DE1960088C3 - Device for crucible-free zone melting of a crystalline rod - Google Patents
Device for crucible-free zone melting of a crystalline rodInfo
- Publication number
- DE1960088C3 DE1960088C3 DE1960088A DE1960088A DE1960088C3 DE 1960088 C3 DE1960088 C3 DE 1960088C3 DE 1960088 A DE1960088 A DE 1960088A DE 1960088 A DE1960088 A DE 1960088A DE 1960088 C3 DE1960088 C3 DE 1960088C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rod
- crystalline
- recrystallized
- longitudinal axis
- melting
- 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.)
- Expired
Links
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 title claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 28
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 26
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 20
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 13
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 7
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 241000251730 Chondrichthyes Species 0.000 description 1
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000013316 zoning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/20—Heating of the molten zone by induction, e.g. hot wire technique
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10S117/911—Seed or rod holders
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/1068—Seed pulling including heating or cooling details [e.g., shield configuration]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1076—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state having means for producing a moving solid-liquid-solid zone
- Y10T117/1088—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state having means for producing a moving solid-liquid-solid zone including heating or cooling details
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum tie- Erscheinung ist besonders ausgeprägt, wenn die gelfreien Zonenschmelzen eines kristallinen Stabes Längsachse der Stabhalterung für den Keimkristall mit zwei Halterungen für den kristallinen Stab, von 30 mit dem rekristallisierten Stabteil und damit die denen eine Halterung um ihre Längsachse drehbar Längsachse des rekristallisierten Stabteiles während ist, und mit einer die Längsachse der anderen Halte- des Schmelzzonendurchganges durch den kristallinen rung umschließenden mehrwindigen Induktionsheiz- Stab zu den Längsachsen des kristallinen Stabes und spule, deren Windungen in einer Ebene liegen, zum der Stabhalterung, in der dieser Stab befestigt ist, Beheizen der Schmelzzone im kristallinen Stab. 35 seitlich versetzt ist. Dieses periodische Erstarren undThe invention relates to a device for tie-appearance is particularly pronounced when the gel-free zone melting of a crystalline rod longitudinal axis of the rod holder for the seed crystal with two holders for the crystalline rod, of 30 with the recrystallized rod part and thus the which a holder rotatable about its longitudinal axis during the longitudinal axis of the recrystallized rod part is, and with one the longitudinal axis of the other holding the melt zone passage through the crystalline tion surrounding multi-turn induction heating rod to the longitudinal axes of the crystalline rod and coil, the windings of which lie in one plane, for the rod holder in which this rod is attached, Heating of the melting zone in the crystalline rod. 35 is offset laterally. This periodic freezing and
Aus den deutschen Auslegeschriften 1 263 698 und Wiederaufschmelzen des Materials an der Rekristal-1 275 032 sind Verfahren zum tiegelfreien Zonen- lisationsfront des einkristallin rekristallisierten Stabschmelzen eines kristallinen Stabes mit einer flachen teiles ist die Ursache für Versetzungen in diesem Induktionsheizspule bekannt, deren Windungen in Stabteü.From the German Auslegeschriften 1 263 698 and re-melting of the material on the Rekristal-1 275 032 are processes for the crucible-free zoning front of monocrystalline recrystallized rod melting A crystalline rod with a flat part is the cause of dislocations in this Induction heating coil known, the turns of which are in rod parts.
einer zu der Stabachse senkrechten Ebene liegen. 40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Durch eine Relativbewegung zwischen dem lotrecht Abhilfe zu schaffen und insbesondere das Erzeugen angeordneten Stab und der diesen Stab umschließen- sehr dicker stabförmiger Einkristalle mit stark verden Induktionsheizspule in Richtung der Längsachse besserter Kristallqualität durch tiegelfreies Zonendes kristallinen Stabes wird eine Schmelzzone ausge- schmelzen mit einer flachen Induktionsheizspule zu hend von der Anschmelzstelle eines einkristallinen \5 ermöglichen.lie in a plane perpendicular to the rod axis. The invention is based on the object of providing a remedy here by means of a relative movement between the perpendicular and, in particular, creating the arranged rod and the rod-shaped monocrystals that enclose this rod - very thick rod-shaped single crystals with a strong induction heating coil in the direction of the longitudinal axis of improved crystal quality through crucible-free zones of the crystalline rod Allow a melting zone to be melted out with a flat induction heating coil towards the melting point of a monocrystalline \ 5 .
