einstückig
hergestellter zylindrischer Becher zur Aufnahme einer
Schmelzflüssigkeit ausgebildet und weist eine Bodenwan
dung 36 sowie eine zylindrische Seitenwandung 38 auf. Die
Vieleck-Querschnittsform des Schmelztiegel-Formgebungs
teil-Aggregats 30 ergibt Kanten 39 an der Außenseite der
Seitenwandung 38. Diese Kanten liegen gegen die Innen
seite der Wandung 24 des Suszeptors 20 im Sinne eines
engen Paßsitzes an. Die Wandung 38 weist einen mit Um
fangsabständen entlang dem Aggregat angeordneten Oberteil
abschnitt 40 auf, derart, daß er die geschlossene geo
metrische Figur umschreibt, welche der Innen-Querschnitts
form des aus dem Aggregat 30 zu ziehenden Hohlkörpers
entspricht. Der Oberteilabschnitt 40 weist eine verjüngte
obere Stirnseite bzw. Kante 42 auf. Das Schmelztiegelteil
32 ist vorzugsweise so bemessen, daß es engsitzend in den
Suszeptor 20 paßt, wobei der obere Rand 40 über die Ober
seite des Suszeptors 20 frei übersteht.
Die zylindrische Außenseite 44 der Auskleidung 34 ist mit
vertikal verlaufenden Rippen 46 ausgebildet, welche eng
sitzend gegen die Innenseite des Schmelztiegelteils an
liegen, derart, daß ein Strömungskanal 48 zwischen der
Innenseite der zylindrischen Wandung 38 des Schmelztie
gelteils 32 und der Außenseite des Teils 34 jeweils zwi
schen zwei benachbarten Rippen 46 gebildet wird. Die
Kanäle 48 sind jeweils mit Kapillar-Abmessungen ausgebil
det, derart, daß Schmelze in an sich bekannter Weise
durch Kapillarwirkung in den einzelnen Kanälen aufgezogen
werden kann. Die Auskleidung 34 weist ferner einen Ober
teilabschnitt 50 auf, der dem Oberteilabschnitt 40 des
Schmelztiegelteils 32 entspricht und diesem gegenüberste
hend angeordnet ist. Der Oberteilabschnitt 50 verjüngt
sich nach oben zu der oberen Stirnseite oder -kante 52.
Entlang der Innenwandung der Auskleidung 34 ist ein
Flansch 54 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise zur
Halterung einer Wärmeabschirmung und Schmelzenabdeckung
(beide nicht dargestellt) dient.
Mittels mehrerer Bolzen oder Stifte 56, welche sich durch
geeignete Öffnungen in der Seitenwandung 38 des Schmelz
tiegelteils 32 und durch die Auskleidung 34 erstrecken,
werden das Schmelztiegelteil 32 und die Auskleidung 34
konzentrisch zueinander gehalten und die Oberteilab
schnitte 40 und 50 in Gegenüberstellung miteinander. Wie
aus der Zeichnung ersichtlich, ist benachbart den einzel
nen Bolzen bzw. Stiften 56 jeweils eine Ausnehmung 26 des
Suszeptors 20 vorgesehen, als Sammelraum für eventuelle
entlang den Bolzen bzw. Stiften 56 austretende Schmelze.
Die verjüngten oder abgeschrägten oberen Enden 42 und 52
der einander gegenüberstehenden Oberteilabschnitte 40 und
50 bilden jeweils ein Paar paralleler Stirnkanten bzw.
-ränder, welche die geschlossene geometrische Form des
Querschnitts des zu ziehenden Hohlkörpers umschreiben und
miteinander einen Spalt 58 von Kapillar-Abmessung bil
den. Diese oberen Stirnkanten bzw. -ränder 42 und 52 kön
nen schneidkantenartig ausgebildet sein oder eine vorge
gebene Breite besitzen. Die oberen stirnseitigen Enden 42
und 52 können entweder in der gleichen Ebene angeordnet
oder gegeneinander versetzt sein. Wie aus Fig. 1 ersicht
lich, liegt im eingesetzten Zustand des Auskleidungsteils
34 dessen unterer Rand 60 gerade oberhalb der Innenwan
dung des Bodens 36 des Schmelztiegelteils 32, derart, daß
Schmelze zwischen ihnen hindurchtreten kann. Alternativ
oder zusätzlich können eine oder mehrere Öffnungen in dem
Auskleidungsteil vorgesehen sein, um einen Schmelzefluß
durch die einzelnen Kanäle 48 zu dem Kapillarspalt 58 zu
ermöglichen.
