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DE1419207A1 - Method and apparatus for the production of single-crystal bodies from a material, e.g. a semiconductor such as germanium or silicon - Google Patents

Method and apparatus for the production of single-crystal bodies from a material, e.g. a semiconductor such as germanium or silicon

Info

Publication number
DE1419207A1
DE1419207A1 DE19571419207 DE1419207A DE1419207A1 DE 1419207 A1 DE1419207 A1 DE 1419207A1 DE 19571419207 DE19571419207 DE 19571419207 DE 1419207 A DE1419207 A DE 1419207A DE 1419207 A1 DE1419207 A1 DE 1419207A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rod
crucible
radiation
temperature
procedure
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.)
Pending
Application number
DE19571419207
Other languages
German (de)
Inventor
Francois Marcel Pieter Afons
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE1419207A1 publication Critical patent/DE1419207A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/14Heating of the melt or the crystallised materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
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    • C30B13/00Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/16Heating of the molten zone
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Description

Dr. P. Roßbach /y /t/ - " + / ^ Dr. P. Rossbach / y / t / - " + / ^

Patentanwalt ψ , ' '^ /^ Patent attorney ψ , '' ^ / ^

Anmelder*. Έ.V. Philips 'Gloeilampenfabrieken - /1_ΟΛ_ Akte fcto. El/P-3728 1419207 Applicant *. Έ. V. Philips' Gloeilampenfabrieken - / 1 _ ΟΛ _ File fcto. El / P-3728 1419207

Anmeldung vomi 22.11.1957Registration from 11/22/1957

il. V. Philips' GIoeilampenfabrieken, Eindhovea/flollandil. V. Philips' GIoeilampenfabrieken, Eindhovea / Flolland

«Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von einkristallinen Körpern aus einem ötüff, a.B· einen Halbleiter» wie Germanium oder Silizium*·«Process and device for the production of single crystal Bodies from a ötüff, a.B · a Semiconductors »such as germanium or silicon * ·

Die .Erfindung bezieht sich auL ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von einkristallinen. Kör era aus einem ^toff, z»li. einem Halbleiter, wie Grermaniuta oder ^iliaiua, wobei durch .äraiezux'uhr von ausaen her und/oder durch WUruieerregung im Stoffe üelbüt mittels twines elektrischen ilochfrequenafeldes, eine uC; isülsse dieses stoffes gebildet wird, aus der man durc Erstarrung in einer bestimmten üiehtun einen Einkristall in Fora eines kreis-zyliudrischen ötabe3 anwachsen läßt. Die auf diese Weise hergestellten einkristallinen u :ibe werden vielfach, insbesondere . βηΆ es sieh um halbleitende üxabe handelt, in kleinere Körper unterteilt, und so verwendet in halbleiteuden Vorrioktun en, wie κ.B. Transistoren oder Kristalldioden. Die Irfindung bezieht sioh auch aux ein kristalline at ibe, oder daraus erhaltene einkristalline . ürper, die nach dem Verfahren gemüse der ünindung hergestellt sind·The invention relates to a method and a device for the production of monocrystalline. Body made of a fabric, z »li. a semiconductor, such as Grermaniuta or ^ iliaiua, whereby by .äraiezux'uhr from the outside and / or by excitation in the matter by means of a twine electrical high frequency field, a uC; This substance is formed from which a single crystal can grow in the shape of a circular-cylindrical ötabe3 by solidification in a certain thickness. The monocrystalline u: ibe produced in this way are used in many cases, in particular. βηΆ it is about semiconducting üxabe, divided into smaller bodies, and so used in semiconducting Vorrioktun s like κ.B. Transistors or crystal diodes. Irfindung also refers to a crystalline at ibe, or monocrystalline obtained from it. carrots that are produced using the process of unfinished vegetables

üL/P-8728
i/9
üL / P-8728
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909813/133/^ .909813/133 / ^.

2ur Herstellung einkristailiner, halbleitender Stube sind mehrere Verfahren bekannt, nämlich das Aufziehen eines Einkriatalles aus einer öehraelee in einem öchmelatiegel, weiter Sas Zonensehmelzverfähren, bei dem in einem langgestreckten ööuiffchen, das an einem Bade einen Einkristall enthält und im übrigen mit polykristallinen Material gefüllt ist, eine dünne geschmolzene Zone in Längsrichtung des »iehiffchens von dem Einkristall auegehend be egt wird und sehliesslicü das tiegelfreie Zonenüchraei zrerfuhren, bei dem in eine« senkrecht frei angeordneten Jtab eine schmale gesc molzene Zone in Lan ;srichtUKg des ätabes bewegt wird, hierbei von einer einkristallinen Jeite des Stabes ausgehend· Sie ..ach diesem bekannten Verfahren hergestellten einkristallinen üt-be haben eineu verhäl .nistuäseig hohen öehalt an Verwei-fun- gen, Kristallfehlern, uud sogenannten iitterversetzuugen, die auss-erdera ungleichtaüssi an der Durchschnittsfx *che des ötabes verteilt sind, riese Verwerfungen urfl Versetzungen beeintr--ic .ti en die physikalisc en Eigenschaften des Einkristalles, z.B. seine Leitfähigkeit, und ihre angleicUmäss-ge Verteilung an der Quurschnittsfläche kann sich störend auswirken bei der . ei textverarbeitung des Einkri-stä! les, ζ·3. bei der Dif.i.usion oder beim Legieren. For the production of single-crystal, semiconducting rooms, several methods are known, namely the pulling up of a single crystal from an oil in an oil crucible, further Sas Zonensehmelzverfähre, in which in an elongated oil, which contains a single crystal in a bath and is otherwise filled with polycrystalline material, a thin molten zone is moved in the longitudinal direction of the little needle by the single crystal and finally the crucible-free zone pattern is broken, in which a narrow molten zone is moved in the direction of the single crystal in a vertically freely arranged table Starting from each side of the rod, they ... single-crystal gauges produced using this known process have a relatively high content of references , crystal defects, and so-called jitter offsets, which are also distributed unevenly on the average surface of the gauze are, huge faults urfl V replacements adversely - ic .ti s the physikalisc s properties of the single crystal, for example, its conductivity and its ge gleicUmäss-on distribution at the Quurschnittsfläche can be disruptive in. A word processor of the Einkri-stä! les, ζ 3. in diff.i.usion or in alloying.

Bekanntlich entstehen die Veraetaun ;en nach der Kristallisation im wesentlichen inx'ol ,e theroiiseher Spannungen in dem aich immer noch auf hoher '.Temperatur bexindenden# frisc. aiagevsachseneii einkristallinen ü.ab. ferner ist es bekannt, daß thermische Spannungen im kreis-sylindrischen a tab der radialen ärmeabiuhr isn ötab zuzuschreiben sinä ΌΆ& daß sie dadurch vermieden werden können, daß im ο ι ab lün ;s seiner Achse ein konstanter Temperaturgradient aufreuht erhalten wird·It is well known that after crystallization, the deposits arise essentially in the form of thermal stresses in the freshness, which is still at a high temperature. aiagevsachseneii monocrystalline ü.ab. Furthermore, it is known that thermal stresses in the circular-cylindrical a tab are not to be ascribed to the radial heat dissipation & that they can be avoided by maintaining a constant temperature gradient in the ο ι from lün; s on its axis.

909813/1334 "3<"909813/1334 " 3 < "

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

U19207 - χ - U19207 - χ -

Man hat bereits vorgesc lagen beim 2oaensc;, ine lav erfahr en die radial© V. ärmeabfuhr dadurch zu. vermeiden» da3 der augewachseiie, einkristalline ütab zur G-änsse auf einer Temperatur gehalten vlrd, welche nur wenig unterhalb der Schmelztemperatur des Jtabes liegt, und nach Ablauf des Zuwachs vorgange den ganzen S ab langsatt und gleichmäasig abzukühlen· Bei der erwähnten Vorrichtung erfolgt dieses '·: emy era. dee angewachsenen Stabes bei hoher Temperatur j&ittels einer Hoc frequenzspule, die eiuen langgestreckten Gra? laitzylinder erhitzt* der das Schiffchen umgibt, und aus swei Teilen besteht, d.h.· aus einein Teil mit geringem öchritt, der die geschmolaene Zone bewirkt und av.s einem anschliessenden Teil mit grösaereifi S ehr it , der den Graphit zylinder stellenweise so hocherhitzt, daß dieser angewachsene, einkristalline ötab zur Gauze auf einer ziemlich konstanten Temperatur ein wenig unterhalb seiner .ic melztem^eratur gehalten „ird.There have already been proposals for the 2oaensc ;, ine lav experience This increases the radial heat dissipation. avoid" da3 the grown-up egg, monocrystalline ütab for geese kept at a temperature which is only slightly is below the melting temperature of the tab, and After the increase has finished, go slowly down the whole S and cool down evenly · With the device mentioned, this' ·: emy era. dee grown staff high temperature j & ittels a high frequency coil, the an elongated gra? laitzylinder heats that And consists of two parts, i.e. from a part with a small step that the melted Zone causes and av.s a subsequent part with grösaereifi very it, the graphite cylinder in places so highly heated that this grown, monocrystalline ötab to the gauze at a fairly constant temperature kept a little below its temperature "Ird.