Keimkristalls am unteren Ende des kristallinen Sta- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Seed crystal at the lower end of the crystalline Sta- This object is achieved according to the invention thereby
bes durch diesen kristallinen Stab hindurchbewegt. löst, daß die Induktionsheizspule zu den Längsach-Hierbei wird die Stabhalterung mit dem einkristall!- sen der beiden Stabhalterungen so geneigt angeordnen Keimkristall um ihre Längsachse gedreht. Durch net ist, daß sich ein spitzer Winkel zwischen den das tiegelfreie Zonenschmelzen wird der kristalline 50 Normalen der Windungsebene und den Längsachsen Stab in einen Einkristall verwandelt und von be- der beiden Stabhalterungen mit einem Wert im Bestimmten Fremdstoffen gereinigt. reich von 0,5° bis 3° ergibt. Günstigerweise schließt Eine flache Induktionsheizspule mit in einer die Normale der Windungsebene mit den Längsach-Ebene liegenden Windungen hat den Vorzug, daß sie sen der Stabhalterungen einen Winkel im Bereich eine verhältnismäßig kurze Schmelzzone im kristalli- 55 von 1° bis 1,5° ein.bes moved through this crystalline rod. solves that the induction heating coil to the Längach-This the rod holder with the single crystal! Seed crystal rotated around its longitudinal axis. By net is that there is an acute angle between the the crucible-free zone melting becomes the crystalline normal of the winding plane and the longitudinal axes Rod transformed into a single crystal and from both rod holders with a value in the definite Cleaned foreign matter. range from 0.5 ° to 3 °. Conveniently closes A flat induction heating coil with the normal of the winding plane in one with the longitudinal plane lying turns has the advantage that they sen the rod holders an angle in the area a relatively short melting zone in the crystalline 55 from 1 ° to 1.5 °.
nen Stab erzeugt. Dies verringert insbesondere beim Vorteilhaft ist die um ihre Längsachse drehbaregenerated a member. This is particularly advantageous when it is rotatable about its longitudinal axis
tiegelfreien Zonenschmelzen relativ dicker kristalli- Stabhalterung, die für den rekristallisierten Stabteil ner Stäbe die Gefahr des Abtropfens der Schmelz- vorgesehen ist, seitlich verschiebbar, flüssigkeit. Durch die schräge Anordnung der flachen Induk-crucible-free zone melting relatively thick crystalline rod holder, which is for the recrystallized rod part ner rods the risk of dripping of the melt is provided, laterally displaceable, liquid. Due to the inclined arrangement of the flat inductive
Nach der deutschen Auslegeschrift 1 263 698 kann 60 tionsheizspule bezüglich der Längsachsen der Siabdiese Gefahr weiter verringert werden, wenn die halterungen wird die Wachstumsgeschwindigkeit des lichte Weite der flachen Induktionsheizspule kleiner einkristallin rekristallisierten Stabteiles verglcichmäist als der Durchmesser des aufzuschmelzenden kri- ßigt und daher seine Kristallqualität verbessert, stallinen Ausgangsstabes und wenn der Keimkristall Das Stabende, an dem der rekristallisierte StabteilAccording to the German Auslegeschrift 1 263 698 can 60 tion heating coil with respect to the longitudinal axes of the Siabdiese Danger will be further reduced if the mounts will increase the growth rate of the The clear width of the flat induction heating coil is compared to a smaller, single-crystal, recrystallized rod part as the diameter of the to be melted is crisp and therefore its crystal quality is improved, stable starting rod and if the seed crystal The rod end on which the recrystallized rod part
