DE1022698B - Einrichtung zum induktiven Schmelzen, insbesondere Zonenziehen, von Halbleitern mittels einer Hochfrequenzspule - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenso wie die Erfindung des Hauptpatentes auf das bekannte induktive Schmelzen, insbesondere Zonenziehen, von Halbleitern mittels einer Hochfrequenzspule, die in einem einstellbaren Sekundärkreis eines HF-Genera,-tors liegt. Nach dem Hauptpatent wird¹ der Sekundärlcreis im Sinne einer selbsttätigen Verminderung von Temperatarschwankungen des Halbleiters, die z. B. durch. Spannungsschwankungen des Netzes, aus welchem der HF-Generator gespeist wird, hervorgerufen, werden, können, derart abgestimmt, daß bei flüssigem Zustand des erhitzten¹ Halbleiters stets der Arbeitspunkt auf dem mit zunehmender Induktivität L steigenden Ast der Stromkurve I — f (L) unterhalb des Resonanzpunktes vorzugsweise in mittlerer Höhe Hegt. Bei sinkender Temperatur des Schmelzlings steigt dann die Induktivität der Heizspule, die Eigenfrequenz des Kreises nähert sich dem Resomanz- fall, so daß der Heizstrom steigt und die Temperatur selbsttätig wieder erhöht wird. Dabei bleibt aber eine Restdifferenz unausgeglichen, welche durch die Statik der Regelung bedingt ist. Erfindungsgemäß wird eine genauere Ausregelung dadurch erreicht, daß zusätzlich eine besondere, von einer Betriebsgröße des Heizkreises gesteuerte Regeleinrichtung vorgesehen, ist. welche die sonst verbleibendem, durch die Statik der Regelung mittels der erwähnten Abstimmung des Heizkreises bedingten Abweichungen vom Sollwert der Temperatur selbsttätig, wenn auch gegebenenfalls nachträglich, korrigiert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Mit einem Generatorkreis 10, enthaltend eine gegebenenfalls regelbare Kapazität 11 und eine Induktivität 21, ist über einen Kondensator 13 ein, Sekundärlcreis 20 gekoppelt. Dieser enthält die Heizspule 22. mittels welcher ein Halbleiterstab 25 zonenweise aufgeschmolzen werden kann, wie es z. B. zwecks Erzielung eines möglichst hohen Reinheitsgrades odler zur Herstellung" eines Einkristalls insbesondere für Si, bekannt ist. Außer dieser Heizspule¹ kann gegebenenfalls im Sekundärkreis 20 nodi eine verstellbare Induktivität 12 vorgesehen sein. Die zugehörige Kapazität 23 ist im vorliegenden Beispiel als nicht veränderlich dargestellt. Der Sekundärkreis 20 ist nach dem Hauptpatent so abgestimmt, daß bei flüssigem Zustand des erhitzten Halbleiterstoffes der Arbeitspunkt auf dem mit zunehmender Induktivität steigenden Ast der Stromkurve unterhalb des Resonanzpunktes vorzugsweise in mittlerer Höhe liegt.

Die zusätzliche Einrichtung zur Konstanthaltung des Stromes besteht aus einem Meßkreis 30, mittels dessen über einen Kondensator 14 die Spannung am Sekundärkreis abgegriffen und mittels eines Gleich-Einrichtung zum induktiven Schmelzen,

insbesondere Zonenziehen, von Halbleitern

mittels einer Hochfrequenzspule

Zusatz zum Patent 962 006

Anmelder:

Siemens-Sdmckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Reimer Emeis, Pretzfeld,
ist als Erfinder genannt worden

richters 16, beispielsweise einer Germaniumdiode, gleichgerichtet wird. Zum Stromkreis 30 gehören ferner eine Impedanz 15, die in der Zeichnung als Widerstand angenommen ist, ebensogut aber aus einer Drossel bestehen kann, und eine Glättungskapazität 17 sowie ein. Emtladewidierstand 18. Der gleichgerichteten Spannung wird eine konstante Hilfsspannung 29 entgegengeschaltet, die von einer Batterie 29 geliefert und an einem verstellbaren Potentiometer 19 abgegriffen wird. Mit dem Potentiometer 19 wird der Sollwert des Heizstromes eingestellt. Ein Voltmeter 28 dient zur Kontrolle der Vergleichsspannung. Die am Hochfrequienzkreis abgegriffene gleichgerichtete Spannung und die Vergleicbsspannung wirken in einander entgegengesetztem Sinne auf ein Drehspulrelais 27 mit zwei Endkontakten, durch welche über ein Hilfsrelais 24 ein Umschaltschütz 26 gesteuert wird, das seinerseits einen der beiden Motoren 31 steuert, indem es ihn im Rechts- oder Linkslauf laufen läßt, so daß eine entsprechende Verstellung der Primärkapazität 11 oder der Sekundärinduktivität 12 hervorgerufen wird. Die beschriebene Regeleinrichtung arbeitet verhältnismäßig langsam. Dies ist jedoch kein wesentlicher Nachteil, weil durch die im Hauptpa.te.nt beschriebene selbsttätige Regelung mittels geeigneter Abstimmung dies Setkundärkreises 20 eine schnell wirkende Grobregelung bereits erreicht ist, so daß größere Temperatur Schwankungen nicht vorkommen können. Die beiden selbsttätigen Regelverfahren, welche beim

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vorliegenden Ausführangsbei spiel zur Anwendung gelangen, ergänzen einander also in besonders vorteilhafter Weise.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum induktivem Schmelzen, insbesondere Zonenziehen, von Halbleitern mittels einer Hochfrequenzspule:, die in einem Sekundärkreis eines Hochfrequenzgenerators, dem Heizkreis, liegt, der im Sinne einer selbsttätigen Verminderung von Temperaturschwankungen des Halbleiters abgestimmt ist, nach Patent 962 006, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine besondere, von. einer Betriebsgröße des Heizkreises gesteuerte Regeleinrichtung vorgesehen ist, welche die sonst verbleibenden, durch, die Statik der Regelung mittels der erwähnten Abstimmung des Heizkreises bedingten Abweichungen- vom Sollwert der Temperatur selbsttätig, wenn auch gegebenenfalls nachträglich, korrigiert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für ein die gegenseitige Abstimmung der beiden HF-Kreise veränderndes Betätigungsorgan ein auf den Unterschied zwischen einer am Heizkreis abgegriffenen und gleichgerichteten Spannung und einer konstanten, gegebenenfalls verstellbaren Vergleichsspannung ansprechendes Steuerorgan vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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