NO137578B - Kontrollpost. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av monokrystaller, eller til rensning og/eller forurensning av et fast stoff, særlig en halvleder.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte

til fremstilling av monokrystaller, eller til

rensning og/eller forurensning av et fast

stoff, særlig en halvleder, hvor dette stoff

ved opphetning i en ovn overføres til dampform og igjen utkrystalliseres.

I boken «Preparation of single crystals»

av Lawson and Nielsen publisert i 1958 av

Butterworths Publications Ltd., London, er

gitt en oversikt over de forskjellige kjente

fremgangsmåter på dette område. En av

de kjente fremgangsmåter er den såkalte

«sonesmeltning», hvor der i en langstrakt

sammenpakning av det materiale som skal

behandles bevirkes en smeltet sone ved lokal opphetning, hvilken sone beveges i sammenpakningens lengderetning, idet der i en

ende av sonen innføres det materialet som

skal smeltes og i den annen ende av sone-materialet som skal utkrystalliseres av den

smeltede sone. I denne form finner denne

fremgangsmåte vid anvendelse for rensning av et materiale for visse forurensninger hvis løslighet i smeltet tilstand er forskjellig fra fast tilstand og omvendt hvor

forurensningen av materialet med bestemte

stoffer kan skje ved at disse tilsettes den

smeltede sone på ønsket sted. Videre har

denne fremgangsmåte også vist seg særlig

egnet for fremstilling av monokrystaller av

et polykrystallinsk materiale, idet man ved

behandlingens begynnelse ofte lar den

smeltede sone gå ut fra en monokrystallkime, på hvilken det polykrystallinske materiale i den smeltede sone kan vokse i

monokrystallinsk form. De forskjellige mu-ligheter ved denne fremgangsmåte og de særlige utførelsesformer av denne som f. eks. horisontal sonesmeltning, hvor det materialet som skal behandles anbringes i en horisontal digel langs hvilken den smeltende sone beveges i horisontal retning, og den vertikale sonesmeltning uten digel, hvor den smeltende sone føres i vertikal retning langs et vertikalt, fritt anordnet stavformet legeme av det materialet som

skal behandles, er beskrevet utførlig i boken «Zone-Melting» av W. G. Pfann, utgitt

av John Wiley and Sons Inc., New York— London.

Den ovenfor nevnte fremgangsmåte er imidlertid praktisk talt ubrukelig for stoffer som i betraktelig grad allerede fordam-per ved temperaturer i nærheten av smelte-punktet eller sublimerer, slik som tilfellet er f. eks. ved flere oksyder, sulfider og selenider. I Physical Review 72, 1947, side 594 m. v. er beskrevet en fremgangsmåte for fremstilling av monokrystaller av et slikt materiale, nemlig kadmiumsulfid, hvor man lar kadmium i dampform reagere med svovelvannstoff. I denne hensikt blir et kvantum kadmium opphetet i et kvartsrør og dampen overføres ved hjelp av en bæregass til en reaksjonssone med høyere temperatur i røret, hvor man lar kadmium-dampen reagere med svovelvannstoff som likeledes tilføres med en gasstrøm. Utenfor reaksjonssonen avsettes på de kaldere deler av røret små monokrystallinske legemer av kadmiumsulfid. I nevnte bok av Lawson og Nielsen er allerede beskrevet andre fremgangsmåter ved hjelp av hvilke der kan ut-føres monokrystalldannelse ved sublime-ring fra dampfasen. På side 25 i denne bok er beskrevet en fremgangsmåte hvor et kvantum av det stoff som skal behandles er innesluttet i en ende av et rør og i sin helhet oppvarmes til så høy temperatur at dampen som følge av en tilstedeværende temperaturgradient i røret føres til en kaldere del av røret og avsettes på rørveggen i form av monokrystaller eller vokser på allerede tilstedeværende krystaller. Det er også allerede foreslått ved denne fremgangsmåte å forskyve temperaturgradien-tene ved langsom bevegelse av røret fra en kald del i retning av en varm del. På side 23 m. v. er beskrevet en fremgangsmåte hvor en bæregasstrøm føres gjennom et langstrakt kvartsrør og over ett i en digel anbrakt kvantum av det materiale som skal behandles, idet digelen i sin helhet befin-ner seg i den til høy temperatur opphetete del av røret. Dampen fra dette materialet blir ført med gasstrømmen og sublimert etterpå på en kaldere del i form av små krystaller.