Ab-esöhen von der ntaländlichkeit dieses Verfahren, haftet ihm der weitere :Jacl.teil ai., daß es iniolge des geringen Tea eriit.rgradienteii an der ürstarrungsflache, der einen langsamen juwachs bediri^t, sehr zeitraubend ist, und dafl ec aueserde* eine Verschiebung der Schwierigkeit zu einer s rlterea '.'h^se bedeutet, d.h. der Phase in welcher der noc etwa auf schmelzt eis .erat >r befindende öLab zur Q-inze langsam und ^leichmässig abgekühlt wird· Ausserdem ist das Verfahren aus praktisüixen Gründen nur beim Zonenschiael2,verfahren brauchbar, ein Verfahren, das sowieso in olge der Asymmetrie der erforderlichen ADoaratur von .ien drei be^aruiten Verfahren aci wenigstens zur ilersteilun.; von s annungsfreien und verset; un sireieo. einkristallineti bt ibe .^eei/net ist·Apart from the rural nature of this process, the other one is liable to him: Jacl. Part ai. That it eriit.rgradienteii iniolge of the low tea eriit.rgradienteii on the solidification surface, which requires a slow growth, is very time-consuming, and that ecus earth * a shift of the difficulty to a s rlterea '.'h ^ se means, that is, the phase in which the oil rennet, which is still on the ice, is slowly and gently cooled down to the Q-inze Reasons can only be used in the case of the Zonenschiael2 procedure, a procedure which, due to the asymmetry of the required repair of three different procedures, is at least used; of s admission-free and versed; un sireieo. monocrystalline bt ibe. ^ eei / net is ·

909P13/1334909P13 / 1334

lrfindaag «lei t auf «la ?«*f«Jar«a ab» »*1 d«· Al« graadsätslleh gelöet let, ohne dal dl« o»enge-•«alld«rt«a Bedecken auftretea, «η« zwar dadarc*, del In d«Bj«alg«a. Ttil 41·· bereit» anr«*a«h«ea«a timkrietmllla«a atabea» wo thex«l*eli« Spaaeacftn T»rÄ«r£uog»n oad 7·γ-■•tt^ngen *uftr«t·» ki5nat«a, «la koaetanter Semperaturgraditat aafr·ohterhalt« wird» dtr das A«f-fcr«t«n taerllto.ir ijp*aa»ng«n T«rbtit«t und de tun« eh dl· urea ok· der r«rY.«rfaag«a uad 7#re»tattai«i b ta ei tigt ·lrfindaag «leads to« la? «* f« Jar «a ab» »* 1 d« · Al « graadsätslleh let, without dal dl «o» narrow • «alld« rt «a covering appearea,« η «indeed dadarc *, del In d «Bj« alg «a. Ttil 41 ·· ready »anr« * a «h« ea «a timkrietmllla« a atabea »wo thex« l * eli «Spaaeacftn T» rÄ «r £ uog» n oad 7 · γ- ■ • tt ^ ngen * uftr «T ·» ki5nat «a,« la coaetanter temperature graditat aafr · ohterhalt «becomes» dtr the A «f-fcr« t «n taerllto.ir ijp * aa» ng «n T« rbtit «t and de tun« eh dl · Urea ok · der r «rY.« rfaag «a uad 7 # re» tattai «i b ta ei tigt ·

Β·1 AHPtadoag d«e Verfahren· neoa der Irfindua« «lsi »•la Suwaeaevorgang der durea Aoeatraalang aa d«r Obtrfläeh· aeurtr*»tend· Würa«v*rltt«t d··jeni|i#a Teilee 4«» t»tr«it· ang«waeIui«Mil *inJcri*tallin»a iitab·«, d«r «la«Β · 1 AHPtadoag d «e procedure · neoa der Irfindua« «lsi »• la Suwaeaevorgang der durea Aoeatraalang aa d« r Obtrfläeh · aeurtr * »tend · Würa« v * rltt «t d ·· jeni | i # a Teilee 4« » t »tr« it · ang «waeIui« Mil * inJcri * tallin »a iitab ·«, d «r« la «

hat, w«l«ae 41· lrc.etobuag*t««peratar d·« ti»*r«t «igt # diureJa Älnetraaluni ro η Wärm· aaeg·- gllekfu, 41· voß tinea äaeeeren rl^geaa dl· Stabmoh·· *y*m+- trleeaen Srmeetna lan^«Jcii»per etaaat, 4····μ a»o»etrl· «at letöpermtBnpr«rt«U*ag #*xart gewählt »lad» dai τ·β jede· bellebigea Oeerfl äeaeaeleeent de» geaaaatea Teile· dl· riU»· utig«gllehea «Ixt« dl· b«l «la·» köaetaatea T*aper«.ta»iKr»4leatea la dl«·«« Teil au»geetr«hlt «Ire. Mit der Irwelekaageteeperatur eiaee Stoff·· 1st dl« nledrig- * st« Temperfttar geaelat, bei der Im dl··«* Stoff lttf«3g·hat, w «l« ae 41 · lrc.etobuag * t «« peratar d · «ti» * r «t« igt # diureJa Älnetraaluni ro η Wärme · aaeg · - gllekfu, 41 · voss tinea äaeeeren rl ^ geaa dl · Stabmoh ·· * y * m + - trleeaen Srmeetna lan ^ «Jcii» per etaaat, 4 ···· μ a »o» etrl · «at letöpermtBnpr« rt «U * ag # * xart chosen» lad »dai τ · β each · bellebigea Oeerfläeaeaeleeent de »geaaaatea parts · dl · riU» · utig «gllehea« Ixt «dl · b« l «la ·» köaetaatea T * aper «.ta» iKr »4leatea la dl« · «« part au » downed “Irish. With the Irwelekaageteeperatur eiaee fabric ·· is dl «nledrig- * st« Temperfttarat, with the Im dl · · «* fabric lttf« 3g ·

taereieefaer spaasang·« aoeh Terwerfuogea litrbeigef üart werd«a· Bie Irweicaangeteaperatar d«s tozaa&loas »mi dee Silialaaa »«tragt α«. 40O0C bcw* COO0C. 91« Ärfiadai^ eignet eleii in«»··» ader« «ar AJwe&done bei d«m «w«i bekaaat«a T«rf«Ja2<sa· ··! ämmm «la· «ar Terueadomftaereieefaer spaasang · «aoeh Terwerfuogea litrbeigef üart is« a · Bie Irweicaangeteaperatar d «s tozaa & loas» mi dee Silialaaa »« carries α «. 40O 0 C bcw * COO 0 C. 91 «Arfiadai ^ suitable eleii in« »··» ader «« ar AJwe & done at d «m« w «i gotaaat« a T «rf« Ja2 <sa · ··! Umm «la ·« ar Terueadomf

B«r Srfia4uaj! liegt dl« Irkeaataia sttgra&ä«, dai la eine« •ol«a«s. kreie-ayliadrlecAaa St«· «la kanataaterB «r Srfia4uaj! lies dl «Irkeaataia sttgra & ä«, dai la a « • ol «a« s. Kreie-ayliadrlecAaa St «·« la kanataater

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Der Aasdruok »vollstäadiger ÄU8gleiofew ist in weite« praktischen Sinne zu deutea. Bin taeoretiecia voll at ändi^er Aasgleich ist selbstverständlich in der iraxie nie it erreichbar» aber er läßt BiQh. sehr weit annänernf wie es bei üexi i« folgenden zu schildernden besonderen Att3führttngöformen des Verfahrene naoii der Erfindung zutrifft.The Aasdruok "complete equivalency w is to be interpreted in a broad" practical sense. Am taeoretiecia full at change. Of course, it is never attainable in the iraxie »but he leaves BiQh. very far annänern f as is the case in üexi i "next to be described special Att3führttngöformen the muddled naoii the invention.