nach Erzeugen der Schmelzzone an der Anschmelz- 65 aufwächst, wird in der um ihre Längsachse drehbastelle am kristallinen Stab und vor dem Schmelzzo- ren Halterung befestigt, und diese Halterung wird nendurchgang seitlich in eine neue Ausgangslage ver- nach dem Erzeugen der Schmelzzone in Umdrehung schoben wird. In diesem Fall bildet sich eine einge- um ihre Längsachse versetzt. Günstigerweise kannafter the melting zone has been created at the melting point, it becomes rotatable about its longitudinal axis attached to the crystalline rod and in front of the melting point bracket, and this bracket is A lateral passage into a new starting position after the creation of the melting zone in rotation is pushed. In this case one is formed which is offset about its longitudinal axis. Conveniently can
diese Halterung sodann in eine neue Ausgangslage Stabteil la aufspannt (Zeichenebene). Während des innerhalb eines spitzen Winkels seitlich verschoben seitlichen Verschieben wird die Halterung 6 mit dem werden, den die Windungsebene der flachen Induk- aufzuschmelzenden Stabteil la etwas auf die Induktionsheizspule und die Langsachse der anderen Hai- tionsheizspule 10 zu bewegt. Durch eine Relativbeterung fur den aufzuschmelzenden Stabteil auf der 5 wegung zwischen den Stabhalterungen 5 und 6 einerder drehbaren Halterung mit dem rekristallisierten seits und der Induktionsheizspule andererseits, z.B. Stabteil zugewandten Seite der Windungsebene mit- durch Verschieben der Stabhulterungen von oben einander bilden. nach unten bei feststehender Induktionsheizspule 10, this holder then spans rod part la in a new starting position (plane of the drawing). During the laterally shifted lateral shifting within an acute angle, the holder 6 with the rod part la to be melted on the winding plane of the flat induction heating coil is moved somewhat towards the induction heating coil and the longitudinal axis of the other holding heating coil 10. By relative positioning for the rod part to be melted on the movement between the rod holders 5 and 6, one of the rotatable holder with the recrystallized side and the induction heating coil on the other, e.g. the side of the winding plane facing the rod part, by moving the rod shoulders from above to form one another. down with stationary induction heating coil 10,
Die Erfindung und ihre Vorteile seien an Hand wird die Schmelzzone 8 sodann durch den Silicium-The invention and its advantages are to hand, the melting zone 8 is then through the silicon
der Zeichnung an einem Ausfuhrungsbeispiel näher io stab 2 ausgehend von der Anschmelzstelle des Keim-the drawing of an exemplary embodiment closer io rod 2 starting from the melting point of the germinal
erläuicrt: kristalle 3 bei seitlich zueinander versetzten Stabhal-explained: Crystals 3 with laterally offset rods
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung terungen hindurchbewegt. Da die lichte Weite der In-Fig. 1 shows a device according to the invention ments moved therethrough. Since the clear expanse of the in-
zum tiegeifreien Zonenschmelzen eines kristallinen duktionsheizspule 10 kleiner ist als der Durchmesserfor deep-free zone melting of a crystalline duktionsheizspule 10 is smaller than the diameter
Stabes. des aufzuschmelzenden Stabteiles la, ist dieStaff. of the rod part la to be melted is the
Die Fig. 2 bis4 zeigen den Rand von Rekristalli- 15 Schmelzzone8 eingeschnürt. Fig. 1 zeigt ein Mo-FIGS. 2 to 4 show the edge of the recrystallized 15 melting zone 8 constricted. Fig. 1 shows a mo-
sationsfronten an beim tiegeifreien Zonenschmelzen mentanbild während des SchmelzzonendurchgangesStation fronts in the case of deep-freeze zone melting during the passage through the melting zone
«kristallisierten Stabteilen. durch den Halbleiterstab 2.«Crystallized rod parts. through the semiconductor rod 2.
