DE4127819A1 - Verfahren und vorrichtung zum periodischen abscheiden und aufschmelzen von silicium - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum periodischen abscheiden und aufschmelzen von siliciumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum periodischen Ab
scheiden von hochreinem Silicium auf einem rohrförmigen
Trägerkörper infolge thermischer Zersetzung einer silicium
haltigen Verbindung und das periodische Aufschmelzen der ab
geschiedenen Siliciumschicht sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
Hochreines Silicium wird hauptsächlich in der Halbleiter
industrie und in der Solarzellentechnologie benötigt. Nahezu
alle heutigen Herstellungsverfahren gehen von Quarzsand als
Siliciumquelle aus. Das daraus durch Reduktion erhältliche
Rohsilicium ist jedoch noch zu stark verunreinigt und muß
weiter konzentriert werden. Die meisten Verfahren benutzen
als Reinigungsstrategie die Umwandlung des Siliciums in eine
destillierbare Verbindung und nachfolgend die Spaltung der
gereinigten Verbindung unter Rückgewinnung des Siliciums.
Die thermische Zersetzung von Trichlorsilan unter Beteili
gung von reduzierendem Wasserstoff mit nachfolgender Ab
scheidung von hochreinem Silicium an dünnen Silicumstäben,
den sogenannten Seelen, ist unter dem Namen "Siemens-Prozeß"
bekannt geworden. Eine moderne Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens ist beispielsweise in der Patentschrift DE
28 54 707 C2 beschrieben. Die auf diese Weise erhältlichen
polykristallinen Siliciumstäbe mit Durchmessern bis zu 200
mm sind wegen ihrer Geometrie zur Weiterverarbeitung zu Ein
kristallen durch tiegelfreies Zonenziehen sehr gut geeignet.
Doch nur etwa 10% der produzierten Stäbe gehen diesen, einen
hohen Energieaufwand erfordernden und deshalb kostspieligen
Weg. Die Mehrzahl der Stäbe wird mechanisch zerkleinert,
aufgeschmolzen und entweder zu polykristallinem Solarzellen
material gegossen oder im Tiegelziehverfahren nach
Czochralski zu Einkristallen gezogen. Beim Zerkleinern wird
das Halbleitermaterial oberflächlich durch die Brechwerk
zeuge verunreinigt und muß daraufhin in Ätzbädern gereinigt
werden. Dieser zusätzliche Arbeitsaufwand und der Energie
aufwand für das neuerliche Aufschmelzen des Siliciums sind
sehr nachteilig.
Es fehlt deshalb nicht an Versuchen, den beschriebenen,
stapelweise ablaufenden Prozeß der Gewinnung hochreinen
Siliciums durch die thermische Zersetzung einer gasförmigen,
siliciumhaltigen Verbindung halbkontinuierlich oder
kontinuierlich unter Vermeidung der genannten Nachteile zu
gestalten.
In der Offenlegungsschrift DE 25 33 455 wird ein Abscheide
verfahren unter Verwendung von siebenhundert, wenig über den
Schmelzpunkt des Siliciums erhitzter Trägerstäbe beschrie
ben. Das abgeschiedene Silicium bleibt flüssig, tropft von
den Stäben und wird kontinuierlich abgeführt. Da Kontami
nationen durch das Trägermaterial weitestgehend vermieden
werden sollen, sind die Trägerstäbe in einer bevorzugten
Ausführung selbst aus Silicium gefertigt. Jeder einzelne der
großen Anzahl von Abscheidestäben muß durch direkten Strom
durchgang und unter dem Einsatz von Kühlmittelkreisläufen
auf einer Oberflächentemperatur knapp über dem Schmelzpunkt
des Siliciums gehalten werden, so daß die Stäbe selbst nicht
wegschmelzen und Silicium nicht auf den Stäben aufwächst.
Die Stromzuführung, Kontaktierung und Stromregelung gestal
ten sich bei diesem Verfahren außerordentlich schwierig und
machen es besonders störungsanfällig.