Die von den Formgebungsoberteilabschnitten 40 und 50 um
schriebene Querschnittsform kann, wie in den Fig. 1 bis
3 dargestellt, vieleckig oder kreisförmig gemäß Fig. 4
sein oder eine anderweitige geschlossene geometrische
Form, beispielsweise Ovalform, besitzen. Bei Verwendung
eines Aggregats mit Vieleck-Querschnitt, wie etwa in den
Fig. 1 bis 3 gezeigt, sind die beim Auftrennen des gezo
genen Hohlkörpers erhaltenen einzelnen Körper flach-ebene
Bänder, während der kreisförmige Querschnitt des Aggre
gats 30A nach Fig. 4 einen hohlen Ziehkörper von kreis
förmigem Querschnitt ergibt, der in bandähnliche, ge
krümmte Abschnitte aufgetrennt werden kann.
Das bisher beschriebene Aggregat gleicht dem in der US-
Patentschrift 4 230 674 beschriebenen, jedoch mit dem Un
terschied, daß Mittel zur Konzentrierung mechanischer
Spannungen an vorgegebenen Stellen vorgesehen sind, vor
zugsweise in Längsrichtung entlang Bruchlinien des hohlen
Kristallkörpers, falls dieser zur Gewinnung der einzelnen
Bänder oder bandähnlichen Körper aufgetrennt werden
soll. Die Mittel zur Erzeugung einer derartigen
Spannungsverteilung weisen vorzugsweise mehrere quer
durch die Formgebungsoberteilenden 42 und 52 vorgesehene
Einkerbungen oder Einschnitte 70 auf. Die Kerben sind
vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, radial ge
richtet und/oder in gleichen Umfangsabständen entlang dem
Umfang der Formgebungsoberteilabschnitte 40 und 50
bezüglich dem geometrischen Zentrum des Formgebungsober
teils verteilt. Vorzugsweise ist jeweils oberhalb jeder
Rippe 44 in den Fig. 1 bis 3 (oder der entsprechenden
Konstruktion in Fig. 4) zwischen benachbarten Kanälen 48
eine Kerbe 70 vorgesehen. Die Kerben 70 sind jeweils aus
reichend schmal und tief bemessen, daß eine genügende
Schmelzenmenge jeweils in jeder Kerbe vorliegt, damit
sich Kristallmaterial zwischen dem von den beidseits je
der Kerbe benachbarten Formgebungsoberteilabschnitten 40
und 50 gezogenen Material ansammeln kann, wobei jedoch
die Dicke des an den Stellen der Kerben gezogenen
Materials kleiner als die Dicke des von den Formgebungs
oberteilenden 42 und 52 zwischen jeweils zwei benachbar
ten Kerben gezogenen Materials ist.
Typische Abmessungen, von denen angenommen werden kann,
daß sie beim Ziehen von Silizium aus einem Graphit
aggregat nach Art des in den Fig. 1 bis 4 beschriebenen
zufriedenstellende Ergebnisse gewährleisten, sind wie
folgt: die Formgebungsoberteile können verjüngte Formge
bungsoberteilabschnitte 40 und 50 mit einer Höhe von je
weils etwa 3,04 mm (120 Tausendstel Zoll), einer Dicke von etwa 4,57 mm
(180 Tausendstel Zoll) unterhalb der verjüngten Enden 42
und 52 und eine Dicke von etwa 0,076 mm (3 Tausendstel Zoll) am obe
ren Rand bzw. der Oberkante der jeweiligen Stirnseiten 42
und 52 besitzen. Der Spalt 58 besitzt eine Breite von
etwa 0,76 mm (32 Tausendstel Zoll) zwischen den Abschnitten 40
50, und die einzelnen Kerben 70 sind jeweils bis zu 2,54 mm (100
Tausendstel Zoll) breit und bis zu 1,27 mm (50 Tausendstel Zoll)
tief, wobei sich eine Breite der einzelnen Kerben von 0,81 mm
(32 Tausendstel Zoll) und eine Tiefe von 1,27 mm (50 Tausendstel
Zoll) als besonders zufriedenstellend erwiesen haben. Die
angegebenen Abmessungen des Aggregats können jedoch
variieren.