Die Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen Die F i g. 2 bis 4 verdeutlichen die Wirkung einer
nach Fig. 1 weist mit Stabhalteru-gen 5 und6 verse- schräg zu den Längsachsen der Stabhalterungen anhene
Antriebswellen 4 und 7 mit parallelen vertikalen ao geordneten flachen Induktionsspule. In diesen Figu-Längsachsen
4α und Ta auf. Die Wellen4 und7 mit ren ist jeweils eine Momentanbild der Rekristallisaden
Halterungen 5 und 6 sind in einem nicht darge- tionsfront zwischen der Schmelzzone und dem rekristellten,
evakuierten oder mit Schutzgas gefüllten Re- stallisierten Stabteil beim tiegelfreien Zonenschmelzipienten
angeordnet. Die Wellen 4 und 7 sind in ab- zen eines kristallinen Stabes mit einer flachen Indukgedichteten
Durchführungen der Rezipientenwand as tionsheizspule bei seitlich versetzter Halterung für
drehbar und in axialer Richtung verschiebbar gela- den rekristallisierten Stabteil dargestellt,
gert. Die Welle4 mit der Stabhalterung 5 ist außer- Fig. 2 zeigt die Rekristallisationsfront 11, wenn
dem seitlich, d. h. senkrecht zu ihrer Längsachse 4 α die Ebene der flachen Induktionsheizspule senkrecht
und zur Längsachse 5 a der Halterung 5, verschieb- zu den Längsachsen der Stabhalterungen und damit
bar. Die Längsachse 6 a der Halterung 6 flachtet mit 30 auch zu den Längsachsen der beiden Stabteile ander
Längsachse la und die Längsachse 5a der Hai- geordnet ist. Wie man erkennt, weist die Rekristalliterung
5 mit der Längsachse 4 a. sationsfront 11 in die Schmelzflüssigkeit derThe device for crucible-free zone melting. 2 to 4 illustrate the effect of a drive shafts 4 and 7 with parallel, vertical, flat induction coils arranged at an angle to the longitudinal axes of the rod holders, according to FIG. 1. In these Figu longitudinal axes 4 α and Ta . The shafts 4 and 7 with ren is an instantaneous image of the recrystallized holders 5 and 6 are arranged in a non-display front between the melting zone and the recrystallized, evacuated or inert gas-filled recrystallized rod part in the crucible-free zone melting point. The shafts 4 and 7 are shown in the absence of a crystalline rod with a flat induction-sealed feedthrough in the recipient wall as a heating coil with a laterally offset holder for the rotatably and axially displaceable charged recrystallized rod part,
gert. The shaft 4 with the rod holder 5 is except - Fig. 2 shows the recrystallization front 11, if the laterally, ie perpendicular to its longitudinal axis 4 α, the plane of the flat induction heating coil perpendicular and to the longitudinal axis 5 a of the holder 5, shifted to the longitudinal axes of the rod holders and thus cash. The longitudinal axis 6 a of the holder 6 flattens with 30 also to the longitudinal axes of the two rod parts on the longitudinal axis la and the longitudinal axis 5a of the shark is arranged. As can be seen, the recrystallization 5 has the longitudinal axis 4 a. sationsfront 11 in the molten liquid of the
Die Vorrichtung nach F i g. 1 weist ferner eine Schmelzzone 8 hineinragende sägezahnartige ZackenThe device according to FIG. 1 also has a melting zone 8 protruding sawtooth-like prongs
flache Induktionsheizspule 10 auf, die die Längs- 12 auf. Während einer Umdrehung des rekristallisier-flat induction heating coil 10, which the longitudinal 12 on. During one revolution of the recrystallized
achse 6 a der oberen Stabhalterung 6 umschließt und 35 ten Stabteiles 2 ft um seine Längsachse in Richtungaxis 6 a of the upper rod holder 6 encloses and 35 th rod part 2 ft about its longitudinal axis in the direction
deren Windungen 21 in einer Ebene liegen. Diese des Pfeiles 19 schmilzt und erstarrt das Material anwhose turns 21 lie in one plane. This of the arrow 19 melts and solidifies the material
Windungsebene ist schräg zu den Längsachsen 5 α einer Flanke 13 der Zacken 12 periodisch, so daß dieWinding plane is oblique to the longitudinal axes 5 α of a flank 13 of the prongs 12 periodically, so that the
und 6 a der Halterungen 5 und 6 angeordnet, d. h. gleichmäßige Kristallwachstumsgeschwindigkeit gc-and 6 a of the brackets 5 and 6 arranged, d. H. uniform crystal growth rate gc-
ihre Normalen 10 a schließen mit den Längsachsen stört ist, was zu Versetzungen im rekristallisiertentheir normal 10 a close interferes with the longitudinal axes, which leads to dislocations in the recrystallized
5a und 6a einen spitzen Winkel λ ein. Die Induk- ;o Stabteil 2 ft führt.5a and 6a form an acute angle λ. The induction; o rod portion leads 2 ft.