Denne og andre kjente fremgangsmåter hvor krystalliseringen skjer over en dampfase, har den store ulempe at de der-ved dannede krystaller sågar ved samme behandling, har innbyrdes svært forskjellige egenskaper. Således kan man f. eks. finne ved kadmiumsulfidkrystaller frem-stillet etter den kjente fremgangsmåte og som er beregnet på fotoledende formål, ved en og samme behandling, krystaller med høy ledningsevne i mørket ved siden av krystaller som hovedsakelig er isolerende i mørket, idet de sistnevnte krystaller også har stor forskjell med hensyn til fotoføl-somhet. Som følge derav er det nødvendig å gjøre et omhyggelig utvalg av krystallene etterpå, hvilket krever et langvarig og kostbart arbeide og dertil kommer at antall krystaller med de beskrevne egenskaper er lite.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer bl. a. en enkel og fordelaktig fremgangsmåte hvor likeledes krystalliseringen skjer over en dampfase, men med meget mer enhetlig resultat og som ikke bare er svært fordelaktig ved fremstilling av monokrystaller, men også kan finne anvendelse ved rensning og forurensning av faste stoffer.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at et kvantum av dette stoff eller en komponent av stoffet, i form av en langstrakt sammenpakning bare lokalt utsettes for en sone med høy temperatur i en ovn, i hvilken stoffet overføres til dampform, og at denne sone med høy temperatur beveges ved forskyvning av ovnen og/eller sammenpakningen innbyrdes i sammenpakningens lengderetning på sådan måte at, i samsvar med sonebevegelsen, i den ene ende av sonen overføres etter hverandre følgende deler av sammenpakningen til dampform, og i den andre ende av sonen utkrystalliseres materialet igjen av dampfasen.

For befordring av dampen fra en ende av sonen til den andre, kan en bæregass-strøm føres i motsatt retning av sonens bevegelsesretning gjennom den opphetede sone.

Fra de kjente krystalliseringsmetoder over dampfasen adskiller fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen seg prinsipielt ved at her ikke som ved de kjente fremgangsmåter utgangsmaterialet samtidig som et hele, opphetes til fordampning, men at forskjellige deler av utgangsmaterialet i tur og orden bringes gjennom sonen med høy temperatur og bringes til fordampning og i samme rekkefølge føres tilbake til fast tilstand igjen i den annen ende av sonen. Ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjenspeiles beskaffenheten særlig av konsentrasjonsfordelingen av forurensningen langs sammenpakningens lengdeakse ved begynnelsen, i beskaffenheten langs lengdeaksen i den resulterende ladning av monokrystaller. Mens ved de kjente fremgangsmåter utgangsmaterialet som helhet opphetes til fordampning hvorved de forskjellige forurensninger fordam-per i samme rekkefølge som deres flyktig-het og som følge derav vil de flyktigste forurensninger gjenfinnes i større grad i de først dannede krystaller slik at fordelingen av forurensningene i krystallene som helhet viser høy grad av inhomogenitet, bibe-holdes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved oppdeling av fordampningspro-sessen det opprinnelige fordelingsmønster i gunstig grad. Ved forbindelser av to eller flere komponenter kan på lignende måte også avvikelser i utgangsmaterialets støkio-metri overføres til krystalliseringsproduktet. Oppfinnelsen er da også særlig egnet og særlig viktig for fremstilling av krystaller med praktisk talt homogen sammenset-ning, idet der gåes ut fra en sammenpakning med praktisk talt homogen sammen-setning. I den hensikt kan man f. eks. gå ut fra et kvantum, eventuelt aktivert pulver av vedkommende stoff, som på enkel måte kan fremstilles enhetlig med vanlig teknikk, f. eks. diffusjon og anløpning. Der-ved blir enhetligheten ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen praktisk talt fullkommen eller i det minste i høy grad i de fremstilte krystaller. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er imidlertid også egnet og i enkelte tilfeller særlig fordelaktig for å overføre et bestemt ønsket fordelingsmønster av forurensningen til den fremstilte ladning av krystaller, idet man går ut fra en sammenpakning med tilsvarende fordelingsmønster.