Ein anderes Verfahren verwendet einen rohrförmigen Träger
körper zum Abscheiden des Siliciums. Gemäß der Darstellung
in der Patentanmeldung WO 84/00 156 werden die Innenwände des
Trägerkörpers auf einer Temperatur über dem Schmelzpunkt des
Siliciums gehalten, wobei das sich abscheidende Silicium der
Schwerkraft folgend zum Reaktorboden hin abfließt und gesam
melt wird. Die Wärmezufuhr erfolgt indirekt über eine um den
Außenumfang des Trägerkörpers führende Widerstandsheizung.
Der Trägerkörper besteht aus Graphit, welcher oberflächlich
mit dem sich abscheidenden Silicium zu Siliciumcarbid re
agiert. Besonders angesichts der hohen Prozeßtemperaturen
ist die Siliciumschmelze durch Verunreinigungen mit Kohlen
stoff oder anderen, vom Graphit stammenden Fremdstoffen ge
fährdet.
Ein entscheidender Nachteil aller, Silicium in flüssiger
Form abscheidender Verfahren liegt darin, daß sie im wesent
lichen auf die Verwendung von Silan als zersetzlicher,
siliciumhaltiger Verbindung abzielen. Wird das Silicium je
doch durch die reduktive Zersetzung von Chlorsilanen, ins
besondere von Trichlorsilan, mit Wasserstoff als
Reduktionsmittel durchgeführt, so sind bei den Temperaturen,
bei denen das Silicium flüssig anfällt sehr hohe Partial
drücke an Wasserstoff notwendig, um das Reaktionsgleich
gewicht auf der Produktseite zu halten. Dies führt zu einer
Unwirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens, weil die Bil
dungsraten an flüssigem Silicium infolge der hohen Verdün
nung der siliciumhaltigen Komponente mit Wasserstoff sehr
gering sind.
Demgegenüber freier in bezug auf die Wahl der zersetzlichen
Siliciumverbindung sind halbkontinuierlich ablaufende Ab
scheideverfahren, wie beispielsweise das in der Patent
schrift US 42 65 859 beschriebene. Dort wird Silicium durch
thermische Zersetzung einer siliciumhaltigen Verbindung an
den Innenwänden eines rohrförmigen, mehrwandigen Reaktors in
fester Form abgeschieden und nachfolgend durch eine Tempera
turerhöhung an den Reaktorwänden abgeschmolzen. Das Abschei
den des Siliciums in fester Form erlaubt niedrigere
Prozeßtemperaturen und im Fall der Verwendung von beispiels
weise Trichlorsilan niedrigere Wasserstoffpartialdrücke für
die Reduktion, so daß auch Chlorsilane wirtschaftlich umge
setzt werden können. Das in der genannten Patentschrift
beschriebene Verfahren ist allerdings auf die Verwendung von
glasartigem Quarz, Siliciumcarbid oder Graphit als Wandmate
rial angewiesen, wodurch die potentielle Gefahr einer Konta
mination des produzierten Siliciums durch von der Reaktor
wand stammende Fremdstoffe bestehen bleibt. Quarz ist als
Wandmaterial besonders ungünstig, da er bei den Abscheide
temperaturen weich wird und seine Formbeständigkeit ver
liert. Das Verfahren hat weitere schwerwiegende Nachteile,
die sich aus den außerhalb des Reaktors befindlichen, diesen
ringförmig umgebenden Heizelementen herleiten. Diese können
keine über die gesamte Abscheidefläche einheitliche Tempera
tur gewährleisten, so daß die heißeren Wandbereiche nahe der
Gaseinlaßstelle wesentlich schneller mit Silicium belegt
werden, als die kälteren, entfernter davon liegenden Ab
scheideflächen. Hinsichtlich des Betreibens mehrerer derar
tiger Abscheidereaktoren erweist sich die externe Heizung
ebenfalls als nachteilig, weil jede Anlage eine eigene
Stromversorgung benötigt.
Die Aufgabe der nachfolgend beschriebenen Erfindung war es
deshalb, ein Abscheideverfahren für hochreines Silicium an
zugeben, welches die genannten Nachteile im Stand der Tech
nik vermeidet. Ferner war es die Aufgabe der Erfindung eine
Abscheidevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzuge
ben.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zum Ab
scheiden von polykristallinem Silicium auf einem rohrför
migen Trägerkörper durch thermische Zersetzung einer
siliciumhaltigen, gasförmigen Verbindung und anschließendem
Abschmelzen der aufgewachsenen Siliciumschicht, gekennzeich
net dadurch, daß der Trägerkörper durch direkten
Stromdurchgang beheizt wird.
Der Wärmezuführung kommt bei dem erfindungsgemäßen Abschei
deverfahren eine zentrale Bedeutung zu. Da der Trägerkörper
durch direkten Stromdurchgang beheizt wird, hat jeder
Flächenausschnitt der Abscheidefläche die gleiche Tempera
tur, so daß das Silicium pro Flächeneinheit mit gleichen Ra
ten abgeschieden und während der Abschmelzphase
abgeschmolzen wird. Der Trägerkörper ist aus reinem Silicium
gefertigt, wodurch Kontaminationen des abgeschiedenen
Siliciums gänzlich vermieden werden. Ein weiteres, wichtiges
Merkmal der Erfindung ist, daß sich das Silicium nur an der
Innenfläche des Trägerkörpers niederschlägt. Dies wird durch
eine ständige Spülung der Außenfläche des Trägerkörpers mit
einem siliciumfreien Spülgas und die in den Bereich der In
nenfläche des Trägerkörpers gerichtete Führung des Reak
tionsgasstromes erreicht. Schließlich erlaubt das Verfahren
eine elektrische Verknüpfung mehrerer Abscheideanlagen in
einer Serienschaltung mit einer einzigen, zentralen Strom
versorgung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er
läutert. Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer besonders
bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abscheide
anlage. Selbstverständlich ist die gezeigte Vorrichtung
beispielhaft und schränkt den Erfindungsgedanken in keiner
Weise ein. Die Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild eine
bevorzugte, elektrische Zusammenschaltung mehrerer Abschei
deanlagen.
Das Kernstück der Anlage bildet gemäß Fig. 1 ein rohrförmi
ger Trägerkörper 1 aus reinem Silicium mit einer Wandstärke
von vorzugsweise 10 bis 30 mm, einer Höhe von 2 bis 4 m und
einem Außendurchmesser von 400 bis 1000 mm. Der Trägerkörper
ist zwischen der Grundplatte 2 des Reaktors und dem Reaktor
deckel 3 elektrisch leitend eingespannt. In direktem Kontakt
mit der oberen und unteren Rohrbegrenzung liegen zwei
Graphitringe, wobei auf dem oberen Graphitring 4a ein
Siliciumdeckel 5 mit zentralen Aussparungen für die Zu- und
Ableitung vom Prozeßgas und auf dem unteren Graphitring 4b
ein konusförmiger Trichter 6 aus Silicium mit zentraler,
kreisförmiger Öffnung gelagert sind. Über einen hydraulisch
verstellbaren Faltenbalgkontaktring 7 aus Silber, der
zwischen dem Reaktordeckel 3 und dem oberen Graphitring 4a
montiert ist, wird auf den Trägerkörper während des Betrie
bes der Abscheideanlage ein konstanter Druck ausgeübt, so
daß Brüche des Trägerkörpers infolge von Längen- und Durch
messerschwankungen verhindert werden. Die seitliche Begren
zung des Reaktors wird von einem Rohrstück 8 gebildet, das
mit dem Reaktordeckel 3 und der Grundplatte 2 isoliert ver
schraubt ist, so daß auch bei einem nicht vollständig auszu
schließenden Bruch des Trägerkörpers ein elektrischer
Kurzschluß über die Reaktoraußenwände unmöglich ist. Vor
teilhafterweise ist das Rohrstück an seiner Innenfläche mit
einem Belag aus Silber versehen, um Energieverluste infolge
von Wärmeabstrahlung während des Betriebes der Anlage gering
zu halten. Durch den Trägerkörper wird der Reaktor in einen
äußeren 9 und einen inneren 10 Reaktorraum geteilt. Der zu
geführte elektrische Strom wird mit Hilfe eines die Grund
platte umgebenden Kupferringes 11 gleichmäßig an den
Trägerkörper herangeführt und von einem entsprechenden Ring
auf dem Reaktordeckel vom Trägerkörper wieder aufgenommen.
Die Grundplatte des Reaktors besitzt eine zentrale Öffnung,
die während des Abscheidens von Silicium von einer aus
Silicium gefertigten Auffangwanne 12 gasdicht verschlossen
ist, da der während dieser Prozeßphase herrschende Reaktor
innendruck die Wanne gegen die mit beispielsweise Polytetra
fluorethylen abgedichtete Auflagefläche preßt. Die
Auffangwanne besitzt einen seitlich aus dem Reaktor führen
den und dort auf einem Lager ruhenden, mit Silber beschich
teten Arm 13, der zu Beginn der Abschmelzphase ein
reibungsfreies Anheben und Zurückziehen der Wanne unter
Freilegen der zentralen Öffnung in der Grundplatte erlaubt.
Die Außenbegrenzung der Abscheideanlage bildenden Kon
struktionsteile wie Grundplatte, Reaktordeckel und Rohrstück
sind vorzugsweise aus doppelwandigem Edelstahl ausgeführt
und beispielsweise mit Wasser kühlbar. Außerdem sind für die
Stromzu- und abführungen sowie für den Boden der Auffang
wanne ebenfalls Kühlvorrichtungen vorgesehen.
Weitere Einzelheiten der Abscheidevorrichtung werden im Ver
lauf der folgenden Beschreibung des Verfahrensablaufes deut
lich. Der Prozeß beginnt mit dem Abscheiden von Silicium an
der Innenwand des rohrförmigen Trägerkörpers 1. Dieser wird
zunächst, da er selbst aus Silicium besteht und bei Raum
temperatur den elektrischen Strom kaum leitet, gezündet, das
heißt, aufgeheizt bis sich sein elektrischer Widerstand so
weit verringert hat, daß seine Temperatur durch direkten
Stromdurchgang gehalten und erhöht werden kann. Zum Zünden
wird durch die zentrale Öffnung der Grundplatte eine üb
liche, in Fig. 1 nicht gezeigte Heizvorrichtung in vertika
ler Richtung in den inneren Reaktorraum 10 gehoben. Ab einer
Temperatur von ca. 400°C fließt beim Anlegen an eine Span
nungsquelle genügend Strom durch den Trägerkörper, um die
weitere Wärmezufuhr über den direkten Stromdurchgang zu re
geln. Daraufhin wird die hilfsweise eingebrachte Heizquelle
entfernt, die Auffangwanne 12 mit Hilfe des drehbar gelager
ten Armes 13 über der Öffnung der Grundplatte des Reaktors
positioniert und abgesenkt, so daß sie die Öffnung paßge
recht verschließt. Die Stromstärke wird so geregelt, daß der
Trägerkörper die Zersetzungstemperatur der Siliciumverbin
dung erhält.
Die Erfindung unterscheidet einen Reaktionsgasstrom, einen
Spülgasstrom und einen Abgasstrom. Das Reaktionsgas gelangt
über die Zuführungsleitung 14 gerichtet in den inneren Reak
torraum 10 und verläßt diesen durch die Abgasleitung 15. Der
Spülgasstrom aus Wasserstoff, Argon oder Helium gelangt über
die Zuleitungen 16 in den äußeren Reaktorraum 9, erreicht
über die Kanäle 17 und der Öffnung des Trichters 6 den inne
ren Reaktorraum 10, und verläßt die Anlage ebenfalls über
die Abgasleitung 15. Die wiederverwendbaren Komponenten aus
dem Abgas werden vorteilhafterweise abgetrennt und erneut
eingesetzt.
Das die siliciumhaltige Verbindung enthaltende Reaktionsgas
besteht vorzugsweise aus Silan oder einem Chlorsilanderivat,
wobei die thermische Zersetzung letzterer, wie schon er
wähnt, üblicherweise die Gegenwart von Wasserstoff als Re
duktionsmittel erfordern. Beispielhaft wird der weitere
Verlauf der Abscheidephase mit Trichlorsilan als Silicium
quelle beschrieben. Um möglichst hohe Abscheideraten zu er
zielen, wird das Trichlorsilan zweckmäßigerweise in
flüssigem Zustand zusammen mit einem Teil des zur Reduktion
benötigten Wasserstoffs in den inneren Reaktorraum einge
bracht, wo es aufgrund der herrschenden hohen Temperaturen
augenblicklich verdampft. Der zur Reaktion noch fehlende
Wasserstoff kommt über das Spülgas in den inneren Reaktions
raum.
Während des Eintragens des siliciumhaltigen Reaktionsgases
scheidet sich auf der Innenfläche des rohrförmigen Träger
körpers eine feste Siliciumschicht gleichmäßiger Dicke ab.
Das Spülgas wird mit einem leicht über dem im Reaktorinnen
raum vorherrschenden Druck von üblicherweise 0,05 bis 0,2
bar zugeführt und verhindert deshalb Siliciumabscheidungen
außerhalb des Abscheidebereiches. Der durch den Trägerkörper
fließende elektrische Strom wirkt vergleichmäßigend auf die
Siliciumabscheidung. Bilden sich infolge lokaler Temperatur
schwankungen Dickeunterschiede in der Siliciumschicht aus,
bleibt die Temperatur an einer dickeren Stelle infolge eines
reduzierten Widerstandes hinter der an einer dünneren Stelle
zurück, mit dem Resultat, daß die Aufwachsrate an der dünne
ren Stelle höher wird und die Dickeunterschiede sich wieder
ausgleichen. Um diesen Effekt auszunutzen wird die
Siliciumabscheidung in einem Temperaturbereich betrieben, in
dem die Abscheiderate mit der Temperatur ansteigt. Bei der
Verwendung von Trichlorsilan im Reaktionsgas wird der Trä
gerkörper während der Abscheidephase des Verfahrens vorteil
haft auf 1050 bis 1200°C erhitzt.
Wenn die aufwachsende Siliciumschicht die angestrebte Dicke
erreicht hat, wird das Abscheiden durch ein Sperren der Zu
fuhr des Reaktionsgases und Absenken des Reaktorinnendruckes
beendet. Die Wahl dieses Zeitpunktes ist von vielen Einfluß
größen abhängig und muß durch Versuche optimiert werden. Zu
berücksichtigen sind insbesondere die mit der Abscheidezeit
abnehmende, für die Abscheidung zur Verfügung stehende Ab
scheidefläche, das Volumen an flüssigem Silicium, das nach
dem Abschmelzen zur Weiterverarbeitung anfällt sowie die
maximale Belastbarkeit der Stromversorgung. Beispielsweise
ist es günstig gerade soviel Silicium abzuscheiden, wie für
eine Kokillen- oder eine Tiegelfüllung benötigt wird, je
nachdem ob das Material in Blöcke gegossen oder zu Ein
kristallen gezogen werden soll. Beim Betrieb der erfindungs
gemäßen Anlage erweist sich das Abscheiden einer 5 bis 10 mm
dicken Siliciumschicht als besonders vorteilhaft.
Bevor der Stromfluß durch den Trägerkörper zum Abschmelzen
des abgeschiedenen Siliciums erhöht wird, werden durch das
Spülgas alle Reste vom Reaktionsgas aus dem Reaktor ausge
tragen. Außerdem ist es von Vorteil, auch während des Ab
schmelzens den Spülgasstrom aufrecht zu erhalten. Um das
schmelzflüssige Silicium aus dem Reaktor auszuschleusen,
wird zunächst die Auffangwanne 12 über den drehbar gelager
ten Arm 13 reibungsfrei angehoben und seitlich versetzt, so
daß die zentrale Öffnung in der Grundplatte des Reaktors
freigelegt wird. Die Auffangwanne besitzt zweckmäßig die
Form einer hochwandigen Schale, so daß damit während der Ab
schmelzphase des vorherigen Prozeßzyklus gebildete Silicium
zapfen kontaminationsfrei vom Rand des Trichters 6 gebrochen
und aufgefangen werden können. Zur Entnahme der Zapfen aus
der Auffangwanne wird diese regelmäßig seitlich aus dem Re
aktor gefahren.
Durch eine Erhöhung des Stromdurchganges durch den mit der
Siliciumschicht belegten Trägerkörper wird die Temperatur
über den Schmelzpunkt des Siliciums hinaus gesteigert. Das
Silicium beginnt daraufhin zu schmelzen, rinnt die Reaktor
innenwand herab und tropft in die vorgesehene Aufnahmevor
richtung. Ähnlich wie beim Auftauen von Eis wird das
Silicium nur oberflächlich schmelzflüssig, während der
innenliegende Teil des Trägerkörpers formstabil bleibt.
Die rohrförmige Bauweise des Trägerkörpers gewährleistet,
daß sich eventuell vorhandene, lokale Temperaturunterschiede
auf der Abscheidefläche infolge der radialen Wärmestrahlung
rasch ausgleichen, so daß das Silicium mit gleichen Raten
abschmilzt. Die Innenflächentemperatur des Trägerkörpers be
trägt während der Aufschmelzphase des Verfahrens vorzugs
weise 1410 bis 1450°C. Der Wärmeverlust an der Außenfläche
des Trägerkörpers ist gleichzeitig infolge der Wärmestrah
lung durch die gekühlten Reaktorwände hinreichend groß, um
die Außenwand vor einem oberflächlichen Aufschmelzen zu be
wahren.
Je nach Maßgabe der weiteren Verwendung des geschmolzenen
Siliciums wird eine geeignete, in Fig. 1 nicht gezeigte
Aufnahmevorrichtung unter der zentralen Öffnung in der
Grundplatte des Reaktors positioniert. Dies kann beispiels
weise eine Zuleitung zum Nachchargieren eines Schmelz
tiegels, ein Schmelztiegel oder eine Kokille sein. Besonders
vorteilhaft und im Sinne der Erfindung ist es, daß das
Silicium möglichst schmelzflüssig oder zumindest mit einer
Temperatur nahe am Schmelzpunkt den Zielort seiner Weiter
verarbeitung erreicht. Wenn soviel oder annähernd soviel Ma
terial abgeschmolzen worden ist, wie zuvor aufgewachsen war,
wird die Abschmelzphase des Verfahrens beendet. Zu diesem
Zweck wird der elektrische Stromfluß gedrosselt und die
Reaktoröffnung in der Grundplatte mit der Auffangwanne ver
schlossen. Kurzzeitig nachtropfendes Silicium fällt in die
Auffangwanne oder bildet die erwähnten Zapfen aus. Wenn die
Innenfläche des Trägerkörpers die vorgesehene Abscheide
temperatur erreicht hat, beginnt mit dem Einspeisen von
Reaktionsgas die nächste Abscheidephase. Das Abscheiden und
Aufschmelzen von Silicium werden auf diese Weise periodisch
wiederholt.
Besonders vorteilhaft ist der simultane Betrieb von mehre
ren, vorzugsweise 2 bis 20 der erfindungsgemäßen Abscheide
anlagen. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, die
Anlagen in Serie zu schalten und eine gemeinsame Stromver
sorgung bereitzustellen. Damit lassen sich die beim Schalten
der Thyristoren entstehenden Stellerverluste wesentlich ge
ringer halten, als bei Anlagen mit individueller Stromver
sorgung. In Fig. 2 ist die Schaltung in einem Blockschalt
bild dargestellt. Vor der Inbetriebnahme sind der Schalter
18 mit der die erste Abscheideanlage 19 und die Schalter 18′
mit denen die weiteren Abscheideanlagen 19′ in den Strom
kreis eingebunden werden können, geschlossen. Zur Inbetrieb
nahme der ersten Abscheideanlage wird diese zunächst
gezündet und daraufhin durch das Öffnen des Schalters 18 an
die regelbare Stromversorgung 20 angeschlossen. Schließlich
wird der Stromfluß den für die Siliciumabscheidung erforder
lichen Verhältnissen angepaßt. Jede weitere Abscheideanlage
wird in analoger Weise gezündet und in den Stromkreis einge
gliedert. Durch das Schließen des zur jeweiligen Abscheide
anlage gehörenden Schalters 18 oder 18′ kann eine ausge
fallene Abscheideanlage ohne Einfluß auf das Gesamtsystem
jederzeit elektrisch kurzgeschlossen werden.
Zusammengefaßt liegen die besonderen Stärken des erfindungs
gemäßen Verfahrens unter Verwendung der vorgestellten Ab
scheideanlage in dem hohen Automatisierungspotential, in der
Flexibilität bei der Auswahl der gasförmigen Siliciumquelle
und dem sicheren Ausschluß einer Produktkontamination durch
Anlagenteile. Der Wartungsaufwand zum Betrieb der Anlage ist
besonders durch die die Lebensdauer erhöhende hydraulische
Halterung des Trägerkörpers gering, wodurch sich die günsti
ge Wirtschaftlichkeit des Verfahrens noch verbessert.
Claims (11)
1. Verfahren zum Abscheiden von polykristallinem Silicium
auf einem rohrförmigen Trägerkörper durch thermische
Zersetzung einer siliciumhaltigen, gasförmigen
Verbindung und anschließendem Abschmelzen der
aufgewachsenen Siliciumschicht, gekennzeichnet dadurch,
daß der Trägerkörper durch direkten Stromdurchgang
beheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Silicium an der Innenfläche des rohrförmigen
Trägerkörpers abgeschieden wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der direkte Stromdurchgang durch
einen Trägerkörper aus Silicium erfolgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abschmelzen der
aufgewachsenen Siliciumschicht der Stromdurchgang durch
den Trägerkörper erhöht wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das abgeschmolzene
Silicium in einer Aufnahmevorrichtung schmelzflüssig
gesammelt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Phasen des
Abscheidens und Abschmelzens von Silicium periodisch
wiederholen.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromdurchgang durch
eine oder mehrere, seriell verschaltete, Abscheidean
lagen erfolgt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß als siliciumhaltige
Verbindung Silan oder ein Chlorsilanderivat verwendet
wird.
9. Vorrichtung zum Abscheiden von polykristallinem Silicium
auf einem rohrförmigen Trägerkörper durch thermische
Zersetzung einer siliciumhaltigen, gasförmigen
Verbindung und anschließendem Abschmelzen der
aufgewachsenen Siliciumschicht, gekennzeichnet durch
einen über direkten Stromdurchgang heizbaren
Trägerkörper aus Silicium.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine
in den Bereich der Innenfläche des Trägerkörpers
gerichtete Zuführung der siliciumhaltigen Verbindung.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch
eine gasdicht und reibungsfrei verschließbare, zentrale
Öffnung zum Ausschleusen des schmelzflüssigen Siliciums.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914127819 DE4127819A1 (de) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Verfahren und vorrichtung zum periodischen abscheiden und aufschmelzen von silicium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914127819 DE4127819A1 (de) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Verfahren und vorrichtung zum periodischen abscheiden und aufschmelzen von silicium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4127819A1 true DE4127819A1 (de) | 1993-02-25 |
Family
ID=6438858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914127819 Withdrawn DE4127819A1 (de) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Verfahren und vorrichtung zum periodischen abscheiden und aufschmelzen von silicium |
Country Status (1)
Country | Link |
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