tionsheizspule 10 wird aus einem nicht dargestellten Wie F i g. 3 zeigt, weist die Rekristallisationsfronttion heating coil 10 is made from a not shown as FIG. 3 shows the recrystallization front
Hochfrequenzgenerator mit hochfrequentem Wech- 11 nur noch flache, wellenförmig abgerundete Erhe-High-frequency generator with high-frequency alternating 11 only flat, wave-shaped rounded elevations
selstrom gespeist. bungen auf, wenn die Windungsebene der Induk-self-powered. exercises when the winding plane of the induction
Ein Siliciumstab 2 mit einem an seinem unteren tionsheizspule schräg zu den Längsachsen der Stab-Ende
angeschmolzenen Keimkristall 3 ist vertikal in 45 halterungen ist und ihre Normale mit der Längsachse
den Halterungen 5 und 6 befestigt. Der aufzuschme!- der Stabhalterung für den rekristallisierten Stabteil
zende Stabteil 2 α ist in der oberen drehbaren Halte- 2 ft einen von Null verschiedenen spitzen Winkel einrung
6 eingespannt, während der einkristalline Keim- schließt. An der wellenförmigen Rekristallisationskristall 3 mit dem rekristallisierten Stabteil 2 ft in der front 11 in F i g. 3 schmilzt und erstarrt nur noch weunteren,
ebenfalls drehbaren Halterung 5 befestigt 5° nig Material periodisch,
ist. Wie Fig.4 zeigt, ist es besonders günstig, wennA silicon rod 2 with a seed crystal 3 fused at its lower tion heating coil obliquely to the longitudinal axes of the rod end is vertical in 45 brackets and its normal to the longitudinal axis of the brackets 5 and 6 attached. The rod holder for the recrystallized rod part zende rod part 2 α is clamped in the upper rotatable holder 2 at an acute angle 6 different from zero, while the monocrystalline nucleus closes. On the wave-shaped recrystallization crystal 3 with the recrystallized rod part 2 ft in the front 11 in FIG. 3 melts and solidifies only further, also rotatable holder 5 fixes 5 ° nig material periodically,
is. As Figure 4 shows, it is particularly beneficial if
An der Anschmelzstelle des Keimkristalls 3 am Si- die Normale auf der Ebene der Windungen der Inliciumstab
2 wird zunächst mit Hilfe der Induktions- duktionsheizspule mit der Längsachse der Stabhalteheizspule
10 eine Schmelzzone 8 erzeugt. Sodann rung für den rekristallisierten Stab einen Winkelbewerden
die Stabhalterungen 5 und 6, deren Längs- 55 reich von 0,5° bis 3° einschließt. In diesem Fall ist
achsen 5a und 6a zunächst flüchten, z.B. in entge- die Rekristallisationsfront 11 praktisch eben, so daß
gengesetzter Richtung in Umdrehung um ihre Längs- die Kristallwachstumsgeschwindigkeit praktisch
achsen versetzt. Hierauf wird die untere Stabhalte- gleichmäßig und der rekristallisierte Stabteil 2 ft
rung 5 seitlich in eine neue Ausgangslage innerhalb höchstens wenig Versetzungen aufweist,
eines spitzen Winkels β verschoben, den die Längs- 60 Zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines 33 mm
achse 6 α der Halterung 6 mit der Windungsebene dicken Siliciumstabes 2 ist z. B. die Induktionsheizder
Induktionsheizspule 10 auf der der Halterung 5 spule 10 in der Vorrichtung nach Fig. 1 eine flache
zugewandten Seite der Windungsebenc einschließt. Spiralspule mit vier Windungen, welche eine lichte
Die neue Ausgangslage der Stabhalterung 5 wird vor- Weite von 29 mm hat. Der spitze Winkel α zwischen
