PL55270B1 - - Google Patents

Description

12.XI.1963 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 28.VI.1968 55270 KI. 12 g, 17/10 MKP BOlj UKD Aljf Twórca wynalazku: Winfried Schroder Wlasciciel patentu: VEB Halbleiterwerk Frankfurt/Oder, Frankfurt n.Odra (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób zapoczatkowywania beztyglowego procesu topienia strefowego materialu pólprzewodnikowego Przedmiotem wynalazku jest sposób zapoczat¬ kowywania procesu topienia za pomoca indukcyj¬ nego podgrzewania materialu o niedostatecznej przewodnosci elektrycznej, na przyklad krzemu, który w strefowym procesie* topienia jest podda¬ ny beztyglowo dzialaniu indukcyjnego zródla cie¬ pla w pojemniku metalowym. W procesie tyim wprowadza sie material dopiero pc osiagnieciu przez niego wystarczajacej przewodnosci elektrycz¬ nej uzyskanej dzieki ogrzaniu.W znanych sposobach podgrzewania takich ma¬ terialów az do osiagniecia wystarczajacej prze¬ wodnosci stosuj-e sie elektrycznie przewodzace pod¬ grzewacze metalowe, na przyklad z wolframu, molibdenu, tantalu, które moga byc wykonane w postaci pierscieni tak jak to na przyklad podano w opisie patentowym szwajcarskim Nr 331351.Podgrzewacze sa równiez wykonywane z mate¬ rialów niemetalowych, na przyklad z wegla spek¬ tralnego lub najczystszego grafitu, w postaci opraw zaciskowych pretów podporowych lub elementów stykowych. Nastepnie przy wytwarzaniu kryszta¬ lów sposobem topienia strefowego material roz¬ tapiany posiadajacy okreslona przewodnosc umieszcza sie przed krysztalem zarodkowym przez przytopienie.Indukcyjnie ogrzewany element grzejny ogrze¬ wa cieplem przewodzenia lub promieniowania ma¬ terial roztapiany az do uzyskania wymaganej prze¬ wodnosci. Sposoby te maja te wade, ze do masy 15 20 25 roztapianej przechodza znaczne ilosci zanieczysz¬ czen z grzejnika lub ze strefy podgrzewania wstep¬ nego, przez co cel topienia strefowego, polegaja¬ cy na uzyskaniu bardzo czystego materialu lub materialu o scisle okreslonej zawartosci domie¬ szek przy dostatecznie, duzej trwalosci nosnika ladunków mniejszosciowych, nie byl osiagany. Po¬ nadto umieszczenie grzejnika sprawia duzo klo¬ potu, przez co rozpoczecie procesu topienia wy¬ maga dluzszego czasu, co w konsekwencji pro¬ wadzi do zmniejszenia wydajnosci.Celem wynalazku jest umozliwienie przeprowa¬ dzenia sposobu wytwarzania materialów o duzej czystosci lub materialów c scisle okreslonej za¬ wartosci domieszek (co jest szczególnie wazne przy wytwarzaniu sprawnych elementów pólprzewodni¬ kowych), a to przez usuniecie przyczyn powodu¬ jacych niepozadane domieszki w materiale o wy¬ sokiej czystosci. Za pomoca wynalazku mczna równiez uzyskiwac scisle okreslone zawartosci do¬ mieszek powstale wskutek przechodzenia czaste¬ czek z materialu podgrzewacza do materialu roz¬ tapianego. Podgrzewacz jest zakladany w prosty sposób i w swym obszarze dzialania zapewnia do¬ bre przechodzenie ciepla.Sposób zapoczatkowywania procesu topienia stre¬ fowego materialu pólprzewodnikowego nie prze¬ wodzacego pradu elektrycznego w temperaturze otoczenia w którym pret materialu pólprzewodni¬ kowego