DES0036798MA - - Google Patents
Info
- Publication number
- DES0036798MA DES0036798MA DES0036798MA DE S0036798M A DES0036798M A DE S0036798MA DE S0036798M A DES0036798M A DE S0036798MA
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- speed
- rpm
- vol
- rod
- melting zone
- 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.)
- Active
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 2
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N Silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 1
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 16. Dezember 1953 Bekanntgemacht am 23. August 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Gegenstand der Hauptpatentanmeldung S 32343 VI/4od ist ein inzwischen bekanntgewordenes Verfahren
zur Wärmebehandlung eines langgestreckten, vorzugsweise stabförmigen Körpers aus kristallinem
Stoff, insbesondere aus Halbleiterstoff, wie z. B. Germanium oder Silizium, durch Verflüssigung
eines begrenzten Bereiches, wobei die Enden der Halbleiterkristallanordnung relativ zueinander
festgelegt sind und der in Betracht kommende Bereich in Form einer Querschnittszone geringer
Dicke unter Vermeidung eines Tiegels od. dgl. durch Erhitzung verflüssigt wird. Die zum Schmelzen
erforderliche Heizeinrichtung ist vorteilhaft ringförmig ausgebildet. Wird der Stab durch die
Öffnung des Heizringes der Länge nach hindurchbewegt, so durchwandert die flüssige Zone den Stab
in Achsrichtung. Es empfiehlt sich, die Anordnung so zu treffen, daß sich der Stab während der Behandlung
in senkrechter Stellung befindet, und entweder ihn oder die Heizeinrichtung aufwärts oder
abwärts zu bewegen. Die Schmelzzone liegt dann waagerecht, so daß die rotationssymmetrische Ausbildung
des Schmelzlings durch den Einfluß der Schwerkraft nicht gestört wird. Das erwähnte Ver-
609 SSO/385
S 36798 VIHc/21g
fahren wird nach der vorliegenden Erfindung im Sinne einer günstigen Beeinflussung des Aufbaues
des Schmelzlings in der Weise verbessert, daß eines der beiden Enden der Anordnung in verhältnismäßig
rasche Umdrehungen versetzt wird. Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen stabförmigen
Halbleiterkörper beim tiegelfreien Zonenziehen ständig zu drehen mit dem Zwecke, das Ablaufen
des geschmolzenen Gutes zu verhindern. Diese Gefahr tritt aber insbesondere bei senkrechter Anordnung
des Stabes in der Regel nicht auf, so daß eine Drehbewegung aus diesem Grunde nicht notwendig
wäre. Bei einseitiger Erhitzung des Stabes, derart, daß nicht sein ganzer Querschnitt, von der
Schmelzzone ausgefüllt ist, wurde eine Drehbewegung zu dem Zwecke vorgeschlagen, eine rotationssymmetrische
Ausbildung des Schmelzlings zu gewährleisten. Dazu genügt aber eine verhältnismäßig
langsame Drehbewegung. Ebenso ist die Drehbewegung, welche bei dem bekannten Verfahren
zum Ziehen von Einkristallen aus einer in einem Tiegel befindlichen Schmelze häufig zur Erzielung
eines rotationssymmetrischen Schmelzlings angewendet wird, verhältnismäßig langsam.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß mindestens eines der beiden Enden des langgestreckten
Körpers während der Behandlung um seine Längsachse mit so hoher Drehzahl gedreht wird,
daß die Drehzahl, die zur Erzielung eines rotationssymmetrischen Schmelzlings erforderlich ist, überschritten
wird. Durch eine genügend hohe Drehzahl kann ferner erreicht werden, daß im Inneren
der Schmelzzone befindliche ungelöste Fremdstoffe, z. B. Siliziumkarbidteilchen, die ein höheres spezifisches
Gewicht haben als das geschmolzene Material, durch die Fliehkraft an die Außenfläche des
Schmelzlings befördert werden. Dort können sie dann später durch Abätzen des Schmelzlings freigelegt
und auf mechanischem Wege leicht, z.B.
durch Abkratzen, entfernt werden.
Zu vermeiden ist, daß die Drehbewegung längere Zeit hindurch mit einer Drehzahl erfolgt, die mit
der Eigenfrequenz des geschmolzenen Materials in der Schmelzzone übereinstimmt. Die Drehzahl wird
daher vorteilhaft so gewählt, daß sie entweder unterhalb oder oberhalb der Resonanzdrehzahl
liegt. Als besonders zweckmäßig hat sich praktisch eine Drehzahl von 300 bis 400 U/min erwiesen.
Unter 200 U/min sollte man nach Möglichkeit mit der Drehzahl nicht herabgehen. Es lassen sich aber
auch nach einem verhältnismäßig raschen und infolgedessen unschädlichen Durchgang durch den
Resonanzbereich Drehzahlen über 1000, insbesondere bis zu 2000 U/min erreichen. Unter Umständen
kann es zweckmäßig sein, die Drehzahl während der Behandlung zu verändern und dadurch
den Aufbau des Schmelzlings in seiner Längsrichtung verschieden zu beeinflussen, z. B. auch bei der
Zuführung von Donatoren und Akzeptoren.