teilhaft so gewählt, daß die Längsachse 5 a innerhalb 65 den Normalen 10 a auf der Windungsebene der Inder
Ebene liegt, die der spitze Winkel λ zwischen der duktionsheizspule 10 und den Längsachsen 5a und
Normalen 10 a der Windungsebene und der Längs- 6 a der Stabhalterungen 5 und 6 beträgt 1°. Die
achse 6 a der Halterung 6 für den aufzuschmelzenden Stabhalterung 5 wird nach Erzeugen der Schmelz-At the melting point of the seed crystal 3 on the Si the normal on the level of the turns of the Inlicium rod 2, a melting zone 8 is first generated with the help of the induction heating coil with the longitudinal axis of the rod holding heating coil 10. Then an angle for the recrystallized rod becomes the rod holders 5 and 6, the longitudinal range of which includes from 0.5 ° to 3 °. In this case, the axes 5a and 6a are initially evacuated, for example in the opposite direction to the recrystallization front 11, so that in the opposite direction in rotation around their longitudinal axes the crystal growth speed is practically offset. Thereupon the lower rod holder becomes evenly and the recrystallized rod part 2 and 5 laterally in a new starting position within at most a few dislocations,
an acute angle β shifted the longitudinal 60 For crucible-free zone melting of a 33 mm axis 6 α of the holder 6 with the winding plane thick silicon rod 2 is z. B. the Induktionsheizder Induktionsheizspule 10 on the holder 5 coil 10 in the device of Fig. 1 includes a flat facing side of the Windungsebenc. Spiral coil with four turns, which has a clear The new starting position of the rod holder 5 is before width of 29 mm. The acute angle α between partially chosen so that the longitudinal axis 5 a lies within 65 the normal 10 a on the winding plane of the Indian plane, which is the acute angle λ between the duktionsheizspule 10 and the longitudinal axes 5a and normal 10 a of the winding plane and the longitudinal - 6 a of the rod holders 5 and 6 is 1 °. The axis 6 a of the holder 6 for the rod holder 5 to be melted is after generating the melting
zone 8 an der Anschmelzstelle des Keimkristalls 3 am Siliciumstahl so innerhalb des spitzen Winkels// verschoben, daß die Längsachsen 5 a und 6a der beiden Stabhalterungcn 5 und 6 in der neuen Ausgangslage einen Abstand von 7 mm haben. Die Längsachse 5 α der Stabhalterung 5 liegt in der neuen Ausgangslage innerhalb der Ebene, die der Winkel λ aufspannt. Die Schmelzzone 8 wird mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 2 mm pro Minute durch den Siliciumstab 2 hindurchbewegt. Während des Schmelzzonendurchganges wird die Stabhalterung 5 mit dem rekristallisierten Stabteil 2 b fortlaufend um 2 mm 20mal pro Minute um die neue Ausgangslage seitlich hin und her bewegt.zone 8 at the melting point of the seed crystal 3 on the silicon steel so within the acute angle // shifted that the longitudinal axes 5a and 6a of the two Stabhalterungcn 5 and 6 are 7 mm apart in the new starting position. The longitudinal axis 5 α of the rod holder 5 lies in the new starting position within the plane spanned by the angle λ. The melting zone 8 is moved through the silicon rod 2 at a speed of 1 to 2 mm per minute. During the passage through the melt zone, the rod holder 5 with the recrystallized rod part 2 b is continuously moved back and forth by 2 mm 20 times per minute around the new starting position.