Zum Ziehen von Kristallkörpern wird in dem Schmelztiegel
eine Schmelze bei einer Temperatur von etwa 30°C ober
halb dem Schmelzpunkt des betreffenden zu ziehenden Kri
stallmaterials bereitgehalten. Ein Keim des Kristall
materials mit einer geschlossenen hohlen geometrischen
Konfiguration entsprechend der von den Formgebungsober
teilabschnitten 40 und 50 umschriebenen Konfiguration
wird mit den Formgebungsoberteilabschnitten 40 und 50 so
in Berührung gebracht, daß eine ausreichende Kristall
materialmenge in dem Spalt 58 und den Kanälen 48 schmel
zen kann. Sodann wird der Kristallkeim von dem Formge
bungsoberteil mit einer im wesentlichen konstanten Ge
schwindigkeit von beispielsweise etwa 2,54 cm/min (1,0 Zoll/Minute) ab
gezogen. Da die Kerben so bemessen sind, daß eine ausrei
chende Schmelzenmenge zwischen dem von dem beidseits je
der Kerbe benachbarten Formgebungsoberteil gezogenen Ma
terial vorliegt, erhält man einen Hohlkörper 72 mit
einer Querschnittsform entsprechend der von den Formge
bungsoberteilenden 42 und 52 der Formgebungsoberteilab
schnitte 40 und 50 vorgegebenen Form, in der in Fig. 5
veranschaulichten Weise. Wie ersichtlich, ist jedoch die
Dicke der von den einzelnen Kerben 70 gezogenen Bereiche
74 des Ziehkörpers reduziert. Da der Hohlkörper mit einer
konstanten Geschwindigkeit gezogen wird, zeigen die
dünneren Bereiche 72, die sich jeweils in einer Richtung
parallel zur Ziehrichtung des Hohlkörpers erstrecken, die
Tendenz zum Auftreten höherer Spannungen als in den zwi
schen den Kerben 70 gezogenen Abschnitten 76 des Zieh
körpers 72. Aus diesem Grund kann man sagen, daß die
Kerben 70 beim Ziehen des Körpers Spannungsstränge in
diesen erzeugen. Die Spannungsstränge entlang den Berei
chen 74 sind entlang Linien vorgesehen, längs welchen der
hohle Kristallkörper anschließend in die einzelnen Ab
schnitte aufgetrennt wird. Diese Spannungsstränge er
leichtern so das Aufschneiden des Hohlkörpers in seine
bandförmigen oder bandähnlichen Abschnitte. Beispielshal
ber, und ohne einschränkende Bedeutung, kann ein Formge
bungsoberteil mit einer Dicke von etwa 0,076 mm (3 Tausendstel Zoll)
an den beiden Kanten 42 und 52 und mit einem Spalt von
etwa 0,76 mm (30 Tausendstel Zoll) zwischen den Ziehkanten 42 und
52 typischerweise einen Ziehkörper von etwa 0,38 mm (15 Tausend
stel Zoll) Dicke ergeben. Infolge der quer verlaufenden
Kerben oder Schlitze 70 von etwa 0,81 mm (32 Tausendstel Zoll)
Breite und etwa 1,27 mm (50 Tausendstel Zoll) Tiefe erhalten die
dünneren Bereiche 74 in dem Ziehkörper 72 gemäß Fig. 5,
die von den einzelnen Kerben 70 gezogen werden, eine
Dicke von etwa 5 Tausendstel Zoll an ihre dünnsten
Stelle.
