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Verfahren zur Herstellung von Reinstsilizium
Das Stammpatent Nr. 205548 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Reinstsilizium, das als Grundmaterial für elektrische Halbleitergeräte geeignet ist, bei dem das Silizium aus der Gasphase eines Halogenides durch chemische Umsetzung innerhalb eines durchsichtigen Reaktionsgefässes aus Glas oder Quarz auf einem vorzugsweise aus Silizium bestehenden elektrisch mittels Stromdurchgang erhitzten Trägerkörper abgeschieden und die Temperatur des Reaktionsgefässes während der Abscheidung zwischen etwa 300 C und 800 C gehalten wird. Es hat sich nun erwiesen, dass besonders bei grösserem Gasdurchsatz unter Umständen die Zylinderwand bis unter die Mindesttemperatur abgekühlt werden kann.
Dieser Nachteil wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, dass das Reaktionsgasgemisch vor dem Eintritt in das Reaktionsgefäss vorgeheizt wird.
Natürlich darf die Vorheizung nicht so stark sein, dass etwa die obere Grenze des erwähnten Temperaturbereiches überschritten wird.
Die aus dem Reaktionsgefäss austretenden heissen Restgase können mittels eines Wärmeaustauschers zur Vorheizung des zugeführten Reaktionsgasgemisches verwendet werden. Die Vorheizung kann in einfacher Weise dadurch ausgeführt werden, dass das Zuleitungsrohr für das Reaktionsgasgemisch über eine ausreichende Länge durch das Austrittsrohr der heissen Restgase dem Reaktionsgefäss zugeführt wird. Zu diesem Zweck wird das Gaszuleitungsrohr zur besseren Wärme- übertragung vorteilhaft aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise Silber oder Kupfer, hergestellt. Das Gasaustrittsrohr wird gegen Wärmeabstrahlung nach aussen isoliert.
Das Gasgemisch kann ferner dadurch vorgeheizt werden, dass das Gaszuleitungsrohr vor dem Reaktionsgefäss über eine ausreichende Länge elektrisch geheizt oder durch einen Ofen geführt wird.
Eine Anordnung, mit der das erfindungsgemässe Verfahren in einfacher Weise durchgeführt werden kann, ist in der Figur veranschaulicht. Der erforderliche Wasserstoff wird einer Gasflasche 1 über ein Absperrventil 2 und ein mehrstufiges Reduzierventil 3 sowie einem Gas-Durchflussmesser 4 entnommen und der Gas-Verdampferanlage 5 zugeführt. Dort mischt er sich mit dem verdampften Reaktionsgas und wird dann durch das Gaszuleitungsrohr 6 über eine Düse 7, die eine turbulente Strömung erzeugt, zu den mit Hilfe einer Wechselspannungsquelle S beheizten Trägerstäben 9 geführt. Die Trägerstäbe sind in einem luftdicht abgeschlossenen Quarzzylinder 10 auf einer Graphithalterung 11 freistehend angeordnet und an ihren oberen Enden durch eine Siliziumbrücke 12 stromleitend miteinander verbunden.
Die verbrauchten Restgase treten durch das wärmeisolierte Austrittsrohr 13 aus und strömen in entgegengesetzter Richtung zum zugeführten Reaktionsgasgemisch am Gaszuleitungsrohr 6 entlang.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Reinstsilizium für elektrische Halbleitergeräte, bei welchem das Silizium aus der Gasphase eines Halogenids durch chemische Umsetzung innerhalb eines durchsichtigen Reaktionsgefässes aus Glas oder Quarz auf einem vorzugsweise aus Silizium bestehenden elektrisch mittels Stromdurchgang erhitzten Trägerkörper abgeschieden und die Temperatur des Reaktionsgefässes während der Abscheidung zwischen etwa 300 C und 800 C gehalten wird, nach Patent Nr. 205548, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgemisch vor dem Eintritt in das Reaktionsgefäss vorgeheizt wird.
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