In der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch ein rekristallisierter Stab gewonnen werden, dessen Durchmesser kleiner oder größer ist als der Durchmesser des Ausgangsstabes.In the device according to the invention, a recrystallized rod can also be obtained, whose diameter is smaller or larger than the diameter of the starting rod.
Ein Anschlußleiter der Induktionsheizspule 10 kann auch als Teilwindung, z. B. als Vicrtelwindung, außerhalb der Windungsebene ausgebildet sein. Diese Teilwindung befindet sich in Höhe des Schmelzrandes9 am aufzuschmelzenden Stabteil la auf der Seite der Windungsebene, die der Halterung 6 für den aufzuschmelzenden Slabtcil la zugewandt ist. Wird die Halterung 6 z. B. mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 1 Umdrehungen pro Minute um ihreA connection conductor of the induction heating coil 10 can also be used as a partial turn, e.g. B. be formed as Vicrtelwindung outside the winding plane. This partial turn is located at the level of the melting edge9 on the rod part la to be melted on the side of the winding plane which faces the holder 6 for the slabbed la to be melted. If the bracket 6 z. B. at a speed of 0.1 to 1 revolutions per minute to their
ίο Längsachse 6« in Richtung Teilwindung/Windungen der Induktionsheizspule 10 gedreht, so wird durch das von der Teilwindung ausgehende Feld verhindert, daß sich am Schmelzrand 9 starre Spitzen ausbilden, die z. B. die Windungen der flachen Induktionshcizspule 10 unter Verursachung eines Kurzschlusses berühren würden, wenn die lichte Weite dieser Spule kleiner ist als der Durchmesser des aufzuschmelzenden Stabtcilcs 2 a. ίο longitudinal axis 6 ″ rotated in the direction of the partial turn / turns of the induction heating coil 10, the field emanating from the partial turn prevents the formation of rigid peaks on the melt edge 9, which z. B. would touch the turns of the flat Induktionshcizspule 10 causing a short circuit if the inside width of this coil is smaller than the diameter of the Stabtcilcs to be melted 2 a.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1960088A DE1960088C3 (en) | 1969-11-29 | 1969-11-29 | Device for crucible-free zone melting of a crystalline rod |
| JP45095282A JPS4824601B1 (en) | 1969-11-29 | 1970-10-30 | |
| FR7041968A FR2072242A5 (en) | 1969-11-29 | 1970-11-23 | |
| DK608970AA DK123280B (en) | 1969-11-29 | 1970-11-27 | Apparatus for crucible-free zone melting of a crystalline rod. |
| US00093650A US3716341A (en) | 1969-11-29 | 1970-11-30 | Crucible-free zone melting device having an angled heating coil |
| GB56827/70A GB1284008A (en) | 1969-11-29 | 1970-11-30 | Improvements in or relating to the non-crucible zone melting of a crystalline rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1960088A DE1960088C3 (en) | 1969-11-29 | 1969-11-29 | Device for crucible-free zone melting of a crystalline rod |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1960088A1 DE1960088A1 (en) | 1971-06-03 |
| DE1960088B2 DE1960088B2 (en) | 1973-12-20 |
| DE1960088C3 true DE1960088C3 (en) | 1974-07-25 |
Family
ID=5752523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1960088A Expired DE1960088C3 (en) | 1969-11-29 | 1969-11-29 | Device for crucible-free zone melting of a crystalline rod |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3716341A (en) |
| JP (1) | JPS4824601B1 (en) |
| DE (1) | DE1960088C3 (en) |
| DK (1) | DK123280B (en) |
| FR (1) | FR2072242A5 (en) |
| GB (1) | GB1284008A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3520067A1 (en) * | 1985-06-04 | 1986-12-04 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Method for producing strip-shaped silicon crystals employing a horizontal pulling direction |
| KR20040044146A (en) * | 2002-11-19 | 2004-05-27 | 가부시끼가이샤 도꾸야마 | Single crystal pulling apparatus for metal fluoride |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1092576B (en) * | 1957-11-15 | 1960-11-10 | Siemens Ag | Power supply for the movable heating coil of a crucible-free zone pulling device inside a vessel |