Man kann entweder das obere Stabende oder das untere Stabende umlaufen lassen, indem man
der betreffenden Halterung eine Drehbewegung erteilt. Bleibt das andere Stabende ruhend, so ergibt
sich innerhalb der Schmelzzone in der Richtung der Stabachse eine Verteilung der Umlaufgeschwindigkeit,
derart, daß sie von der mit dem umlaufenden Ende gemeinsamen Grenze bis zu der mit dem
ruhenden Ende gemeinsamen Grenze stetig, und zwar annähernd linear bis zum Werte Null abnimmt. Man kann auch beide Stabenden gleichzeitig
umlaufen lassen, und zwar entweder gleichsinnig oder auch gegenläufig. In letzterem Falle ergibt
sich der Vorteil, daß der Verlauf der Umlaufgeschwindigkeit an einer Stelle zwischen den beiden
Grenzen der flüssigen Zone durch den Wert Null hindurchgeht. An dieser Stelle tritt also keine
Fliehkraft auf. Die Lage dieser Stelle ergibt sich aus dem Verhältnis der Drehzahlen der beiden
Stabenden. Bei gleicher Drehzahl und gegenläufigen Drehrichtungen liegt die Stelle gerade in der Mitte
der Schmelzzone, d: h. an ihrer heißesten Stelle, wo sonst die Gefahr, daß flüssige Materialteile abtropfen
oder abgeschleudert werden, am größten ist. Dieser Gefahr wird durch die gegenläufige
Drehbewegung der beiden Stabenden besonders wirksam begegnet.
Im Zusammenhang mit den beschriebenen Maßnahmen können zugleich auch die übrigen in der
Hauptpatentanmeldung angegebenen zusätzlichen Maßnahmen beim tiegelfreien Zonenschmelzen in go
beliebigen Kombinationen angewendet werden.
Claims (10)
1. Verfahren zur tiegelfreien Wärmebehandlung
eines langgestreckten, vorzugsweise stabförmigen Körpers aus kristallinem Stoff, insbesondere
aus Halbleiterstoff, nach Patentanmeldung S 32343 VI/4od, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eines der beiden Enden des langgestreckten Körpers während der Behandlung um seine Längsachse mit so
hoher Drehzahl gedreht wird, daß die Drehzahl, die zur Erzielung eines rotationssymmetrischen
Schmelzlings erforderlich ist, überschritten wird.
2. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet
durch eine so hohe Drehzahl, daß im Innern der Schmelzzone befindliche ungelöste Fremdstoffe
durch die Fliehkraft an die Außenfläche befördert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl unterhalb der Eigenfrequenz der Schmelzzone gelegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl oberhalb der Eigenfrequenz der Schmelzzone gelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl oberhalb 200 U/min gelegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl zwischen 300
und .500 U/min gelegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl oberhalb
1000 U/min gelegt wird.
■■«19580/385
S 36798 VIII c/21g
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl zwischen 1000
und 2000 U/min gelegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl während der Behandlung verändert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stabenden in gegenläufigen Drehrichtungen gedreht werden.
π. Verfahren zur Weiterbehandlung des Erzeugnisses
des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Oberfläche
befindlichen Fremdkörper durch Abätzen des Schmelzlings freigelegt und dann mechanisch
entfernt werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Transactions AIME, Bd. 194, 1952, Heft 7,
Transactions AIME, Bd. 194, 1952, Heft 7,
S. 747 bis 753;
Rhys. Rev., Bd. 89, 1953, Heft 1, S. 322, 323,
Heft 6, S. 1297;
Transactions AIME, Bd. 135, 1939, S. 87, Abs. 2.
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2543340C2 (de) | ||
DE4125463A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen, gesteuerten strukturierung, insbesondere kristallisation von stoffsystemen in fliessfaehigem zustand, insbesondere fetthaltigen massen, wie schokolademasse | |
DE2360699A1 (de) | Glasfaser mit hohem elastizitaetsmodul und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE1947251C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Trennen eines Stoff gemischs durch Kristallisation | |
DE2041476A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung eines Festkoerpers aus einer fluessigen Masse durch in einer Richtung erfolgendes Erstarren | |
DES0036798MA (de) | ||
DE2732386C2 (de) | ||
DE977650C (de) | Verfahren zur tiegelfreien Waermebehandlung eines langgestreckten, vorzugsweise stabfoermigen Koerpers aus kristallinem Stoff, insbesondere aus Halbleiterstoff | |
DE1962135A1 (de) | Verfahren zur Reinigung von Metallen in einem Elektroschlackeumschmelzofen | |
DE620983C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von ausgegossenen Lagern | |
DE3426880A1 (de) | Kristallreinigungseinrichtung | |
DE973231C (de) | Verfahren zur Herstellung von Einkristallen durch Ziehen aus einer Schmelze | |
DE2254615B2 (de) | Herstellung mehrphasiger Eutektikumskörper | |
DE1508800C2 (de) | Anwendung dner Stranggießkokille für sehr hochschmelzende Werkstoffe | |
DE2535984C2 (de) | Vorrichtung zum Auswechseln eines Dichtkörpers eines Rührwerks | |
DE3928346C2 (de) | ||
DE1519897C3 (de) | ||
DE3706927C2 (de) | ||
DE2345410C3 (de) | ||
DE1433048A1 (de) | Hubvorrichtung fuer Kokillen von Stranggussanlagen | |
DE1519893A1 (de) | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines stabfoermigen Koerpers | |
DE1644038C (de) | Zonenschmelzverfahren | |
DE1544302C3 (de) | Verfahren zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines kristallinen Stabes, insbesondere Halbleiterstabes | |
DE503816C (de) | Vorrichtung zur Herstellung von Dispersionen | |
DE322666C (de) | Verfahren zum Abkuehlen von kondensierter Milch und anderen dickfluessigen Fluessigkeiten |