Foruten prinsipiell forskjell som f. eks. anvendelsen av en av stoffets faser nemlig dampfase hvorved denne fremgangsmåte i første rekke er særlig egnet for en annen klasse stoffer, tilsvarer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i forskjellig retning 1 noen grad den allerede beskrevne i og for seg kjente teknikk ved sonesmelting. Som det forøvrig vil fremgå av det følgende på grunnlag av noen eksempler, kan mange av de allerede ved sonesmeltning i og for seg kjente forholdsregler og utførelsesfor-mer være særlig fordelaktig ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen er særlig viktig for subli-meringsdyktige stoffer slike som f. eks. mange oksyder, sulfider, eller selenider, særlig av tsverdige metaller f. eks. kadmiumsulfid, kalmiumselenid o. 1. som er svært viktige ved anvendelse av fotoled-ning. Man går da fortrinnsvis ut fra en sammenpakning som består av det ønskede stoff. Det er imidlertid innen oppfinnel-sens ramme også mulig å gå ut fra en sammenpakning av en komponent av det ønskede stoff og bringe dette i gassform i den opphetede sone for å la det reagere med andre komponenter i forbindelsen som f. eks. kan tilføres sammen med bæregass-strømmen og på denne måte danne en forbindelse i dampform som slår seg ned som krystaller i den annen ende av den opphetede sone.

Noen utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under hen-visning til tegningen. Fig. 1 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom en anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom en annen utformning av en slik anordning.

Anordningen ifølge fig. 1 er f. eks. anvendbar for fremstilling av krystaller av et pulverformet materiale. I den ene ende av et åpent, langstrakt kvartsrør 1 er anbrakt en digel 2 f. eks. av kvarts. I digelen 2 er anbrakt det materialet som skal behandles, i form av en langstrakt sammenpakning 3. Kvartsrøret 1 strekker seg med en del av sin lengde inn i en ovn 4 som lokalt oppheter røret i en sone med høy temperatur. Denne sone med høy temperatur er bevegelig ved forskyvning av ovnen 4 i horisontal retning, langs kvartsrøret 1. I den hensikt driver på i og for seg kjent måte en drivmotor 5 over en utveksling 6 en drivspindel 7. Det skal her bemerkes at det selvsagt også er mulig å bevege sonen med høyere temperatur ikke ved forskyvning av ovnen 4, men ved forskyvning av kvartsrøret 1 med innhold i forhold til den ubevegelige ovn 4. Under behandlingen blir digelen 2 med den langstrakte sammenpakning 3 langsomt ført inn i sonen med høy temperatur hvorved sammenpakningen 3 ut fra en ende opphetes lokalt i sonen med høy temperatur, slik at materialet lokalt som antydet med streker på tegningen, går fullstendig over i dampform. I motsatt ret-ningen av forskyvningen av sonen med høy temperatur (se pilen ved ovnen 4) blir en langsom, inert gass-strøm ført inn gjennom en åpning 8 gjennom kvartsrøret 1 og ut av en åpning 9. Ved hjelp av denne gass-strøm blir dampen ført med fra en ende av sonen hvor den oppstår til den annen ende av sonen. Dampen får i den annen ende av sonen tilstrekkelig lav temperatur for kry-stallisering og krystallavleiring f. eks. på kvartsrørets vegg. Ved en forskyvning av ovnen 4 blir den opphetede sone ført i sammenpakningens 3 lengderetning slik at etter hverandre følgende deler av sammenpakningen ved denne forskyvning fordam-pes ved den forreste ende av sonen og avsettes igjen i form av krystaller på den bakre ende av sonen (antydet på tegningen med 10). Da i ovenfor beskrevne tilfelle krystalliseringsproduktet 10 beveges med samme hastighet ut av den opphetede sone som sammenpakningen føres inn i den opphetede sone, oppnås det idealtilfelle at beskaffenhetene i sammenpakningen som man går ut fra gjenfinnes praktisk talt fullkomment igjen i krystalliseringsproduktet 10. I praksis kan dette virkelig-gjøres i høy grad ved at forskyvningen skjer langsomt, slik at ved hver forskyvning av den opphetede sone skjer en krystallavset-ning fra den opphetede sone. Krystalliseringsproduktet får langs lengdeaksen praktisk talt same fordelingsmønster av forurensningen som i utgangsproduktet idet krystallene vokser jevnt hele tiden under samme temperatur og atmosfæriske forhold, slik at hvis man går ut fra en enhetlig sammenpakning oppstår der i høy grad et enhetlig krystalliseringsprodukt. For å oppnå en mest mulig tro avbildning av forurensningsmønsteret langs sammenpakningens lengedakse i det endelige krystalliseringsprodukt, er det fordelaktig at temperaturgradienten ved den forreste ende hvor materialet overføres i dampform er mest mulig steil slik at sonen hvor fordampningen skjer er svært kort. Dette er særlig viktig når man ønsker å overføre et inhomogent aktivatorfordelingsmønster i sammenpakningen til krystalliseringsproduktet, og finner også fortrinnsvis anvendelse ved behandling av et enhetlig ut-gangsprodukt. Særlig ved overføring av et inhomogent forurensningsmønster velges videre fortrinnsvis temperaturgradienten i den annen ende av den opphetede sone hvor krystalliseringen foregår, hovedsakelig lik eller av samme størrelsesorden, så at en utbredning eller overlapninger av bildet i de forskjellige deler hindres i krystalliseringsproduktet. Når man i krystalliseringsenden av sonen ønsker å øke veksten av større monokrystaller, kan det være fordelaktig i slike tilfeller å gjøre temperaturgradienten i krystalliseringsenden av sonen ikke for steil.

På den måte som er vist på fig. 1 fremstilles kadmiumsulfidkrystaller idet man går ut fra rent kadmiumsulfidpulver som anbringes i langstrakt form i en digel. En spektrografisk analyse av de tilstedeværende forurensninger i utgangsmaterialet viste følgende resultat: Si < 0,001 vektpst., Fe < 0,0002 vektpst., Mg < 0,0002 vektpst., Al < 0,0005 vektpst., Cu f» 0,00005 vektpst., Ag 0,0002 vektpst., Zn 0,1 vektpst. Bæregassen bestod av oksygenfri nitrogen. Ovns-temperaturen ble holdt konstant på 1100° C og forskyvningshastigheten av ovnen var ca. 2,6 cm pr. time. Dette ga et krystalliseringsprodukt som bestod av et stort antall krystaller i nål- eller bånd-form eller lignende. En spektrografisk analyse av krystalliseringsproduktet viste samme resultat som ovenfor. Krystallene hadde uten bestråling en spesifikk motstand på ca. 1 ohm cm, idet der bare opptråtte liten endring fra krystall til krystall. De ytterligste spesifikke motstandsverdier av krystallene adskilte seg bare med en 10 faktor og det kan bemerkes at en del av denne forskjell skrev seg fra unøyaktigheter ved tverr-snittsmåling av krystallene. Ledningsev-nen i mørket for de dannede krystaller skyldes sannsynligvis en svovelmangel i gitteret. Etter anløpning i en svovelvann-stoffatmosfære ved 800° C ble krystallene

, isolerende og var fotoledende med en ut-preget spiss ved ca. 515 millimikron, og mindre følsomhet mot større bølgelengde. Også etter denne temperaturbehandling gj enfant man i høy grad likhet i følsom-hetskurven mellom de forskjellige krystaller og absoluttverdien av den spesifikke

motstand for de forskjellige krystaller ved bestråling hadde en forskjell mindre enn en 10 faktor. I denne forbindelse skal bemerkes at ved anvendelse av sonesubli-meringsfremgangsmåten ifølge oppfinnelsen på forbindelser som spalter seg som følge av flyktigheten av minst en av kom-ponentene, kan det være meget fordelaktig å anvende en bæregass med minst en av disse komponenter som f. eks. i foreliggende tilfelle en blanding av hydrogen og svovelvannstoff, så at svovelmangel i de dannede krystaller unngås eller i det minste kan minskes.

Foruten dannelsen av monokrystaller med reproduserbare homogene egenskaper er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen også særlig egnet for forurensning av et materiale og en slik forurensning kan f. eks. kombineres med dannelsen av mono-krystallene. Det er således mulig å tilsette bæregasstrømmen bestemte ønskede aktive stoffer slike som f. eks. forurensninger eller komponenter av forbindelser som under krystalliseringen opptas i krystalliseringsproduktet. Således kan med klor aktiverte kadmiumsulfidkrystaller fremstilles på samme måte som ovenfor nevnt med den forskjell at man lar bæregassen på forhånd i blærer boble gjennom et tilnærmet på værelsestemperatur holdt kar sammen med svovelforbindelsen S2C12. Etter at sonen under disse forhold var forskjøvet fra en ende av sammenpakningen til den annen, fikk man et praktisk talt homogent krystalliseringsprodukt hvor den spesifikke motstand av krystallene og den opptatte klorkonsentrasj on bare viste liten diffe-ranse for de forskjellige krystaller, ca. 0,03 ohm cm, resp. 5. IO-<5> kloratomer pr. mol CdS. På lignende måte ble også utført en aktivering med jod. Denne forurensnings-metode ved hjelp av bæregass er også fordelaktig å anvende for i det endelig krystalliseringsprodukt å oppnå et bestemt ønsket fordelingsmønster av aktive centra ved at konsentrasjonen av de aktive centra, eller arten av disse centra, endres i bæregassen under behandlingen tilsvarende det ønskede mønster.

På denne måte kan man i krystalliseringsproduktet oppnå etter hverandre følgende soner med forskjellig aktivering og forskjellig elektrisk ledningsevne.

Forurensning av krystalliseringsproduktet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan ikke bare skje ved hjelp av bæregass, men også på annen måte. En særlig egnet fremgangsmåte er også den hvor de aktive centra anbringes i sammenpakningen som man går ut fra og den om-stendighet utnyttes at ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skjer fordelingen av disse centra i forskyvningsretningen. I krystalliseringsproduktet oppnås en avbildning av fordelingen i sammenpakningen. Således kan f. eks. med indium aktivert kadmiumsulfidkrystaller fremstilles på den måte at fra et pulver som er aktivert med indium blir fremgangsmåten utført på samme måte som beskrevet for rent kadmiumsulfid. Utgangspulveret fikk man på den måte at rent kadmiumsulfid ble tilført en indium-sulfatoppløsning og blandingen ble tørket og deretter opphetet en time ved 900° C i en H.2S-gass-strøm. Dette ga et homogent, med indium aktivert pulver som deretter ble underkastet en sonesubli-meringsbehandling ifølge oppfinnelsen, idet forskyvningshastigheten av sonen var ca. 1,2 cm pr. time. Dette ga en homogen ladning av kadmiumsulfidkrystaller aktivert med indium, og indiumkonsentrasjonen var ca. 2 • 10-4 indiumatomer pr. mol CdS og dens spesififikke motstand ca. 0,01 ohm cm. De fleste krystaller hadde tilnærmet et tverrsnitt på 1 xl mm<2> og en lengde på 4 til 7 mm. Også ved denne forurensnings-metode er det mulig å overføre et bestemt inhomogent aktivatorfordelingsmønster i sammenpakningen til krystalliseringsproduktet.

Da ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen stedet for krystalliseringen også forskyves, er den de kjente fremgangsmåter vidt overlegne også i det at store material-ladninger kan behandles uten tilstopning av røret.

Innenfor rammen av oppfinnelsen er flere modifikasjoner av den under henvis-ning til fig. 1 beskrevne fremgangsmåte mulig. Således kan der f. eks. anvendes digler med større lengde, som strekker seg inn til krystalliseringssonen, idet materialet overføres i dampform i en ende av digelen og krystalliserer i en del av digelen som ligger i den annen ende av sonen med høy temperatur. For å befordre monokrystall-dannelsen kan der anvendes forskjellig-artet i og for seg kjent teknikk. Således kan der f. eks. i begynnelsen av behandlingen i krystalliseringsenden av sonen anbringes en såkalt «kald finger» som be-fordrer krystallveksten på bestemt måte. I den hensikt er det svært fordelaktig å anvende en monokrystallkime av det materialet som skal behandles. Anvendelsen av en digel som i og for seg er en kilde til forurensning av det materiale som skal behandles, kan unngås på den måte at man går ut fra et stavformet, sintret legeme av det materialet som skal behandles. I det tilfelle byttes digelen 2 og lad-ningen 3, ifølge fig. 1 ut med et stavformet legeme av det materialet som skal behandles.

Mens ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen den langstrakte sammenpakning er anordnet hori-sontalt og sonen forskyves i horisontal retning fra den ene til den annen ende av sammenpakningen, hvilken fremgangsmåte har vist seg særlig hensiktsmessig når det materialet som skal behandles be-finner seg i pulverform, er der i de tilfeller hvor det materialet som skal behandles lar seg fremstille som stavformet sammen-hengende legeme, fordelaktig f. eks. ved liten forurensningsmulighet å anvende en modifikasjon av denne fremgangsmåte, ved hvilken sonen med høy temperatur beveges i vertikal retning langs et vertikalt fritt anordnet stavformet legeme. På fig. 2 er vist en slik anordning skjematisk i lengdesnitt. I et vertikalt anordnet kvartsrør 11 med en tilførselsåpning 15 og en utløps-åpning 16 for bæregasstrømmen er anordnet en stav 14 av det materialet som skal behandles. Ved denne utførelse er ovnen 13 faststående og kvartsrøret 11 med sitt innhold som helhet eller staven alene beveges i vertikal retning. Som følge derav blir den opphetede sone bevegelig i vertikal retning. Fortrinnsvis skjer krystalldannelsen i retning nedover og sonen med høy temperatur forskyves i retning nedover. På denne måte begynner man med sonen i den øvre del av kvartsrøret idet man for-søker å la krystalldannelsen skje i stav-form, idet der ved begynnelsen av behandlingen innføres en kime, f. eks. en monokrystallkime av det materialet som skal behandles på krystalliseringssiden av sonen med høy temperatur. Deretter blir den opphetede sone langsomt forskjøvet i retning nedover til den nedre ende av staven. Ved denne bevegelsesretning oppstår den ytterligere fordel at ved oppadgående bevegelse av dampen befordres veksten i stav-form nemlig når der anvendes en svært smal opphetet sone. Begge stavdelene 12 og 14 kan føres gjennom den opphetede sone med samme hastighet, men det er også mulig å føre stavdelene 12 og 14 inn i eller ut av sonen med forskjellig hastig-

het. Videre er det mulig ved endring av temperaturen i den opphetede sone å til-

passe den virksomme bredde av fordamp-ningssonen under behandlingen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

egner seg særlig for dannelse av mono-

krystaller og/eller forurensning av et fast stoff. Fremgangsmåten er også fordelaktig ved rensning av faste stoffer fordi de ikke flyktige forurensninger som f. eks. kobber eller de i forhold til flyktigheten av det stoff som skal behandles mindre flyktige forurensninger ikke resp. i mindre kon-

sentrasjon gjennopptas i krystalliserings-

produktet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er

egnet særlig for anvendelse ved halvleder-

stoffer ved hvilke en nøyaktig prøvning av forurensningsinnholdet er meget viktig. Fremgangsmåten er f. eks. også anvendbar

for sinksulfid og sinkselenid, silisiumkarbid og lignende og også for elementære stoffer som f. eks. arsen.

Sonen med høy temperatur for for-

dampning av stoffet kan drives på for-

skjellig måte avhengig av det stoff som skal behandles, f. eks. anvendelse av ovn med stråling- eller konveksjonsoppvarm-

ning, eller ved høyfrekvensinduksjonsopp-

varmning. Videre kan der i den hensikt f. eks. finne sted en lokal beskytning med partikler f. eks. elektronbombardement eller en annen kjent fremgangsmåte som er i stand til å bevirke en lokal fordamp-

ning av et fast stoff.

Det skal dessuten bemerkes at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i sin al-minnelighet kan anvendes ved faste stoffer som lar seg overføre i en eller annen damp-

form. Således er det f. eks. mulig å anvende fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved stoffer som selv ikke på enkel måte lar seg overføre til damp, men hvor flyktige for-

bindelser kan dannes ved temperaturer som ligger betraktelig over værelsestemperatur og som ved en enda høyere temperatur igjen spaltes i komponenter. Ved anven-

delse av fremgangsmåten ifølge oppfin-

nelsen på slike stoffer, kan et slikt stoff i en del av den opphetede sone som grenser til utgangsmaterialet ved hjelp av bære-

gass omdannes i vedkommende flyktige for-

bindelse, i en videre del med ennu høyere temperatur av den opphetede sone spaltes forbindelsen i komponenter og i krystalliseringsenden av sonen avleires disse i fast form. På denne måte kan f. eks. et stav-

formet silisiumlegeme under anvendelse av en jodholdig bæregass i den første del av den opphetede sone omdannes i silisium-

jodid, f. eks. ved en temperatur på ca. 500°

C, hvoretter denne damp i en videre del av

den opphetede sone som har en høyere temperatur f. eks 1100° C, spaltes under avleiring av fast silisium i krystalliserings-

enden av den opphetede sone. Sluttelig skal bemerkes at det også er mulig ved sone-sublimeringsmetoden ifølge oppfinnelsen å

velge en sådan temperatur for den opp-

hetede sone at fordampningen ikke skjer over hele tverrsnittet av det stavformede legeme, men bare i begrenset dybde av tverrsnittet, slikt at det er mulig ved for-

skyvning av sonen bare å underkaste over-flatesjiktet av det stavformede legeme en sonebehandling.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av monokrystaller, eller til rensning og/eller forurensning av et fast stoff, særlig en halvleder, hvor dette stoff ved opphetning i en ovn overføres til dampform og igjen utkrystalliseres, karakterisert ved at et kvantum av dette stoff eller en kom-

ponent av stoffet, i form av en langstrakt sammenpakning bare lokalt utsettes for en sone med høy temperatur i en ovn, i hvilken stoffet overføres til dampform, og at denne sone med høy temperatur beveges ved forskyvning av ovnen og/eller sammenpakningen innbyrdes i sammenpakningens lengderetning på sådan måte at, i samsvar med sonebevegelsen, i den ene ende av sonen overføres etter hverandre føl-gende deler av sammenpakningen til dampform, og i den andre ende av sonen utkrystalliseres materialet igjen av dampfasen.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at for befordring av dampen fra en ende av sonen til den andre, føres en bæregasstrøm i motsatt retning av sonens bevegelsesretning gjennom den opphetede sone.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at den langstrakte sammenpakning er anordnet hori-sontalt og at sonen beveges i horisontal retning fra en ende av sammenpakningen til den annen.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at sonene med høy temperatur beveges i vertikal retning langs et vertikalt, fritt anordnet stavformet legeme.

5. Fremgangsmåte ifølge en eller flere av„ påstandene 1—4, karakterisert ved at stoffet som skal utgjøre forurensningen innføres i bæregassen.