| US3117859A (en) * | 1957-12-30 | 1964-01-14 | Westinghouse Electric Corp | Zone refining process |
| NL126240C (en) * | 1958-02-19 | |||
| DE1208292B (en) * | 1963-03-29 | 1966-01-05 | Siemens Ag | Device for crucible-free zone melting of semiconductor material |
| US3260573A (en) * | 1963-06-26 | 1966-07-12 | Siemens Ag | Zone melting gallium in a recycling arsenic atmosphere |
| DE1218404B (en) * | 1964-02-01 | 1966-06-08 | Siemens Ag | Method for crucible-free zone melting of a crystalline rod, in particular a semiconductor rod |
| FR1482659A (en) * | 1965-06-10 | 1967-05-26 | Siemens Ag | Device for melting zone without crucible |
| DE1544301A1 (en) * | 1966-09-28 | 1970-05-27 | Siemens Ag | Method for crucible-free zone melting of a crystalline rod, in particular a semiconductor rod |
| US3607109A (en) * | 1968-01-09 | 1971-09-21 | Emil R Capita | Method and means of producing a large diameter single-crystal rod from a polycrystal bar |
-
1969
- 1969-11-29 DE DE1960088A patent/DE1960088C3/en not_active Expired
-
1970
- 1970-10-30 JP JP45095282A patent/JPS4824601B1/ja active Pending
- 1970-11-23 FR FR7041968A patent/FR2072242A5/fr not_active Expired
- 1970-11-27 DK DK608970AA patent/DK123280B/en unknown
- 1970-11-30 GB GB56827/70A patent/GB1284008A/en not_active Expired
- 1970-11-30 US US00093650A patent/US3716341A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1284008A (en) | 1972-08-02 |
| US3716341A (en) | 1973-02-13 |
| DE1960088A1 (en) | 1971-06-03 |
| FR2072242A5 (en) | 1971-09-24 |
| DK123280B (en) | 1972-06-05 |
| DE1960088B2 (en) | 1973-12-20 |
| JPS4824601B1 (en) | 1973-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1519901A1 (en) | Method for crucible-free zone melting of a crystalline rod | |
| DE3805118C2 (en) | ||
| DE2538854A1 (en) | METHOD FOR ZONING AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| DE69010752T2 (en) | Device for avoiding wire vibration in a single crystal puller. | |
| DE1960088C3 (en) | Device for crucible-free zone melting of a crystalline rod | |
| DE3017016A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF MONOCRISTALLINE SILICON IN TAPE SHAPE | |
| DE1596532B1 (en) | Process and device for the production of sheet glass | |
| DE2059360A1 (en) | Process for the production of homogeneous bars from semiconductor material | |
| DE1444530B2 (en) | Method and device for producing rod-shaped, single-crystal semiconductor material | |
| DE2129416B1 (en) | Device for fabric laying and cross cutting | |
| DE1519897C3 (en) | ||
| DE2548050C3 (en) | Device for holding rods during crucible-free zone melting | |
| DE1519894C3 (en) | Process for crucible-free zone melting | |
| DE1218412B (en) | Process for the production of single crystal semiconductor material | |
| DE2453057C2 (en) | Device for distributing batches on the surface of a glass melting furnace | |
| DE2604983C3 (en) | Sugar pulling machine | |
| DE1960089C3 (en) | Device for crucible-free zone melting of a crystalline rod | |
| DE10392460T5 (en) | Toroid winding machine | |
| DE1519894B2 (en) | Process for crucible-free zone melting | |
| DE1719500A1 (en) | Method for growing single crystals | |
| DE1240825B (en) | Process for pulling single crystals from semiconductor material | |
| DE1264399B (en) | Device for crucible-free zone melting | |
| DE1644006A1 (en) | Device for crucible-free zone melting of a crystalline rod, in particular a semiconductor rod | |
| DE1719021B1 (en) | Method for reducing the cross section of a vertically arranged rod of semiconductor material | |
| DE878040C (en) | Method and machine for producing wire nets |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E771 | Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |