DE1082239B

DE1082239B - Verfahren zum Herstellen von Siliciumstaeben

Info

Publication number: DE1082239B
Application number: DEL33273A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Georg Haushahn
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1959-05-21
Filing date: 1959-05-21
Publication date: 1960-05-25

Description

Verfahren zum Herstellen von Siliciumstäben Die Verwendung von Silicium zu Halbleiterzwecken hat es erforderlich gemacht, dieses Element in größtmöglicher Reinheit darzustellen. Man -geht dabei z. B. von Siliciumchloroform (Si H C13) aus, reinigt dieses und zersetzt es an heißen Körpern, auf denen sich das frei werdende Silicium dann niederschlägt. Zu diesem-Zweck wird ein Quarzrohr mit etwa 40 mm Innendurchmesser gradlinig und gleichförmig ein dünner Siliciumstab als Trägerkörper bewegt und örtlich mit Hilfe einer außerhalb des Quarzrohres liegenden Hochfrequenzspule, z. B. mit zwei Windungen, auf etwa 800 bis 1100° C erhitzt. In dieses Quarzrohr wird ein Gemisch von Siliciumchloroformdampf und Wasserstoff eingeleitet. An der erhitzten Stelle des Stabes zersetzt sich dann das Siliciumchlorpform, und das frei werdende Silicium schlägt sich auf dem Stab nieder.
Es hat sich nun herausgestellt, daß man die anfallende Menge des Siliciums wesentlich erhöhen kann, wenn man den Träger nicht gleichförmig führt, sondern gemäß der vorliegenden Erfindung der Bewegung des Fängers eine Vibration in der Bewegungsrichtung des Trägers überlagert. Dadurch wird zusammen mit der thermischen Trägheit bewirkt, daß die Länge des Stabes, die eine zur Zersetzung ausreichende Temperatur aufweist, länger ist, als wenn der Stab nun langsam und gleichförmig durch das von der Hochfrequenzspule erzeugte Feld geführt wird. Der Ausschlag der Vibration richtet sich zunächst einmal nach den thermischen Daten der betreffenden Anordnung. Das gleiche gilt für die Frequenz der Vibration. Jedoch hat es sich als günstig erwiesen, den Ausschlag etwa von der gleichen Länge zu wählen, wie die Stärke des von der Erhitzungszone eingenommenen Raumes in Richtung der Bewegung des Fängers ist. Vorteilhaft bemißt man den Ausschlag der Vibration doppelt so groß, wie der von dem Träger in der Stunde zurückgelegte Weg ist. Es ist von Vorteil, wenn der Fänger etwa 1 bis 2 cm pro Stunde zurücklegt. Für die Frequenz der Vibration empfiehlt sich ein Wert von etwa 30 bis 50 pro Minute.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Zersetzung von Siliciumhalogeniden, insbesondere Siliciumchloroform. Das nach dem Verfahren nach der Erfindung gewonnene Silicium ist für Halbleiterzwecke besonders geeignet.
Mit der in der Figur schematisch dargestellten Vorrichtung gelang es, unter den angegebenen Daten die Ausbeute von Silicium von 2 g pro Stunde auf 5 bis 6 g pro Stunde zu erhöhen.
In einem Quarzzylinder 1 wird mit Hilfe einer Hochfrequenzspule 2 ein Siliciumstab 3 auf 1000 bis 1100° C erhitzt. Der Siliciumstab 3 ist über einen Kristallhalter 4 aus Molybdän oder Quarz mit einer Quarzstange 5 verbunden, mit deren Hilfe er unter einer Drehbewegung angehoben und zugleich einer Vibration in seiner Bewegungsrichtung ausgesetzt wird. Die Bewegungen sind durch die Pfeile 6 und 7 dargestellt. Durch die Öffnung 8 tritt gereinigter Wasserstoff in ein Gefäß 9 ein, das Siliciumchloroform enthält, welches auf etwa 30° C erwärmt ist. Das Gemisch aus Siliciumchloroform und Wasserstoff wird in einem Ofen 10 auf etwa 600° C vorgewärmt und in das Reaktionsgefäß 1 eingeleitet. An der erhitzten Kuppe 11 des Siliciumstabes 3 tritt die Reaktion ein und scheidet sich das frei werdende Silicium ab. Die Abgase werden durch die Öffnung 12 abgeleitet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von Siliciumstäben, bei dem eine Siliciumverbindung thermisch zersetzt und das frei werdende Silicium auf einen durch den Erhitzungsraum geführten erhitzten Trägerkörper, z. B. einen Siliciumstab, niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegung des Trägers eine Vibration in der Bewegungsrichtung des Trägers überlagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlag der Vibration etwa von der gleichen Länge ist wie die Stärke des von der Erhitzungszone eingenommenen Raumes in Richtung der Bewegung des Trägers.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dnß der Ausschlag der Vibration etwa doppelt so groß ist wie der von dem Träger in der Stunde zurückgelegte Weg.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlag der Vibration etwa 4 bis 5 cm beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger etwa 1 bis 2 cm pro Stunde zurücklegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Vibration etwa 30 bis 50 pro Minute beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Trägers etwa 800 bis 1100° C beträgt.