ogrzewa sie indukcyjnie i otoczony jest 5527055270 elektrycznie przewodzacym podgrzewaczem z ma¬ terialu o wysokiej czystosci zgodnie z wynalaz¬ kiem wyróznia sie tym, ze jako podgrzewacz sto¬ suje sie material pólprzewodnikowy o niewielkim cisnieniu parowania, który przewodzi prad elek¬ tryczny w temperaturze otoczenia, przez cc wy¬ klucza sie zanieczyszczenia podczas procesu roz¬ grzewania to. jest do chwili uzyskania tempera¬ tury, w której pojawiaja sie wlasnosci przewodze¬ nia w materiale topionym.Dla uzyskania dobrych wyników przy obróbce, na przyklad krzemu stosuje sie wedlug wynalaz¬ ku podgrzewacz z krzemu maloporowego. Ko¬ rzystnie jest gdy podgrzewacz jest wykonany jako element zaciskowy lub nasadkowy, a najlepiej jako pierscien, przez co osiaga sie szybkie zakla¬ danie zawsze tego samego podgrzewacza.Za pomoca sposobu bedacego przedmiotem wy¬ nalazku przy malym nakladzie srodków (zmniej¬ szonych ciagach stref) otrzymuje sie material wyj¬ sciowy zwlaszcza do wyrobu pólprzewodników, który posiada zasadniczo wieksza opornosc o bar¬ dziej jednorodnym przebiegu w ciele stalym craz wieksza trwalosc nosników ladunków mniejszo¬ sciowych. W ten sposób przy zwiekszonej wydaj¬ nosci osiaga sie warunki do wytwarzania bardziej sprawnych wyrobów w nastepnych fazach pro¬ dukcyjnych.Na rysunku przedstawiono przyklad zastosowa¬ nia sposobu wedlug wynalazku, przy czym fig. 1 przedstawia przyklad umieszczania podgrzewacza na krysztale zarodkowym, a fig. 2 ¦*— przyklad umieszczania podgrzewacza na materiale rozta¬ pianym.W strefowym procesie topienia podgrzewacz 1 umieszcza sie na krysztale zarodkowym albo na materiale roztapianym. Cewke indukcyjna 4 umieszcza sie w obszarze podgrzewacza 1, dopro- 5 wadza sie podgrzewacz do temperatury, w której krysztal zarodkowy lub material roztapiany 3 przyjmuja stan przewodzenia. Podgrzewacz 1 ogrzewa krysztal zarodkowy lub material rozta¬ piany 3 az: do wystapienia elektrycznej przewod- 10 nosci. Cewke indukcyjna 4 usuwa sie wówczas z obszaru podgrzewacza 1 i rozpoczyna sie pro¬ ces roztapiania strefowego.Jest rzecza oczywista, ze sposób* wedlug wyna¬ lazku nie ogranicza sie tylko do procesów oczysz- 15 czarnia, lecz moze znalezc równiez zastcfcowanie do innych podobnych procesów, jak na grzyklajd do beztyglowego wytwarzania monokrysztalów. 20 PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zapoczatkowywania beztyglowego pro¬ cesu topienia strefowego materialu pólprzewod¬ nikowego nie przewodzacego pradu elektrycz¬ nego w temperaturze otoczenia, w którym pret 25 materialu pólprzewodnikowego ogrzewa sie in¬ dukcyjnie i otoczony jest elektrycznie przewo¬ dzacym* podgrzewaczem z materialu c wysokiej czystosci, znamienny tym, ze jako podgrzewacz stosuje sie material pólprzewodnikowy o nie- 30 wielkim cisnieniu parowania, który przewodzi prad elektryczny w temperaturze otoczenia.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przy obróbce krzemu stosuje sie podgrzewacz wykonany z krzemu malooperowego.KI. 12 g, 17/10 55270 MKP B 01 j ono /~~[ %. /KI. 12 g, 17/10 55270 MKP B 01 i ooo <~1—[Jon [ F,9.L v^ WDA-1. Zam. 306. Nakl. 340 egz. PL