Bei einer besonders geeigneten Anwendungafora des Verfahrens na oh der Erfindua : wird ein v.ärmeatrdilttaüskörper verwendet, der aus eine» an die Bretarrungeiläoae grenzenden zxm Stab koaxialen Hing beetent, &*τ alt etwae 3 ielraua ca den 3tab hera^paßt aad &···«& ■ ^t;endureItiaeeser ainäestene de» --'Waifache dieaee ' beträgt» während die dem bereite snge«fa«l!<8«i&em kristallinen iitab zugewandte äeite des Sing«a flaoli. ist» and eine konstante oder im wesentlichen konstante Temperatür hat, die minJestenti der ochmelztetaperatur des StabesIn a particularly suitable application of the method according to the invention: a v.ärmeatrdilttaüskkörpers is used, which is made of a " zxm rod coaxial hinge bordering on the Bretarrungeiläoae, & * τ alte about 3 ielraua ca the 3tab ^ fits aad & ·· · «& ■ ^ t; endureItiaeeser ainäestene de» - 'Waifache dieaee' is »while the side of the Sing« a flaoli facing the ready snge «fa« l! <8 «i & em crystalline iitab. is »and has a constant or essentially constant temperature which is the minimum temperature of the rod

- 6 -1334·- 6 -1334

entspricht. V,eeentlioh Ut Tor all««, eg der Strahlung spring so dia t wl· «β praktieeh ohne Berührung *öfliok 1st, an ά·η Stab heranrückt» weil es gerade al» nahebei lltgwide* Τ·11· ft·· Hinge* «luft, die cm einem beträchtlieaen fell ac« Ausgleich beitragen· Theoretische wäpusg®» iiafeen fern«r erg^btn^ daß «la praktleoh Ausgleich bei eiaea btatiaet« Teaperaturgarmditat·» tm duroh di· W«iu «in«eis equivalent to. V, eeentlioh Ut Tor all ««, eg the radiation jumps so dia t wl · «β practieeh without touch * öfliok 1st, to ά · η stick approaches» because it is just near lltgwide * Τ · 11 · ft ·· Hinge * «Air, which contribute to a considerable amount of ac« compensation · Theoretical wäpusg® »iiafeen fern« r results that «la pracleoh balance at eiaea btatiaet« teaperaturgarmditat · » tm duroh di · W« iu «in« e

In ^9^ Praxis 'Λ«ydta yoriüglich· Srg*bai»e· erfealteu» «•zm älests Verhältni· awisoliea 2 und % liegt» »it aar deren Worten» v;eua der Auueendurcbjaesuer des Strahlongtringea das Zweifache hie Drei lache des oiabduroiiaeaserB beträgt, wobei weiter bemerkt sei, daß die iUugbreite, ä#b* der halbe ünterecüied zwischen Aassendarcheeeeer and Inneaduroheesaer» in dem Maas grosser gewählt wird»In ^ 9 ^ Praxis' Λ «ydta yoriüglich · Srg * bai» e · erfealteu »« • zm älest ratio · awisoliea 2 and % lies »» it aar their words »v; eua the outer endurcbjaesuer of the Strahlongtringea twice here three lache des oiabduroiiaeaserB, whereby it should also be noted that the width, ä # b * half the extent between Aassendarcheeeeer and Inneaduroheesaer "is chosen larger in the Maas"

der feraperaxurgradient kleiner ist« la kaan unter vorteilhaft seia» anstatt die Abaessuagen.the feraperaxure gradient is smaller «la kaan under be advantageous »instead of the abaessuagen.

Hinges an des (üemperatargradienten aasupassea, durch Kühlung des Stabteiles, der sieh bereits auf eiaer Tempe~ ratur niedriger als al· Erweichungstemperatur befindet» den !'empermurgradieatea dem Abaesaungen &*a Ringes aa- «ttpaasea, si eclcmäesig durch Kühlang in eines festen Abstand von dem Strahlungsring, so daß stets ein durch Kühlung erzwungener» konstanter Teaperaturgradient beibehalten wird*Depending on the temperature gradient aasupassea, by cooling the rod part, which is already at a temperature lower than the softening temperature, the! 'Empermurgradieatea the abaesaung & * a ring aa- «ttpaasea, si eclcmäesig by cooling at a fixed distance from the radiation ring, so that a "constant temperature gradient forced by cooling is always maintained *

Bl* Wirkung naea der iSrf ladung ist auoh erreichbar durch Verwendung eines ärstestrahlongskorpers, der aus eine« sua ötab koaxialen ätraia«Ägering besteht, deaeen Inneneeite wenigstene au« Teil, der die Äretarrongafläehe und einen dies« angrenzenden bereite angewaeheenen einkrietallinen 3tabteil, deeeen Tetaperatur die Järweichungsteeperatur Übersteigt« ua .ibt, sich koniseh in der Eich-Bl * effect naea the iSrf charge is also achievable through Use of a medical long body made of a « sua ötab coaxial ätraia "Ägering" consists, deaeen inner side at least au "part, which the Äretarrongafläehe and an adjoining, open, single-crystal 3-compartment, the tetaperature exceeds the annual softening temperature, among other things.

13/1334 - 7 -13/1334 - 7 -

BAD ORiQiNALBAD ORiQiNAL

tang τ·γjungt, dia der Zttwacheriehtimo- daa St*$ea *ntaprioht «&« tin· 1« we« »at lieh« konetaate J:*»ptrat»r «In· daatana gleich dar Saliael**eaperat*r des Stafcaa hat. la ie'v nicht erforderlieh, tödiaaar konlaelie St2:& lens aring d*a Stab eng «ueachliaerU «aa txin«#e«a !sei« fcereit· e·« eohll4»rt*n flaoliea Blnf satrifft. Dl· Kaigoag d*e koniecfe«a TeilÄa, d.h. der ^ok«lt dan al« ^st%s®M@ dl··« k«ttieoh«n Teil«» alt 'dar Aohee «aa Stai»»tang τ · γjungt, dia der Zttwacheriehtim o - daa St * $ ea * ntaprioht «&« tin · 1 «we« »at borrowed« konetaate J: * »ptrat» r «In · daatana equal to Saliael ** eaperat * r des Stafcaa has. la ie'v not required, tödiaaar konlaelie St2: & lens aring d * a rod eng «ueachliaerU« aa txin «#e« a! sei «fcereit · e« eohll4 »rt * n flaoliea Blnf satrifft. Dl · Kaigoag d * e koniecfe «a TeilÄa, ie the ^ ok« l t dan al «^ st% s®M @ dl · ·« k «ttieoh« n part «» alt 'dar Aohee «aa Stai» »

Torteilhaft gruaaar ala 30°, *v,t3lcaäeaigTorteilhaft gruaaar ala 30 °, * v, t3lcaäeaig

40° w* 50°, gewählt.40 ° w * 50 °, chosen.

5er Strahlungering iat eweeücaäeeig aoa ieitasiS^i liat«rial alt «in·« aöglichBt hohea Stwhlong«koeffieisßt»a k«rg·- eteilt. 7«ra«ga«alaa wird ein au· arapidi; b«Bt«fe«a«er Strahltiaeariag τ en» endet*5er radiation ring iat eweeücaäeeig a oa ieitasiS ^ i liat "rial old" in · «a possible high stwhlong" coefficient "ak" rg · - divided. 7 «ra« ga «alaa becomes an au · arapidi; b «Bt« fe «a« er Strahltiaeariag τ en »ends *

Bas Terfahren and die fasziehtiuig nach •erdea an HaaÄ einiger im äer aaheaati«©h«?i dargaatalltar Auef üixrttngebeiepiel· aäk«rBasics and the fascination with it • erdea an HaaÄ some in the äer aaheaati «© h«? I dargaatalltar Auef üixrttngebeiepiel · aäk «r

Di· Vlguraa 1 »nd 4 alst achamatlaelia Aabllimsis^m Is Schnitt OTaiar Torrichtuugen naoh fuhren da· ti«gelfrei«aDi · Vlguraa 1 »nd 4 alst achamatlaelia Aabllimsis ^ m Is Cut OTaiar Torrichtuugen naoh drove data free of defects a

Di· Hguraii 2, 3» 5 and 6 seilen la Sehnitt alalga Auebildtuaien einer Vorrichtuog aaoh dar Erfindung» aaa Auf «la· hau eine· einkrietalliuen dtab··.Di · Hguraii 2, 3 »5 and 6 ropes la Sehnitt alalga Auebildtuaien a device aaoh the invention» aaa on «la · cut a · single-crystal dtab ··.

71g. 7 iat eine graphiache Saratallang äee Yerlaaf·· dar AetEgrubendichte ala funlttioa de» Aoatandaa von &mr Aofcaa ftir ainan Stab, dar alttala einer Tarxieht«ng oaeh Hg*t hergestellt worden ist, and für «ines. 3ta», dar a«f bakannte «is· ohne Verwendung elnea Straalungarlngea hergestellt ist.71g. 7 iat a graphiache Saratallang äee Yerlaaf ·· that AetEgrubendichte ala funlttioa de »Aoatandaa by & mr Aofcaa for ainan staff, the alttala a Tarxicht« ng oaeh Hg * t has been made, and for «ines. 3ta ", dar a" f baknis "is · produced without the use of elnea Straalungarlngea.