Nach dem Ziehen des Körpers kann dieser entlang den
dünneren Bereichen 74 in beliebiger bekannter Weise in
Längsrichtung aufgetrennt werden. Beispielsweise kann der
Körper nach dem Ätzverfahren, wie es etwa in den US-
Patentschriften 4 036 666 oder 4 095 329 beschrieben ist,
aufgetrennt werden, oder alternativ nach Verfahren etwa
unter Verwendung eines Lasers (beispielsweise eines
CO2-Lasers), wie dem Fachmann bekannt. Bei diesem Ab
trennvorgang führt infolge der in den dünneren Bereichen
74 konzentrierten eingebauten Spannungen das Auftrennen
in die einzelnen Bereiche zu einer saubereren Bruch
stelle zwischen den einzelnen Abschnitten 76, mit
weniger Rißbildung und verringerter Bruchgefahr für die
Abschnitte. Die lichtelektrischen Sperrschicht-Übergänge
können in den bandförmigen Abschnitten entweder nach de
ren Abtrennen oder alternativ auch vor der Auftrennung
erzeugt werden, wie in den US-Patentschriften 4 036 666
und 4 095 329 beschrieben. Die durch Auftrennen des
vieleckförmigen Kristallkörpers gemäß Fig. 5 anschließend
erhaltenen Abschnitte 76 sind im wesentlichen flach-ebene
Bänder. Anderweitige Abschnitte mit anderen Formgebungen
und Konturen lassen sich aus erfindungsgemäß gezogenen
Hohlkörpern anderer Querschnittsformen erhalten. Bei
spielsweise können gekrümmte bandähnliche Abschnitte mit
einer Form entsprechend gekrümmten bogenförmigen Ab
schnitten eines rechtwinkligen Zylinders aus einem
zylindrischen Hohlkörper geschnitten werden, der mit
Spannungssträngen von der Formgebungsteiloberseite des
Aggregats 30A gezogen wurde, welche einen kreisförmigen
Querschnitt umschreibt und mit Kerben 70A versehen ist,
wie in Fig. 4 veranschaulicht.
Die in den Fig. 1 bis 4 veranschaulichten Ausführungs
formen können in verschiedener Weise modifiziert werden,
ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen
wird. Beispielsweise kann gemäß den Fig. 6 bis 8 das in
der US-Patentschrift 4 230 674 beschriebene gesonderte
Formgebungsteil für die Zwecke der vorliegenden Erfindung
modifiziert werden. Dieses in den Fig. 6 bis 8 gezeigte
modifizierte gesonderte diskrete Formgebungsteil 80 be
sitzt die Form eines senkrechten Zylinders mit einem
flach-ebenen Boden 82 und einer zylindrischen Seitenwan
dung 84, die einstückig miteinander als gesondertes Ele
ment ausgebildet sind. Das Teil 80 kann ebenfalls eine
beliebige geschlossene geometrische Querschnittsform,
beispielsweise die gezeigte Vieleckform, oder Kreis- oder
Ovalform besitzen. Die Seitenwandung 84 ist so bemessen,
daß sie dichtsitzend in den Suszeptor 20 paßt, wie in den
Fig. 6 und 7 veranschaulicht. An seiner Oberseite ist
das Formgebungsteil 80 mit einem inneren Formgebungsober
teilabschnitt 86 und einem entsprechenden äußeren Formge
bungsoberteilabschnitt 88 ausgebildet, die sich im Ab
stand voneinander unter Bildung eines Spaltes 70 von
Kapillar-Abmessung gegenüberstehen. In Umfangsabständen
entlang dem Formgebungsoberteil sind durch die Formge
bungsoberteilabschnitte 86 und 88 quer verlaufende (vor
zugsweise in Radialrichtung zu dem durch die Formgebungs
oberteilabschnitte 86 und 88 definierten geometrischen
Zentrum) Kerben 90A vorgesehen. Im unteren Teil der inne
ren zylindrischen Wandung des Teils 80 sind Schlitze 92
ausgebildet. Diese Schlitze besitzen ebenfalls Kapillar-
Abmessungen und stehen in Strömungsverbindung mit dem
Spalt 90, derart, daß in dem Teil 80 vorhandene Schmelze
durch die Schlitze 92 in den Spalt 90 hinaufgezogen wer
den kann und von der durch die inneren und äußeren Form
gebungsoberteilabschnitte 86 und 88 gebildeten Formge
bungsoberseite gezogen werden kann. Die Vorrichtung ist
insoweit gleichartig mit dem aus der US-Patentschrift
4 230 674 bekannten Aggregat, mit Ausnahme der zusätzlich
angebrachten Kerben 90. Die Kerben 90 ergeben jeweils
eine verringerte Dicke und daher einen "Spannungsstrang"
in der Wandung des gezogenen Hohlkörpers, wobei sich wäh
rend des Ziehvorgangs eingebaute Spannungen längs diesen
Bereichen verringerter Dicke konzentrieren. Der gezogene
Hohlkörper kann daher längs den durch diese Bereiche ver
ringerter Dicke gebildeten Linien leichter aufgetrennt
werden.