909813/1334909813/1334

?i«. t ««Igt; ««keaatieefc «in· Torriehtang naeh der BsfUr dttjag eur Verwendung b«i* tiegelfrei«» Zoaenaekeelarerfaarea. Sin ß.B. «tie silisiua hergestellter langgestreckt«r Stab t ist senkrecht fr·! angeordnet trad ortlioä von einer flrap bit- »ehelbe 2 uneben, dereji A&es*adttrehme«*er de.« »·£<·* ©der »reif ach· de· atabäarekaeeaers tee trägt. Der araphitriog 2 wird Mittel« eine« elektrische» Boaiif requenmfelde* erhitzt, da» τοα des- Hoehfreque»aipale 3 9xm$mgt vira* Iafe^e der WäreeetraJilttng το» der Inneneeite de· Oraphitrinke· 2 la ütab «ine dUnn· ge»e Jiwlaeae Zoae 4 geeildet «ad erbaltea, die *.B. darok »eakreoiit· Wm*&Bk& de» g·· 2 ttad der Hoohfreqmeaiepal· 5 la x&i&gerielftttsg 4·« Stab··? i «. t «« Igt; «« Keaatieefc «in · Torriehtang near the BsfUr dttjag eur use b« i * crucible free «» Zoaenaekeelarerfaarea. Sin ß.B. «Tie silisiua produced elongated« r rod t is perpendicular for ·! arranged trad ortlioä from a flrap bit- »marriage 2 uneven, dereji A & es * adttrehme« * er de. «» · £ <· * © who carries »reif ach · de · atabäarekaeeaers tea. The araphitriog 2 is heated by means of "an" electrical "Boaiif requenmfelde *, since" τοα des- Hoehfreque "aipale 3 9xm $ mgt vira * Iafe ^ e of the heat transmission το" the inside of the · oraphitinke · 2 la ütab «ine thin "E Jiwlaeae Zoae 4 geeilden" ad erbaltea, the * .B. darok »eakreoiit · Wm * & Bk & de» g ·· 2 ttad der Hoohfreqmeaiepal · 5 la x & i & gerielftttsg 4 · «Stab ··

ist· Di· Siek· 4·· Üngee 2 ist dor#h dl« Senf· eeetimitf di« ■«■ S«ba«ls«m der Zoae erforderlich iet· »re-phitring 2 pa3t mit et**· öpielrae« «a d*a at** I aero· «ad zwar i«r«rtf AaJ weder di« se ,mela· oooa Ame St*» ▼e· Rittg berülirt werdea* Weaa ana roa «te«« eiakrietalliaen Xadev «·Β· Α«« oberea Teil de« ätase·, auegehead, A«ris · Di · Siek · 4 ·· Üngee 2 is dor # h dl «Senf · eeetimitf di« ■ «■ S« ba «ls« m der Zoae iet · »re-phitring 2 pa3t with et ** · öpielrae« «Ad * a at ** I aero ·« ad indeed i «r« rt f AaJ neither di «se, mela · oooa Ame St *» ▼ e · Rittg berülirt a * Weaa ana roa «te« «eiakrietalliaen Xade v « · Β · Α «« upper part de «ätase ·, auegehead, A« r

2 »bwäjrt» eeveft wird» wäcaet der 2 »bwäjrt» eeveft will »wäcaet der

a« Stab in dieeer Bieht«a^ *a, «aA laxel«· der Wämeetralilcuif der flache« aber·« ßeit· S de» Eingee 2 i« «ine« Teil de* bereit· tmgewaea*en«Ä Stabe·, d#r «leb t.B« iaaerhalb ein·· Abetaode« ijleieu de« 2hurebMe**«r d*· 3t*b#» oberlialb der Iretarroageflilöhe befindet, kaaa die, bei eiaea konstaatea Te«pesÄturgr*4ieutea in diese* Seil» auegeetraiilie Wärae Telletäa ig *u«f«(liekea «erd«&· feil der llng 2 eiiiea reohteoicigea Quireoaaitt bat» kanu da· Aizwaehaea attoh ia eatf eg«a-» geeetater Mcbtußg eevrirfct werde», wob«! di· flaofa· üater» •eite 6 de* tinges dl« ko«pen*iereode funktioaa «stick in dieeer Bieh« a ^ * a, «aA laxel« · the warmth tralilcuif the flat «but d # r «lives tB« iaaerhalb a ·· Abetaode «ijleieu de« 2hurebMe ** «rd * · 3t * b #» is located above the Iretarroageflilöhe, kaaa the, with eiaea konstaatea Te «pesÄturgr * 4ieutea in this * rope» Telletäa ig * u «f« (liekea «erd« & · feil der llng 2 eiiiea reohteoicigea Quireoaaitt bat »kanu da · Aizwaehaea attoh ia eatf eg« a- »geeetater Mcbtußg eevrirfct will», wob «! Di · flaofa · üater» • Page 6 de * tinges dl «ko« pen * iereode funktioa

Berechnungen ergebet!, d«d ein grauet!··* rellkoeeen idealerCalculations are required !, d «d a gray! ·· * rellkoeeen more ideal

•rreieabÄr i»t teei rmmAm* ein·· Strahlangad«r ·!*« ei· an da« Stab eretreokt «bA ei»«»• rreieabÄr i »t teei rmmAm * a ·· Strahlangad« r ·! * «Ei · an da« stick eretreokt «bA ei» «»

909813/1334909813/1334

BADBATH

-M--M-

Straalttn«skQeifi*i»ntei £ bat* und sei «iner Seapeimtax gleieh ^ΛίΤ^· «fciW *ir#» wobeiT111 di· Scliaelstemperatur d·» Stafcea in Gr*4 Κβίτΐη darstellt, für einen iitrablunfiring «us Srapait, der «inen Str*t lnageko#ffislentea von oa 1 bat» bedeutet die» deahall) ata·Straalttn «skQeifi * i» ntei £ bat * and be «iner Seapeimtax the same ^ ΛίΤ ^ ·« fciW * ir # »whereT 111 di · Scliaelstemperature d ·» represents Stafcea in Gr * 4 Κβίτΐη, for an iitrablunfiring «us Srapait, the «Inen Str * t lnageko # ffislentea from oa 1 bat» means the »deahall) ata ·

getragen wird, daß die id«alen U»etandβ ia der Praxis nicht auftreten, wird in der Praxle sweekaässlg noela ein* etwaa hüiiere Temperatur eingestellt, näsaliQk zwischen 1.2 uad 1.5 x I aa· Im allßemeinea kaim aageaoaeen wexdem» d*3 der ütrahlungering, wenn er auf einer »9 liohea Ie«y#ratur erhitzt wird» d«0 sieh unter dea Sinfla· e«iaer Wäxe·- atrahlUÄ; die geso .αοΐΒβη« Zone gebildet hat, «uaserdea dl· im Zuaaenenliani «it dem ideales Auegleioli gewUnso :t* Temperatur bat·if the id "alen U" etandβ ia do not occur in practice, a * approximately a higher temperature is set in the praxle sweekaässlg noela, näsaliQk between 1.2 and 1.5 x I aa · in general a kaim aageaoaeen wexdem "d * 3 the radiation ringing if it is heated to a "9 liohea Ie" y # temperature "d" 0 see under dea sinfla · e «iaer waxes · - atrahlUÄ; the so.

Die Yorriohtaag naeh der Brfindun-:, eoheeatieeh im ?i«.2 dargestellt, eignet sieh see Aufsiehe* eine· eiakristallinea Stabes« IJer *.B. au» Graphit bestellende Tiegel 10 enthält nine (Jeraanittmeohaelse 11 und wird Kittel· ei» » von der Hooufrequettsepttle 3 eraeagtea elektrisehe» Boom«» frequeusfeldes erhitat· Duroh die Öffnung des Oraphitringee 2» der auf der oohmelse 11 treiet« iiirt eia eiakrietalllner atab t mit eine« Darchmesser soehgesegen, der bis auf et»as 3 ielraaa de» Innendurohmeeser des Binge·The Yorriohtaag after the Brfind- :, eoheeatieeh im? I «.2 shown, see see on * an egg crystalline rod «IJer * .B. Also crucibles ordering graphite 10 contains nine (Jeraanittmeohaelse 11 and becomes Kittel · egg »» from the Hooufrequettsepttle 3 eraeagtea elektrisehe »Boom« » Frequeusfeldes received the opening of the oraphite ring 2, "which occurs on the oohmelse 11" except for et »as 3 ielraaa de» Inner Durohmeeser des Binge ·

9098.13/1334 * 10-9098.13 / 1334 * 10-

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

entspricht* Di· obere Seite des Hing·» fungiert al· wärraestrahlungsausglelchendc Wand» Der Innerhalb das Grapaitrinje» 2 befindliche atabteil ist ie wesentlichen nooh la geschmolzenen Zustand· Ub *u verhüten, das der Kontakt zwischen dta Stab und der Sohiael»· bei* HoChBieben unterbrochen wird» wird die Dick· der Strahlungssoheibe sweokmäaslg kleiner al* 5 aas gewählt, teil die i'iegelwand aus üraphit das elektrische Hoehfrequenzfeld in hohes Masse von de« Strahliui^erina 4 aeaohirmt, wird der Strahlungaring is wesentlichen indirekt, nämlich von der Schtael*·, erwärat» Der Strahl ungering hat also «in· Temperatur, die der Teaperatur AmT Schmalse entspricht oder nur wenig höher ist. Hierdurch wird «war kein idealer Ausgleich erreicht, trotsdea aller bereits eine wesentliche Terbesaerung in Besag auf dm· bekannte Verfahren, ohne besonderen ätrahlungsring erhalten· Bei« fehlen des Strahlon^aringes fungiert die Scheelsoberfläohe als ausgleichender Wärmeetrahlungskörper. Dieser Ausgleich hat sieh aber in der Praxis als unzulänglich ei^v lesen infolge des niedrigen Strahlungt koefflsienten des geeohaolaenen Stoffes« Doroh steigerang des Koeffieienten der WäraestraalungeoberflÄehe, im Tor lit gea den JaIX dnreh Verwendung ein·· treibenden Graphitringes, wird ά·τ Auegleich bereits wesentlich Tsrbessert· Statt den Stranlungekoeffisienten des Strahlungekörpers cu Tergröeeern, kann mit gleicher . Wirkung die Tesperatur des otrahluagokörpere erhöht werden· iiaoh der £r£Lndiuig kann die Temperatur des Strahlungsrin ·es noch daduroh erhöht «erden« daß in des aufstehenden Wänden des flegele 10 Einecbnitte vorgesehen «erden» «even Breite so gering 1st» *·Β. 0.25 ms, daJ die Scheibe infolge ihrer Oberflächenspannung nochcorresponds to * The upper side of the hanging »functions as a radiation compensating wall» The at compartment located inside the Grapaitrinje »2 is the essential nooh la molten state. If the thickness of the radiation plate is chosen to be smaller than 5 aas, if the wall made of uraphite shields the electrical high-frequency field to a high degree from the radiation, the radiation ring is essentially indirect, namely from the Schtael * ·, warms »The beam is not so low« in · a temperature which corresponds to the tea temperature AmT Schmalse or is only slightly higher. As a result, no ideal compensation was achieved, despite the fact that there was already a substantial terbing in accordance with the known processes, without a special radiation ring. This balance has but look read in practice to be inadequate ei ^ v due to the low Strahlungt koefflsienten of geeohaolaenen substance "Doroh climb ranking of Koeffieienten the WäraestraalungeoberflÄehe, lit in goal Gea the JaIX dnreh using a ·· driving graphite ring is ά · τ Auegleich already Substantially Improved · Instead of the Stranlungekoeffisienten of the radiation body cu Tergröeeern, can with the same. The temperature of the radiation ring can be increased by the fact that 10 incisions are provided in the upright walls of the floor, even the width is so small . 0.25 ms, since the disk is still due to its surface tension

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

ttioht dureb dl·»· Einschnitte «a» i«a fi*g»1 kann; die Entateanng γβ& HochfreqaenjEsi-romea Im der ttioht dureb dl · »· cuts« a »i« a fi * g »1 can; the Entateanng γβ & HochfreqaenjEsi-romea Im the

Tiegelwand wird hlerdttrea la hohe* Meeae Ter&iitet»Crucible wall is hlerdttrea la high * Meeae Ter & iitet » Ein verhäliai»Bä»»ig großer I»ti de« Hoehf rcqiienef#ld«tA relatively large I "ti de" Hoehf rcqiienef # ld "t

kamt dann bis βατ Straaluagssekeibe ?or<5rln£*n and dl««·then came to βατ Straaluagssekeibe? or <5rln £ * n and dl «« · direkt erwärmen·heat directly

Naoh der Erfindung kann dl« Teaperatur des treibenden Strahlungsringes auch bis oberhalb dar Soli^v^steiiperatur erhöht werden äurch Yaxwendaag ain«β Siegels aus Isolier* atoff, z.B. eines Qoarztiegelse sasaaseiL mit Strahlungerlßg aus leiteadea Material, s«Be mit G ra phi tr ing. Auch in diese« Fall wird l*t Sr.rahl angering mittel* des Hochfrequ»n*i«ldee direkt erhitütj die Sohaeleebildang kaim dt&roh die Wärsegtrafeln^ dea Strahlungeriagea «ingaleitet und geregeltAccording to the invention, the temperature of the driving radiation ring can also be increased up to above the solid-state temperature by means of a seal made of insulating material, e.g. a Qoarziegel e sasaaseiL with radiation from conductive material, s "Be with gra phi tr ing. Even in this "case l * t Sr.rahl angering middle * of Hochfrequ" n * i "idea directly erhitütj the Sohaeleebildang kaim dt raw Wärsegtrafeln the ^ dea Strahlungeriagea" inga directs and regulated

beiden letetgenanntea Maeanahaen aae^ S@f J£rfladaiif haben anseerdem den Vorteil» daS dl« eaefcreeltt auiatehende ν. and das 3ch«elstiegel· aar bia ist «iaes? ν erhältal*-> ■äaalg niedrigen leap era tor erhitast wtTät s© da? die tgzi ihr ausgestrahlte Wärme» ««lohe die Olerfllaae de· «inkriatalllnen Stabe» erreicht «ad da» gewliaBS&t· Stranlung»· ■ueter »tÖrtt h^rabgeeetzt wird« Bl« der irfiMctng JFÄgiund« liegenden Sr* ag an gen haben näelich at;,Gfe. zur Erkennt al β geführt f daß mit tele einer senkrecht tu ä z.B. dea bekannten beim 2onenaoh»i6l«rerfakr*5i ten hohen, echtaalen otrahlungaringee» 4«βββΒ.· lieht« .Veil;· beträchtlica jrcjßer als d«r ÜtÄbdurobaeeeer let oder der die Schaels· überragenden Tiegelwand beia iioulisiehen» •In Ton der gewünschten ötraiilongakoÄpeaeatisn abweichend ee Strahltta taoueter erhalten. v.ird{ dies« Ab%elchiutr> gen treten insbesondere tu meist verletslicfeea. Seil dea Stabe» auf« näalich in des die Sratarrunaefläe&e direkt angrefsenden feil· üb ist deshalb emänecMt» öl» ü einer solchen V= and moglichet b.erab«iie«tE«ß* 809813/1334 Both of the last-mentioned Maeanahaen aae ^ S @ f J £ rfladaiif also have the advantage of "daS dl" eaefcreeltt auiatehende ν. and the 3ch «elstiegel · aar bia is« iaes? ν receivedal * -> ■ äaalg low leap era goal received wtTät s © da? the heat emitted by it »« «lohe the Olerfllaae de ·« inciatory rods »reached« ad da »GewliaBS & t · Stranlung» · ■ ueter »kills t h ^ rabgeeetzt« Bl «der irfiMctng JFÄgiund« lying Sr * ag have next time at;, Gfe. led to the realization that with tele a vertical tu ä eg dea known at the 2onenaoh "i6l" rerfakr * 5i th high, real eel otstrahlungaringee "4" βββΒ the wall of the crucible, which towers above the bowls, atia iioulisiehen »• In the tone of the desired ötraiilongakoÄpeaeatisn, a different beam, received. v.will {this «from% elchiutr> conditions occur in particular tu mostly loslicfeea. Rope dea Letter "to" in the the Sratarrunaefläe & e directly angrefsenden bargain · üb is näalich therefore emänecMt "oil" above such a V = and moglichet b.erab "iie" tE "ß * 809813/1334

/I*/ I *

3 ist eine sohematische Darstellung einer Vorrichtung, die eat steht durch Anwendung der Erfindung auf dl* bekannte Vorziehtims «am Aufziehen elrütriatallititr Stäbe» «it &&r ein einteristalliaer Stab herstellbar ist» der in Längsriahtan^ einen la weetmtliehen konstanten spezifischen iderstand hat. Der einkristalline Stab 1 wird aus einem Tiegel 15 aufgesogen, der in der Scaeel.se ft des grösseren Tiegels 16 treibtf and durch eine öffnung «it der Sehmel*e 11 des grösseren Siegele in Verbindun; steht* Die Flüssigkeitspegel in den beiden Tiegeln Bin* gleich oder nahezu gleich· Mach 4er Erfindung ist der treibende Tiegel 15 sit einem flachen Hand 1@ Torsnigeweise ron der rorgenannten Breite r*TBmixvB.9 deeeen ober· Seite die ausgleichende Strahlongeflache bildet» während er aa der Unterseite auf der Schmelse 11 ruht» so d*J der Flüssigkeitspegel im Tiegel ongefähr bis aa den flachen Sand reieht» wobei der i'iegei (15#1 ^) derart besieseen ist, oder die Aufxiehgeechuindigkeit des eiakrietallinea Stabes derart eingestellt ietf dafl der Dnrehaeeeer de» •inkristallinen Stabes bis aui ein wenig Spielraa» der Inneadurchaeseer des flachen Sandes des Siegels entspricht· 3 is a thematic representation of a device which is available by applying the invention to the known Vorzugims "on pulling elrütriatallititr rods""it&& r a single-crystal rod can be produced" which has a longitudinal constant specific resistance in longitudinal direction. The single crystal rod 1 is absorbed from a crucible 15 ft in the Scaeel.se the larger crucible 16 drives f and through an opening "it the Sehmel * e 11 of the larger Siegele in Verbindun; * The liquid level in the two crucibles Bin * the same or almost the same · Mach 4 invention is the driving crucible 15 with a flat hand 1 @ Torsnigeweise r of the rorgen width r * TBmixvB. 9 the upper side forms the compensating jet surface "while it rests aa the underside on the smelter 11" so the liquid level in the crucible reaches about to aa the flat sand "where the i'iegei (15 # 1 ^) were in such a way is, iet or set such that the Aufxiehgeechuindigkeit eiakrietallinea rod f DAFL the Dnrehaeeeer de »• inkristallinen rod to aui a little Spielraa" Inneadurchaeseer of the flat sand corresponding to the seal ·

Ia den Fi uren 4» 5 und 6 sind Vorrichtungen naeh der Erfindung dargestellt» bei denen der Auesenwäraesiraiiluagskörper aus einen si» Stab koaxialen Strahluagering beat tht, der sieh aa der Innenseite, wenigsten· In Besug auf den feil, der die Erstarnaigsfläehe uad einen an diese angrensenden, bereits angewachsenen einkristallinen Stabteil9 der sieh auf einer die Srweichtutgeteuper&ta? übersteigenden Teiaperater befind et f umgibt» In der Hi ehtan:: verjUngt, die der Aasacherichtung des ütabes entspricht· Bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung wird der ätrahlo&gsriag auf eine so hohe, in wesentlichen konstante Temperatur erhitzt, ösö die Erstarrangeflache innerhalb des konischen feiles des Strahlungsringes liegt· 9 0 9 8 13/1334In FIGS. 4, 5 and 6, devices are shown in accordance with the invention, in which the outer body is made of a coaxial jet ring, which can be seen on the inside, at least with regard to the file that adjoins the surface of the solidification this adjoining, already grown monocrystalline rod part 9 see on one the Srweichtutgeteuper & ta? exceeding Teiaperater befind et f surrounds »ehtan In the Hi: tapers corresponding to the ütabes the Aasacherichtung · When using the method according to the invention, the ätrahlo & gsriag is heated to such a high, constant in substantially temperature ösö the Erstarrangeflache within the conical Feiles of the radiation ring lies · 9 0 9 8 13/1334

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> 4 zeigt eine Vorrisstung naeh derBrf indung ssur> 4 shows a preliminary crack after the test

g bei· tiegellreten
Der senkrecht angeordnete Stab t ist voa
g at · crucible stepping
The vertically arranged bar t is voa

25 -trapezförmigen Querschnitten umgeben, dessen parallele Seite 26 dem Stab 1 iäuiev,an4t ist. Ber Hinweist an der Innenseite zwischen jswei sieh koriisch anr Schraela.« rea^üagerriäen feilen i neu »yliadrisehen Teil auf· BIe Erzeugenden der beiden koaisoEen bilden mit der Achse des ütabea einen Kinkel cL 25 trapezoidal cross-sections, the parallel side 26 of which is adjacent to the rod 1. On the inside between jswei see Koriisch anr Schraela. "Rea ^ üagerriä file i new" yliadriischen part · The generators of the two koaisoEen form an angle cL with the axis of the ütabea

von oa· 45θ» Bei Srbitsaiag dee axaphitriages 25 aittels der HoehfrequöKisspule 3 entsteht im Stab f eine geseimol-Eene Zone 4» die sich bis innerhalb der konischen feile erstreckt· Sei der Abwärtsbewegung des Strahlongsringes 25 und der Hochfref|ttenaspule J v.äch&t der Stab von oben nach unten einkristallin an und der obere konische feil fungiert als ausgleichender Wänaeströtlung»ring· Bei d^r Äufv.ärtabev.-egang . ächst der atab von unten nach oben au. an, während der ttntere konisehe feil ale ausgleicnender Wäriaestrahlttngörini fungiert·from oa · 45 θ »At Srbitsaiag dee axaphitriages 25 by means of the high frequency coil 3 a geimol-Eene zone 4 arises in the rod f, which extends to within the conical file · Be the downward movement of the radiant ring 25 and the high frequency coil J v.äch & t the rod is monocrystalline from top to bottom and the upper conical file functions as a compensating wall reddening »ring · at d ^ r Äufv.ärtabev.-egang. the atab grows from the bottom up. on, while the lower conical feil acts as a balancing heat radiation tngörini

Bei der sehe&atisoh in Fig. 5 i^ üahnitt dargestellten Vorrichtung nach der Erfindung, die zum Äufsiehea eines einkristalllnen ötabus bestiniiat ist» kommt entsprecheaÄ der Vorrichtung nach, l'ij« 2 ein axtS der Scitmelae treibender jtrahlunvSring aur Verv.endung» Dieaer iStrahlttnö"erlng 30 besitzt einen in der An, achsrichtung des Stabes, d»h· in Sichtung der üchiaelsse, konisch verlaufender 3?eil* der in einen zylindrischen Seil übergeht. Beim Verfahren nach der Erfindung wird der atrahlungsrinj treibend gehalten, so dfiß nur ein konischer $eil die Selimelsse Überragt ·In the see & atisoh in Fig. 5 i ^ üahnitt device shown according to the invention, the ötabus einkristalllnen one for Äufsiehea is bestiniiat "comes after entsprecheaÄ of the device, l'ij" 2 a axtS the Scitmelae driving jtrahlunvSring aur Verv.endung »ö Dieaer iStrahlttn "Erlng 30 has a 3-part which runs in the direction of the axis of the rod, that is, in the sighting of the chiaelsse, conically extending part * which merges into a cylindrical rope conical part towers over the Selimelsse

Die Vorrichtung nach Pig· 6 entspricht im wesentlichen der nach Pig· 3; lediglich ist der £l?icae, obere R«nä tÖThe device according to Pig · 6 is essentially the same that according to Pig · 3; only the £ l? icae, upper R «na tÖ

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I <J L· U I I <JL * UI

des Siegele 15 nach Fig« 3 in Pig· 6 durch eine konisch verlaufende- Innenwand era et Et. line solch· Vorrichtung, bei der ein lie/;el 15* Bit einer wenigstens as oberen Band· konisch verlaufenden Innenwand 35» der in der Schmelze 1t eines grösserea Siegele 16 treibt und durch eine öffnung 17 mit diesem in Verbindung steht, ist an und für sieh bekannt, !lach der .Erfindung aber wird der Siegel 15 so in der Schmelze treibend gehalten, daö sich oberhalb des flüssigkeit spegels 36 im 'Üiegel lediglich eine konisch verlaufende innere and befindet. Auf diese Weise emufän-t der hochgezogene dtab 1 nur Strahlung von der konischen Innenwand· / of the seal 15 according to FIG. 3 in Pig 6 through a conically extending inner wall era et et. line such a device in which a small 15 * bit of at least the upper band conically extending inner wall 35 'in the melt 1t of a grösserea Siegele 16 drives and through an opening 17 in this connection is known per see,! laughing of .The invention but the seal 15 is thus kept floating in the melt, daö above the liquid 36 in the spegels 'Üiegel only a conical inner and is located. In this way the raised dtab 1 only emits radiation from the conical inner wall /

Is sei bemerkt, daß die bei der Erläuterung von geschilderten Maßnahme zur Temperaturerhöhung des treibenden Strahlungsringee, sehr vorteilhaft auch bei den Vorrichtungen nach den Figuren 3». 5 und 6 getroffen werden können.It should be noted that the measure described in the explanation of to increase the temperature of the driving radiation ring is also very advantageous with the devices according to FIGS. 5 and 6 can be taken.

Die Wirkung der Krfindun ; sei näher erläutert an Hand von j?ig.7» die eine graphische Darstellung der Resultate mit der Torrichtung und de» Verfahren nach Fig. 2 ist· Senkrecht ist die Dichte der Aetagrubea je ca2 in beliebigen Einheiten aufgetragen, diese Sichte ist massgebend für die Störstellendichte im Kristall, während der Abstand von der strichpunktierten dargestellten Achse X-X des Stabes v*aagereuht aufgetragen ist·The Effect of Krfindun; is closer explained with reference to j? ig.7 "which is a graph of the results with the Torrichtung and de" method of FIG. 2 is vertical · the density of Aetagrubea ca plotted in arbitrary units 2, this sight is crucial for the density of impurities in the crystal, while the distance from the dash-dotted axis XX of the rod is plotted v * aagereuht

Die &urve Λ stellt die Aetg^rttbenvurieilung.. über der Querschnittsfläche dar, die bei eine« einkristallinen Stab auftritt, der durch Anwendung des Verfahrens und bei der Vorrichtung nach Fig· 2 erhalten wird· Di· Kurve B stellt die Aetzgrubearerteilung bei einen ohneThe & urve Λ represents the Aetg ^ rttbenvurieilung .. above the Represents the cross-sectional area that occurs in a "single-crystal rod, which is obtained by applying the method and obtained in the device according to Fig. 2 · Di · Curve B represents the Aetzgrubearertgabe with one without

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909813/133A909813 / 133A

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Verwendung eine« Strahlenrlnges aufgezogenen einkrietallinen Stab dar· Es ist klar ersichtlich» daß bei dem durch Anwendung eines Verfahrens nach der Erfindung erhaltenen einkristallinen Stab» die Aetsgrubendiohte kleiner ist» und die Aetsgruben gleichtiäseiger an der Querschnitts« fläche verteilt sind· Kur am Bande des Stabes die Aetsgrubendlohte beträchtlich zu· In diese« nenhang sei aber darauf hingewiesen, dad die Temperatur des treibenden Strafe lun^aringes niedriger als die zur idealen Kompensation erforderliche Temperatur war· Srotadea wurde bereits eine beträchtliche Verbesserung erhalten·Use of a single-crystal line drawn up along the length of the rays Staff there · It is clearly evident »that with the through Using a method according to the invention obtained monocrystalline rod »the Aetsgrubendiohte is smaller» and the Aetsgruben more similar in cross-section « area are distributed · Kur on the band of the stick the Aetsgrubendlohte considerably However, it should be noted that the temperature is the driving punishment lun ^ aringes lower than that of the ideal compensation required temperature was · Srotadea was already a considerable improvement obtain·

Pat ent anep räche tPat ent appraisals

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BADBATH

Claims (1)

Patentansprach·ιPatent claim · ι 1· Verfahren mv Herstellung iron einkristallinea Korpern aus ein·« Stoff z.B. «ines Halbleiter» «1« Öenaaniti» oder Sill ζ Ium, wobei duroh ΐ. iira*«uf ohr von aassea her und/oder durch ; är«»~Etttwicklung la diesem Stoff «Ittel* «la«· elektrischen Hochfrequemsfeldee, «la· öehmelee. dies·· Stoff·« gebildet wird» aus der durch Erstarrung la einer beBtlmmten Richtung ein Einkristall in fora tinea kreis-» zylindrischen Stabes anwächst, dadurch g«kennseiohnet, dcß während des Anwacherorgangß der dareh Ausstrahlung an der Oberfläche auftretende färaererlaet desjenigen Teiles de· bereits angewachsenen «inkrißtalliaea Stabes» ύ·τ eine die Erweichun-;eteaperatur des Stoffes übereteigeade Temperatur hat» durch Einstrahlung von Wärme ausgeglichen wird, die Ton eine» äaaaeren dea Stab eyataetriseh ovgebendea Wärmeetrahlungekorper »tarntet, dessea aeoaetrie und $emperatur-▼ertellung derart gewählt sind» dad von jede» beliebigen Oberf lächeneleaient des genannten Teiles die bei eines konstanten Temperaturgradienten in diesen Teil ausgestrahlte Wärme aasgeglichen wird·1 · Process mv Manufacture of iron monocrystalline bodies from a · «substance eg« ines semiconductor »« 1 «Öenaaniti» or Sill ζ Ium, where duroh ΐ. iira * «on ear from aassea and / or through ; . this substance is "formed" from which, through solidification in a certain direction, a single crystal grows in fora tinea circular-cylindrical rod, thereby recognizing that during the process of growth of the radiation on the surface of that part of the already grown "inkrischtalliaea rod" ύ · τ a the softening; eteaperatur of the substance over dough temperature has »is compensated by radiation of warmth, the tone disguises a» äaaaeren dea rod eyataetriseh ovgebendea heat radiation body », whose aeoaetrie and $ emperatur- ▼ display are chosen because the heat radiated into this part at a constant temperature gradient is compensated for by any surface element of the named part. 2· Verfahren nach Anspruch 1, dadaroh geicennxel am et» deS als Wärmeetrahlun:;slcor£.er ein die Brstarrongeflache eagreneender, sua Stab koaxialer StrahlungBrin^ verwendet wird» der an der Innenseite mit etwas Spiel ram» o» dea Stab heraapaSt» and dessen Auseendurehaeeeer dea sweifaehea Stabdarehaesser entspricht oder jröeser ist» wobei die dem bereits angewacheenea einkrietallinea Stab »ogev/andte Seite des Binges flaoh ist nad eiae !■ wesentlichen konstante Temperatur hat» die siadesteas der Schmelztemperatur des Stoffes entspricht·2 · The method according to claim 1, dadaroh geicennxel am et »deS as heat radiation:; slcor £ .er an eagreneender the Brstarrongeflache, sua rod of coaxial radiation Brin ^ used will ram »o» dea on the inside with a little play Staff heraapaSt »and whose Auseendurehaeeeer dea sweifaehea Stabdarehaesser corresponds or is jröeser »where the dem already grown enea single-crystal rod »ogev / andte Side of the binges flaoh is nad eiae! ■ has substantial constant temperature »the siadesteas the melting temperature of the substance corresponds - 17 -- 17 - 909813/1334909813/1334 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL 3· Verfahren naoh. Anspruch 1 und/oder 2, dadaroh gekenn- «eichnet, d«0 der Bieg einen re eilt eckigen Querschnitt hat·3 · Procedure naoh. Claim 1 and / or 2, dadaroh marked «Calibrates that the bend has a rapidly angular cross-section. 4· Verfahren nach eine» oder mehreren, der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breit« dee Einsee dem Teiaperatargraaleaten la dem genannten feil entspricht.4 · Method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the Breit "dee Einsee the Teiaperatargraaleaten la corresponds to the above-mentioned feil. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der AuBaejidurohnseeeer des Blngee das 2wei~ bie Dreifache de» Stafeduröhiwssere be- trägt. 5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the AuBaejidurohnseeeer des If it is twice or three times the stafeduröhiwssere. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprach· 1 bis 5» bei dem ein einkristalliner, kreisaylindrisob-er dta!» aus einer öchmelae aufgesogen wird, dadaroh gekennaeiahnet, daß der ätab duroh die öffnung einer auf der JcLmelse treibenden ötrahlun sacheibe hochgözogen wird·6. The method according to one or more of spoke · 1 to 5 »in which a single crystalline, circular aylindrisob-er dta!» is sucked up from an ochmelae, dadaroh kennaeiahnet, that the ätab duroh the opening of one on the JcLmelse driving ötrahlun sacheibe is hochgözug · 7. Verfahren naoh Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, die Diok· der Scheibe kleiner als 5 Ma ist·7. The method naoh spoke 6, characterized in that the diok of the disc is less than 5 Ma 8· Verfahren aaeh einem oder mehreren der Ansprache 1 bis 7, bei dem ein eiakrlstalliner Stab au» eineos Tiegel aufgezogen vird, der in der ü camel ze eines -rösaeren Tiegels treibt und duroh eine Öffnung in seiner Wand mit diese« * in Verbindung steht» dadurch gekennzeichnet, US der tieibende Tiegel einen flachen Band besltstt» der auf der äehmelB» des grösseren -Tiegels ruht und auf diese Weis· einen Strahlunparing bildet·8 · Method aaeh one or more of Addresses 1 to 7, in which an egg-shaped stick is drawn out of a crucible, which drives in the camel of a rosy crucible and through an opening in its wall communicates with it "characterized in that the US tieibende crucible besltstt a flat ribbon" which rests on the äehmelB "of the larger -Tiegels and thus forms a Strahlunparing Weis · · 9· Verfahren nach einem oder mehreren der Ar1 epr lieh· 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet» daß bein Zonenaohael»- verfahren ohne Tiegel ein ütrahlungsring rechteckigen Querschnitts verwendet wird·9 · Method according to one or more of the Ar 1 epr lent · 1 to 5 »characterized in that, in the Zonenaohael» method without a crucible, a radiation ring with a rectangular cross section is used · 909813/133k 909813/133 k BAD BA D I Ό L U /I Ό L U / 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der aus sere Jirmestrabltutgskorper aus eine« zu» Stab koaxialen Strahlungsring besteht» der an der Innenseite» wenigstens an dem XeIl, der die Eretarrungofläeh· and einen an diese angrenzenden bereits einkristallin angewachsenen Stabteil dessen temperatur die Erweichungstemperatur des Stabes übe;steigt, umgibt, sich konisch in der Hichtung verjüngt die der Anwaehsrichtung des Stabes entspricht, und eine im wesentlichen konstante Temperatur mindesten« gleich der Schmelztemperatur des Stabes hat·10. The method according to claim 1, characterized in » that the from sere Jirmestrabltutgskorper from a "to" staff coaxial radiation ring consists of »the one on the inside» at least on the XeIl that touches the flat surface to this adjoining, already monocrystalline grown rod part whose temperature is the softening temperature of the Stick; rises, surrounds, conical in the direction tapers which corresponds to the direction of the stick, and an essentially constant temperature at least « is equal to the melting temperature of the rod 11· Verfahren nach Anspru© . 10, dadurch gekennzeichnet» daß die Erzeugende dea konischen Teiles einen Winkel von mehr als 30° mit der Achse des ötabes bildet.11 · Method according to claim. 10, characterized » that the generatrix of the conical part forms an angle of more than 30 ° with the axis of the ötabes. 12· Verfahren nach Anspruch 10 and/oder 11, dadurch gekennzeichnet» dai die Erzeugende des konischen Seiles einen riiikel von 40° bis 50° mit der Achse des Stabes bildet·12. The method according to claim 10 and / or 11, characterized in that the generatrix of the conical rope forms a riiicle of 40 ° to 50 ° with the axis of the rod. 15« Verfahren nach einem oder faehreren Ansprüche 10 bis 12» bei dem ein einkristalliner kreiszylindrischer Stab aus einer ^Cimelse hochgezogen wird» dadurch gekennzeichnet» daß der ätrehlungering derart auf der schmelze treibt» daß nur ein in Richtung der Sehmeise konisch verlaufender Teil der Innenseite des Hinges die üchmelae überragt·15 «Procedure according to one or more claims 10 to 12» in which a monocrystalline circular cylindrical rod is pulled up from a ^ Cimelse »characterized» that the ätrehlungering drifts in such a way on the melt »that only a conical part in the direction of the Sehmeise the inside of the hanging is dominated by the üchmelae 14· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis IZr bei dem ein einkr?stalliner, kreiszylindrischer Stab aus einea Tiegel hochgesogen wird mit einer wenigsten» am oberen ßande konisch verlaufenden Innenwand, der in der Schaelae eines grosseren Tiegels treibt und durch eine Dffnun- seiner and »it dieser in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, diß der Tiegel derart in der14 · The method according to one or more of claims 10 to IZr, in which a single-crystal, circular-cylindrical rod is sucked up from a crucible with an inner wall that runs conically at the top, drifts in the shell of a larger crucible and passes through a it is connected with it, characterized in that the crucible is in this way 13/133413/1334 - 19 -- 19 - BAD ORIGINALBATH ORIGINAL Selnaelae des grösseren Tiegels treibend gehalten wird, dad nur eine konisch Terlaufende Innenwand den Flüssigkeitspegel im Tiegel Überragt·Selnaelae of the larger crucible is kept drifting, dad only a conical inner wall running through the liquid level towering in the crucible 19· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, bei el em ein einkristalliner, kreisaylindrischer Stab durch das tiegelfreie Zonenaehrcelxverfahren hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring an der Innenseite ausser einem konisch ve:laufenden Teil einen zylindrischen Teil aufweist, die zusammen eine geeonmolsene Lone be ν, irk en, die sich bis innerhalb des konischen. Teiles erstreckt« v 19. Method according to one or more of claims 10 to 12, in which a single-crystalline, circular-alindric rod is produced by the crucible-free Zonenaehrcelxverfahren, characterized in that the ring has a cylindrical part on the inside apart from a conically ve: running part, which together a geeonmolsene lone be ν, irk en, which extend up to within the conical. Part extends « v 16« Verfahren nach. Ansprach 15» dadurch gekennzeichnet, daS der Strahlungsrln-; einen trapezförmigen Querschnitt hat, dessen kürzeste parallele Seite dem Stab zugewandt ist.16 «Procedure according to. Address 15 »characterized by that the radiation line; a trapezoidal cross-section whose shortest parallel side faces the rod. 17« Verfahren nach eine» oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet* AaS der Ütrahlungskörper aus Graphit besteht·17 “Procedure according to one” or more of the claims 1 to 16, characterized by * AaS the radiation body consists of graphite 18· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dad der Strahlungsring aus Graphit bei einer Temperatur erhitst wird, dl· das 1.2 - bis 1.5-faohe der Schmelztemperatur des Stabes beträgt·18 · Method according to one or more of claims 2 to 9 »characterized by the ring of radiation from graphite is heated at a temperature that is 1.2 to 1.5 times the melting temperature of the rod amounts to· 19· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, 12 und 13» bei dem Hochfrequensserhitzun erfolgt and die liegelwand aus einem leitenden Stoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiegelwand mit Einschnitten rereehen 1st,welche die Uochfrequenzströme in der Tiegelwand beschränken»19 · Method according to one or more of Claims 6 to 8, 12 and 13 »in which high frequency heating takes place and the lying wall is made of a conductive material, thereby characterized in that the crucible wall is rereehen with incisions, which the high-frequency currents in the crucible wall restrict" 909813/1334 -20-909813/1334 -20- 20. Virfahrtn. aach eine» »des* aefcrersa Air Anspruch· € bl· 8» 13 und 14» fcii dim HaeMrequeaeerhiteouag Anwendung findet, dadureh g»k§an*eiaaii«tf ds? die $legiXwaai «us einea Isolator, der Strahlttmgskurp·? aus einea Leiter beeteht.20. Virfahrtn. After a »» des * aefcrersa Air claim · € bl · 8 »13 and 14» fcii dim HaeMrequeaeerhiteouag applies, dadureh g »k§an * eiaaii« t f ds? the $ legiXwaai «us an insulator, the Strahlttmgskurp ·? made of a ladder. 21· Verfahren aaeh elnea oder oelireren «er Anaprliehe, äftdureh gekennaeicimet, d»Ä dir ütrahlungekoeffiaient de« Ütrahlungaicörper· grosser alu d^.r 4er iioheelee ist»21 · Procedure aaeh elnea or oelireren «er Anaprliehe, äftdureh gekennaeicimet, d »Ä dir ütrahlungekoeffiaient de« Ütrahlungaicbody · large alu d ^ .r 4er iioheelee is » 22» Verfahren nach elnea oder aehriren dir Auapriiche, dadurch gekenaselohnet» daß der Teiaperatttrgradieat ta genannten Sail des einkristalltnea Stab·· durch Kühlung angepaßt . ird«22 “Procedure according to elnea or aehriren dir Auapriiche, thereby gekenaselohnet »that the Teiaperatttrgradieat ta called Sail of the monocrystalline rod ·· adjusted by cooling. earth « 23· Verfahren meh Anspruch 21» dadurch23 · method more claim 21 »thereby daü die Kühlung in eine» konstanten Abstand von deathat the cooling is at a »constant distance from dea ötrahlun .akörper erfolgt·ötrahlun .body done 24· Vorrichtung 2ua Aas führe a iizas Verfahrene oaca einea oder mehreren der τοrangehenden Ansprüche·24 · Device 2ua Aas introduce a iizas procedure oacaa or more of the preceding claims 25· üinkristalliner, kreisssylindrischer ο tab, darcfa Aar Wendung eine« Verfahrens nach einea oder mehreren dir vorangehenden Ansprüche 1 bis 23 oder aittels einer Vorriuhtun^ gemäß iinspruch 24 hergestellt·25 · oincrystalline, circular cylindrical ο tab, darcfa Aar Phrase a «procedure after one or more dir preceding claims 1 to 23 or by means of one Provision made according to claim 24 26· Einkristalline Körper» erhalten aus einea einkristall!« nen Jiabe, der durch Anwendung eines Verfahrens naih eines oder mehreren der Toraogehenden Anspruch· 1 bis 23 oder aittels einer Vorrichtung getcäee Anspruch 24 hergestellt 1st·26 · Single crystalline bodies »obtained from a single crystal!« nen jiabe, who by applying a procedure naih a or more of the Torah claims 1 to 23 or produced by means of a device according to claim 24 1st · 9098 13/1334 BADORlQfNAL9098 13/1334 BADORlQfNAL
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