Gemäß Fig. 9 kann in der an sich aus der US-Patentschrift
4 230 674 bekannten Weise das Formgebungsteil 80 der Aus
führungsform gemäß den Fig. 6 bis 8 in der Weise modifi
ziert werden, daß bei dem Kapillar-Formgebungsteil 100
der Boden weggelassen wird, derart, daß das zylindrische
Element an seiner Unterseite offen ist. Das Formgebungs
teil 100 ist engsitzend in einem zylindrischen becherför
migen Behälter 102 angeordnet, der beispielsweise aus
Quarz bestehen kann und eine Bodenwandung 104 sowie eine
Seitenwandung 106 aufweist, derart, daß die Formgebungs
oberteilabschnitte frei über die Seitenwandung 106 über
stehen. Der Behälter 102 ist seinerseits in Paßsitz in
dem Suszeptor 20 angeordnet. Eine derartige Ausführungs
form kann erfindungsgemäß modifiziert werden, indem man
in den inneren und äußeren Formgebungsoberteilabschnitten
108 und 110 Kerben 112 vorsieht.
Die dargestellten und beschriebenen Aggregate ergeben bei
ihrer Anwendung ein verbessertes Verfahren und eine ver
besserte Apparatur zum Ziehen von Hohlkörpern aus einem
im wesentlichen einkristallinen Material aus einer gemein
samen Vorratsschmelze. Die in dem Formgebungsoberteil
vorgesehenen Kerben bilden eine einfache Maßnahme zur Er
zeugung von Spannungssträngen in vorgegebenen Bereichen
der hohlen Ziehkörper. Infolge dieser in dem Hohlkörper
beim Ziehen erzeugten Spannungsstränge lassen sich die
Hohlkörper leichter in einzelne Abschnitte zur Bildung
bandförmiger oder bandähnlicher Körper auftrennen. Dies
ergibt eine höhere Herstellungsausbeute infolge geringer
Rißbildung und verringerter Bruchgefahr in den aus diesen
Hohlkörpern geschnittenen bandförmigen oder bandähnlichen
Abschnitten.
Claims (17)
1. Vorrichtung zum Ziehen eines rohrförmigen Hohlkörpers aus
kristallinem Material, wobei der Körper von der Stirn
seite eines Formgebungsteils gezogen wird und der erhal
tene rohrförmige Körper längs vorgegebener Linien (74,
Fig. 4) in einzelne Kristallkörper auftrennbar ist, mit
einer Zieheinrichtung, einer Behältereinrichtung zur Auf
nahme einer Schmelze des Kristallmaterials, einer
Formgebungseinrichtung, welche (a) ein die geschlossene
geometrische Querschnittsform des rohrförmigen Hohlkörpers
umschreibendes Formgebungsteil, sowie (b) Mittel zur
Zufuhr von Schmelze aus dem Behälter zu dem Formgebungs
teil während des Ziehens des Körpers aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Formgebungsteil Nuten (70; 90a; 112) zur Konzen
trierung mechanischer Spannungen in dem Hohlkörper entlang
vorgegebener Linien aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Formgebungsteil (40, 50; 86, 88; 108, 110) zwei parallel
einander gegenüberstehende und durch einen Spalt (58; 90)
voneinander getrennte Kanten (42, 52) aufweist, und daß die
Nuten (70; 90a; 112) sich jeweils quer zu dem Spalt (58; 90)
durch die parallelen Ziehkanten (42, 52) erstrecken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nuten (70; 90a; 112) sich jeweils radial in Richtung
zum geometrischen Zentrum des Formgebungsteils (40, 50;
86, 88; 108, 110) erstrecken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nuten (70; 90a; 112) in gleichen Umfangsabständen
entlang dem Formgebungsteil um dessen geometrisches
Zentrum verteilt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die geschlossene geometrische Querschnittsform ein
Kreis ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die geschlossene geometrische Querschnittsform ein
Vieleck ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einzelnen Nuten (70; 90a; 112) jeweils weniger als
etwa 1,27 mm (50/1000 Zoll) tief und weniger als etwa
2,54 mm (100/1000 Zoll) breit sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zur Schmelzezufuhr aus der Behältereinrich
tung zur Stirnseite des Formgebungsteils wenigsten einen
Kanal (48; 92) von Kapillarabmessung aufweisen, der derart
ausgebildet ist, daß die Schmelze durch Kapillarwirkung
der Stirnseite des Formgebungsteils zugeführt wird, in
dem Maß wie der Hohlkörper vom Formgebungsende abgezogen
wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Behältereinrichtung (32) und die Formgebungsein
richtung (30) so ausgebildet sind, daß wenigstens ein
Teil der Formgebungseinrichtung ein einstückiger Teil
der Behältereinrichtung und die Behältereinrichtung ein
wesentlicher Teil der Formgebungseinrichtung ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß (a) die Behältereinrichtung (32) an ihrer Oberseite
offen ist, an ihrer Unterseite (36) geschlossen ist und
eine einen Innenraum zur Aufnahme der Schmelze bildende
Seitenwandung (38) aufweist, daß (b) das Formgebungsteil
(40, 50) zwei parallele, voneinander durch einen Spalt (58)
von Kapillarabmessung in Abstand angeordnete obere Stirn
kantflächen (42, 52) aufweist, und daß (c) die Seitenwan
dung (38) der Behältereinrichtung (32) mit ihrem oberen
Ende (50) wenigstens eine (52) der oberen Stirnkantflächen
(42, 52) des Formgebungsteils bildet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formgebungseinrichtung (30) eine Auskleidung
(34) mit einer Seitenwandung aufweist, die mit ihrem
oberen Ende (40) die andere (42) der beiden oberen Stirn
kantenflächen (42, 52) des Formgebungsoberteils bildet.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Behältereinrichtung (32) und die Auskleidung
(34) einstückig als gesondertes Bauteil ausgebildet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Behältereinrichtung (32) wenigstens einen in der
Seitenwandung der Behältereinrichtung ausgebildeten
Strömungskanal (48) von Kapillarabmessung aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungskanal einen an der Innenseite der Seiten-
wandung (84) der Behältereinrichtung vorgesehenen Schlitz
(92) aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Behältereinrichtung (32) und die Auskleidung (34)
gesonderte Bauteile sind, und daß Befestigungsmittel (56)
zur Verbindung der Behältereinrichtung (32) und der Aus
kleidung (34) miteinander vorgesehen sind.
16. Verfahren zur Herstellung mehrerer Körper aus einem
kristallinen Material ausgehend von einem rohrförmigen
Hohlkörper,
gekennzeichnet durch
die Verfahrensschritte:
- - Ziehen des Rohrs von der Stirnseite, eines Formgebungs teils, derart daß das Rohr entlang vorgegebener Linien (74) jeweils mit geringerer Wandstärke wächst;
- - Aufschneiden des Rohrs (72) entlang der vorgegebenen Linien (74), um den rohrförmigen Hohlkörper (72) in die mehreren Körper (76) aus Kristallmaterial aufzu trennen.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Ziehen das Wachstum mit geringerer Wandstärke
entlang der vorgegebenen Linien (74) in einer Richtung
parallel zur Richtung des Ziehwachstums des Rohrkörpers
erfolgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/495,998 US4647437A (en) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | Apparatus for and method of making crystalline bodies |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3418370A1 DE3418370A1 (de) | 1984-11-22 |
DE3418370C2 true DE3418370C2 (de) | 1994-02-10 |
Family
ID=23970847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3418370A Expired - Fee Related DE3418370C2 (de) | 1983-05-19 | 1984-05-17 | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von Kristallkörpern |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4647437A (de) |
JP (1) | JPS6046992A (de) |
AU (1) | AU569293B2 (de) |
CA (1) | CA1227999A (de) |
DE (1) | DE3418370C2 (de) |
FR (1) | FR2546188B1 (de) |
GB (1) | GB2139917B (de) |
IL (1) | IL71553A (de) |
IN (1) | IN160563B (de) |
NL (1) | NL8401604A (de) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3427465A1 (de) * | 1984-07-25 | 1986-01-30 | Heliotronic Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft für Solarzellen-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | Verfahren und vorrichtung zur taktweisen herstellung von siliciumformkoerpern |
JPS62291977A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-18 | シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 太陽電池用シリコン盤の切り出し方法と装置 |
US4937053A (en) * | 1987-03-27 | 1990-06-26 | Mobil Solar Energy Corporation | Crystal growing apparatus |
US5551977A (en) * | 1994-11-14 | 1996-09-03 | Ase Americas, Inc. | Susceptor for EFG crystal growth apparatus |
US5690734A (en) * | 1995-03-22 | 1997-11-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Single crystal growing method |
US6139811A (en) * | 1999-03-25 | 2000-10-31 | Ase Americas, Inc. | EFG crystal growth apparatus |
JP4111669B2 (ja) | 1999-11-30 | 2008-07-02 | シャープ株式会社 | シート製造方法、シートおよび太陽電池 |
JP4121697B2 (ja) * | 1999-12-27 | 2008-07-23 | シャープ株式会社 | 結晶シートの製造方法およびその製造装置 |
US6562132B2 (en) | 2001-04-04 | 2003-05-13 | Ase Americas, Inc. | EFG crystal growth apparatus and method |
US7691199B2 (en) * | 2004-06-18 | 2010-04-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Melter assembly and method for charging a crystal forming apparatus with molten source material |
US7465351B2 (en) * | 2004-06-18 | 2008-12-16 | Memc Electronic Materials, Inc. | Melter assembly and method for charging a crystal forming apparatus with molten source material |
US7344594B2 (en) * | 2004-06-18 | 2008-03-18 | Memc Electronic Materials, Inc. | Melter assembly and method for charging a crystal forming apparatus with molten source material |
DE102006017621B4 (de) * | 2006-04-12 | 2008-12-24 | Schott Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von multikristallinem Silizium |
AT506129B1 (de) * | 2007-12-11 | 2009-10-15 | Heic Hornbachner En Innovation | Gekrümmte photovoltaik-module und verfahren zu deren herstellung |
DE102010048602A1 (de) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Centrotherm Sitec Gmbh | Schmelztiegel für Silizium, Schmelztiegelanordnung und Trenneinheit für einen Schmelztiegel |
CN103160917A (zh) * | 2011-12-09 | 2013-06-19 | 洛阳金诺机械工程有限公司 | 一种空心硅芯的拉制模板 |
CN103160916A (zh) * | 2011-12-09 | 2013-06-19 | 洛阳金诺机械工程有限公司 | 一种异形硅芯的拉制模板 |
CN104532341B (zh) * | 2014-12-15 | 2017-04-05 | 江苏苏博瑞光电设备科技有限公司 | 用于蓝宝石试管生长的坩埚结构及蓝宝石试管的生长方法 |
JP7147213B2 (ja) | 2018-03-23 | 2022-10-05 | Tdk株式会社 | Efg法による単結晶育成用のダイ、efg法による単結晶育成方法及びefg法による単結晶 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL229533A (de) * | 1958-07-11 | |||
US3591348A (en) * | 1968-01-24 | 1971-07-06 | Tyco Laboratories Inc | Method of growing crystalline materials |
US3687633A (en) * | 1970-08-28 | 1972-08-29 | Tyco Laboratories Inc | Apparatus for growing crystalline bodies from the melt |
BE791024A (fr) * | 1971-11-08 | 1973-05-07 | Tyco Laboratories Inc | Procede pour developper des cristaux a partir d'un bain d'une matiere |
US4095329A (en) * | 1975-12-05 | 1978-06-20 | Mobil Tyco Soalar Energy Corporation | Manufacture of semiconductor ribbon and solar cells |
US4036666A (en) * | 1975-12-05 | 1977-07-19 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Manufacture of semiconductor ribbon |
US4056404A (en) * | 1976-03-29 | 1977-11-01 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Flat tubular solar cells and method of producing same |
US4230674A (en) * | 1976-12-27 | 1980-10-28 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Crucible-die assemblies for growing crystalline bodies of selected shapes |
US4158038A (en) * | 1977-01-24 | 1979-06-12 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Method and apparatus for reducing residual stresses in crystals |
US4304623A (en) * | 1978-07-13 | 1981-12-08 | International Business Machines Corporation | Method for forming silicon crystalline bodies |
US4353757A (en) * | 1979-02-12 | 1982-10-12 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Displaced capillary dies |
US4440728A (en) * | 1981-08-03 | 1984-04-03 | Mobil Solar Energy Corporation | Apparatus for growing tubular crystalline bodies |
GB2139916A (en) * | 1983-05-19 | 1984-11-21 | Mobil Solar Energy Corp | EFG Apparatus |
-
1983
- 1983-05-19 US US06/495,998 patent/US4647437A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-04-10 CA CA000451674A patent/CA1227999A/en not_active Expired
- 1984-04-12 GB GB08409489A patent/GB2139917B/en not_active Expired
- 1984-04-15 IL IL71553A patent/IL71553A/xx not_active IP Right Cessation
- 1984-04-17 IN IN330/DEL/84A patent/IN160563B/en unknown
- 1984-05-04 AU AU27692/84A patent/AU569293B2/en not_active Ceased
- 1984-05-14 FR FR848407423A patent/FR2546188B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1984-05-17 DE DE3418370A patent/DE3418370C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1984-05-18 JP JP59098896A patent/JPS6046992A/ja active Granted
- 1984-05-18 NL NL8401604A patent/NL8401604A/nl not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IN160563B (de) | 1987-07-18 |
CA1227999A (en) | 1987-10-13 |
NL8401604A (nl) | 1984-12-17 |
GB2139917A (en) | 1984-11-21 |
AU569293B2 (en) | 1988-01-28 |
JPH0454640B2 (de) | 1992-08-31 |
GB2139917B (en) | 1987-02-11 |
JPS6046992A (ja) | 1985-03-14 |
US4647437A (en) | 1987-03-03 |
FR2546188A1 (fr) | 1984-11-23 |
IL71553A (en) | 1988-05-31 |
IL71553A0 (en) | 1984-07-31 |
AU2769284A (en) | 1984-11-22 |
FR2546188B1 (fr) | 1991-07-05 |
DE3418370A1 (de) | 1984-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3418370C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von Kristallkörpern | |
DE2142801C3 (de) | Vorrichtung zum Ziehen eines kristallinen Körpers aus einem Schmelzfilm | |
DE10231865B4 (de) | Quarzglastiegel und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Quarzglastiegels | |
DE3228037C2 (de) | ||
DE2654945C2 (de) | Auf dem EFG-Verfahren beruhendes Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen ebenen, insbesondere im wesentlichen einkristallinen Bändern aus kristallinem Festkörpermaterial zur Verwendung für elektronische Festkörperanordnungen, insbesondere Halbleiterbauelemente und Solarzellen | |
DE3005049C2 (de) | ||
DE3132621A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum ziehen eines einkristall-bandes aus einer schmelze | |
DE2620030C2 (de) | Verfahren zum Ziehen von Einkristallstäben oder -bändern | |
DE2918946A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum extrudieren von wendeln aus kunststoff sowie damit hergestelltes kunststoffwendel | |
DE2654946C2 (de) | ||
DE2654999A1 (de) | Verfahren zum herstellen kuenstlicher intraokularer linsen | |
DE2016101B2 (de) | Verfahren zum ziehen eines halbleiterstabes | |
DE3215620C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von einkristallinem Silizium | |
US4711695A (en) | Apparatus for and method of making crystalline bodies | |
DE3418369A1 (de) | Verfahren und apparatur zum ziehen von kristallkoerpern | |
DE102012218229A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristall-Keims und eines Silizium-Wafers, Silizium-Wafer und Silizium-Solarzelle | |
DE19922736C2 (de) | Vorrichtung zum Herstellen eines Einkristalls | |
DE2924897C2 (de) | ||
DE2703098C2 (de) | Verfahren zum Herstellen künstlicher intraokularer Linsen | |
DE1246683B (de) | Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten, dendritischen Halbleiterkoerpers | |
DE2604351A1 (de) | Verfahren zur herstellung von halbleiteranordnungen, bei dem eine halbleitermaterialschicht auf einem substrat angebracht wird, vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens und durch dieses verfahren hergestellte halbleiteranordnungen | |
DE2307463C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von einkristallinen Metallgußstücken | |
EP0386047B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von einkristallinen halbleiterplatten | |
DE3502532A1 (de) | Vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von hohlen metallgussbloecken | |
DE4409296A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Silicium-Einkristallen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |