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DE2143112A1 - METHOD FOR ACHIEVING A UNIFORM RADIAL RESISTANCE PROGRESS IN THE PRODUCTION OF A SEMICONDUCTOR SINGLE CRYSTAL ROD BY CRUCIBLE-FREE ZONE MELTING - Google Patents

METHOD FOR ACHIEVING A UNIFORM RADIAL RESISTANCE PROGRESS IN THE PRODUCTION OF A SEMICONDUCTOR SINGLE CRYSTAL ROD BY CRUCIBLE-FREE ZONE MELTING

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Publication number
DE2143112A1
DE2143112A1 DE2143112A DE2143112A DE2143112A1 DE 2143112 A1 DE2143112 A1 DE 2143112A1 DE 2143112 A DE2143112 A DE 2143112A DE 2143112 A DE2143112 A DE 2143112A DE 2143112 A1 DE2143112 A1 DE 2143112A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rod
sound vibrations
semiconductor
crucible
holder
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
DE2143112A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Dr Keller
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2143112A priority Critical patent/DE2143112A1/en
Priority to NL7209160A priority patent/NL7209160A/xx
Priority to GB3676072A priority patent/GB1356515A/en
Priority to US00283320A priority patent/US3841845A/en
Priority to BE788027A priority patent/BE788027A/en
Priority to FR7230311A priority patent/FR2150860B1/fr
Priority to IT2850272A priority patent/IT968208B/en
Priority to JP8608372A priority patent/JPS4832467A/ja
Publication of DE2143112A1 publication Critical patent/DE2143112A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Description

SIEMEHS AKTIENGESELLSCHAFT ■ München 2, 2 7. AUG. 1971 SIEMEHS AKTIENGESELLSCHAFT ■ Munich 2, 2 AUG. 1971

■ , . Y/ittelsbaoherplatz■,. Y / ittelsbaoherplatz

Berlir· υηα München : -Berlir · υηα Munich : -

71/114471/1144

Verfahren zur Erzielung eines gleichmäßigen radialen V/iderstandsverlaiifs beim Herstellen eines Halbleiter-Einkristallstabes durch tieeel:freies ZonenschmelzenProcess for achieving a uniform radial resistance variation in the manufacture of a semiconductor single crystal rod by ti eeel: free zone melting

Me vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzielung eines gleichmäßigen radialen 7/id erstand sverl auf es in. einem Halblei toreinkristallstab beim ti eselfrei en Zonenschmelzen eines .senkrecht an seinen Enden gehalterten Halbleiterstabes mit einer den Stab ringförmig umschließenden, die Schnee Iz zone erzeugenden induktiven Heizeinrichtung, bei dem von einem Keimkristall ausgehend die Schmelze in Richtung der Stabach.se eines Vorratsstabteils durch den Halbleiterstab bewegt- wird.Me present invention relates to a method for achieving a uniform radial 7 / id erstand sverl on it in. One Semiconductor single crystal rod for donut-free zone melting a semiconductor rod held vertically at its ends with an annular surrounding the rod, the snow Iz zone generating inductive heating device, in which, starting from a seed crystal, the melt moves in the direction of the rod axis a supply rod part is moved through the semiconductor rod.

Es ist bekannt, Einkristal]stäbe durch tiegelfreies Zonenschmelzen herzustellen, indem mit Hilfe-von Keimkristallen polykristalline Halbleiterstäbe, insbesondere Siliciumstäbe, dadurch in Einkristalle übersreführt werden, daß man eine Schmelzzone von dem Ende, an dem der Keimkristall angesetzt ist, zu dem anderen Ende des Halbleiterstabes (Vorratsstabes) v/andern läßt. Der Halbleiterstab wird hierbei meist senkrecht stehend in zwei Halterungen eingespannt, wobei die eine Halterung während des Zonenschmelzen in Rotation um die Stabachse versetzt wird, so daß ein symmetrisches Aufwachsen des erstarrenden Materials gewährleistet ist.It is known to produce single crystal rods by means of crucible-free zone melting by using seed crystals to produce polycrystalline semiconductor rods, in particular silicon rods, be converted into single crystals by one Melting zone from the end at which the seed crystal is attached to the other end of the semiconductor rod (supply rod) v / lets change. The semiconductor rod is usually clamped in two holders in a vertical position, one holder is set in rotation about the rod axis during the zone melting, so that a symmetrical growth of the solidifying Material is guaranteed.

Einkristal]stäbe, die in dieser Weise durch das tiegelfreie Zonenschmelzen hergestellt worden sind, zeilen infolge einer mangelhaften Durchmischung der Schmelze meist keinen ^leichmäßieren radialen 7/xderstandsverlauf, wie er für die Herstellung von Halbleiterbauelementen wünschenswert wäre.Single crystal] rods, which in this way pass through the crucible-free Zone melts have been established as a result of a Inadequate mixing of the melt usually does not smooth out radial 7 / xdistance curve, as it is for the manufacture of semiconductor components would be desirable.

VPA 9/i1o/ioii Edt/Au - 2 -VPA 9 / i1o / ioii Edt / Au - 2 -

309809/0994309809/0994

BAD OFHGiNAL .BAD OFHGiNAL.

Eine gewisse Verbesserung in der Durchmischung der Schmelze, und damit des radialen Widerstandsverlaufes des wiedererstarrenden S tab teil s "bringt das in der deutschen Patentschrift 1 218 4o4 "beschriebene exzentrische tiep-elfreie Zonenschmelzen, bei dem die sich drehende Halterung des wiedererstarrenden Stabteils relativ zur Heizeinrichtung, also zur Tnduktlonsheizspule, seitlich verschoben wird.Some improvement in the mixing of the melt, and thus the radial resistance curve of the resolidifying S tab part s "brings this in the German patent specification 1 218 4o4 "described eccentric, pitch-free Zone melting, in which the rotating bracket of the re-solidifying rod part relative to the heating device, so to the Tnduktlonsheizspule, is shifted laterally.

Es wurde nun auf Grund eines Modellversuches festgestellt, daß der vorstehend beschriebene Vorteil einer guten Durch- -mischung der Schmelzzone und damit eines gleichmäßigen Widerstandsverlaufes über den Stabquerschnitt auch auf einem anderen Weg erzielt werden kann.It has now been determined on the basis of a model test, that the above-described advantage of a good -mixing of the melting zone and thus a uniform Resistance curve over the rod cross-section also another way can be achieved.

Es wird deshalb erfindungsp-emäß vorgeschlagen, daß mindestens eine der beiden, die Schnei ze tragenden Stabhalterungen v/ährend des Zonenschme.lze.ns mit Schallschwingungen in axialer Richtung beaufschlagt werden.It is therefore proposed according to the invention that at least one of the two rod holders carrying the cutting edge of the zone melting point with sound vibrations in the axial direction be applied.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dabei vorgesehen, daß die Schallschwingungen über eine durch, einen Wechselstrom erregte Magnetspule erzeugt werden.In a further development of the concept of the invention it is provided that that the sound vibrations over one through, one Alternating current excited solenoids are generated.

Dabei liegt es im-Rahmen der vorliegenden Erfindung, (iaji.e.in Wechselstrom im Tonfrequenzbereich, beispielsweise von .5.0 Hz, verwendet wird. Selbstverständlich können auch höher fre.oi|eni.e Wechselströme (Ultraschall) angewandt werden. ....... ... ., ,;.: It is within the scope of the present invention to use alternating current in the audio frequency range, for example of .5.0 Hz. Of course, higher free alternating currents (ultrasound) can also be used. ... .... ....,, ; . :

Gemäß einem Ausführungsbeisuiel nach der Lehre der Erfindung v/erden die von der Spule erzeugten Schallschwingungen mittels.·-y einer Flüssigkeitssäule auf die Stabhaiterung übertragen,; wo-, bei es zweckmäßig ist, die Schwingungsamplitude mittels. .... einer Pühiersoüle konstant zuhalten. ·--·. ·.,„;,. . - .According to an exemplary embodiment according to the teaching of the invention v / ground the sound vibrations generated by the coil using. · -y transferred to the rod holder by a column of liquid; Where-, when it is appropriate to use the oscillation amplitude. .... keep a brewing column constantly closed. · - ·. ·., ";,. . -.

VPA 9/II0/I0IIVPA 9 / II0 / I0II

309809/0994309809/0994

·.'■■··'■::. - -ν BAD·. '■■ ··' ■ ::. - -ν BAD

_ "3 —_ "3 -

ft-emäß einem anderen A us füh runkst en spiel nach der Lehre der Erfindung v/erden die von der Snule erzeugten Schallschv/imamgen ü"ber ein Rohr aus Leichtmetall, insbesondere aus A j uirn nium, auf die Stabhalterune: übertragen.According to another excercise game, it is about the apprenticeship According to the invention, the sound waves generated by the snule are grounded Transferred via a tube made of light metal, in particular made of aluminum, to the rod holder rune.

folgende Überlepune-en haben zu der erfindungsgemäßen Maßnahme der. besseren Durcirmischung einer Schmelze durch Beschallung der Schmelze in axialer "Richtung geführt:The following overlaps have to do with the measure according to the invention the. better Durcirmischen a melt through Sonication of the melt in the "axial" direction:

Bei der. intensiven Beschallung von Lösungen oder Schmelzen treten in diesen leichte Bewegungen, also Ortsveränderungen der betroffenen Teilchen auf, wenn die Lösungen oder die Schmelzen nicht in einem Gefäß unveränderlichen Volumens eingesnnlossen sind. !Durch einen Modellversuch wurde diese Überlegung bestätigt. Dabei wurde eine leicht alkalische, mit wenigen Körnchen des Farbstoffs Alizarin versetzte Lösung j η einem paraffinierten Papierbecber einmal in den Trichter eines mit einer mit 5o Hz erregten Magnetspule gekoppelten Lautsprechers von ca. o,3 W gesetzt und einmal nicht behandelt. Zunächst zeigten sich bei beiden Versuchen starke Schlierenbildungen. ITach zwei Minuten Behandlungsdauer war die Lösung, welche beschallt wurde, schon viel stärker durchmischt als die Lösung, die normal gespült wurde. Drei Minuteri nach Versuchsbeerinn konnte bei der beschallten Lösung eine vollständige Durchmischung des Farbstoffes festgestellt v/erden, während die stehende Farbstofflösung immer noch eine rsehr ungleichmäßige Vermischung des Farbstoffes durch das Vorhandensein von stationären Farbstoffringen zeigte.In the. intensive sonication of solutions or melts occur in these slight movements, i.e. changes of location of the affected particles on when the solutions or the melts are not in a vessel of constant volume are included. ! This Consideration confirmed. A slightly alkaline solution with a few grains of the dye alizarin was added j η a paraffin paper cup once into the funnel one coupled to a magnet coil excited at 50 Hz Speaker of about 0.3 W set and not treated once. First of all, both tests showed strong streaking. It was after two minutes of treatment the solution that was sonicated was mixed much more strongly than the solution that was rinsed normally. Three Minuteri after Trialbeerinn was able to use the sonicated solution Complete mixing of the dye was found while the stagnant dye solution was still there very uneven mixing of the dye showed the presence of stationary dye rings.

Dieser Modellversuch läßt sich ohne weiteres auf das Züchten von Kristallen aus Schmelzen anwenden und liefert beim Einkristall ziehen, bedingt durch die bessere Durchmischung der Schmelze, einen verbesserten C-Gradienten. Außerdem wird der Transport von Verunreinigungen an die Oberfläche der Schmelze gefördert, d.h. der Reinigungseffekt wird erhöht. Daneben wird auch eine Verbesserung der Kristallqualität erzielt.This model experiment can easily be applied to breeding of crystals from melts and delivers in the case of single crystals draw, due to the better mixing of the melt, an improved C-gradient. Also will the transport of impurities to the surface of the melt is promoted, i.e. the cleaning effect is increased. In addition, an improvement in the crystal quality is also achieved.

YVA 9/110/10I1 3098 09/09 94 _ 4 _ YVA 9/110 / 10I1 3098 09/09 94 _ 4 _

BAD OBiGINAUBAD OBiGINAU

Mit großem Vorteil kann das Verfahren nach der !Lehre der Erfindung für das'tiegelfreie Zonenschmelzen auch mit den in den deutschen Patentschriften 1 218 4o4 und. 1 263 beschriebenen Verfahren gekoppelt werden, bei denen die sich drehende,· den Keimkristall oder den Vorratsstab tragende Halterune· relativ zur Induktionsheizspule (Heizeinrichtung) seitlich verschoben wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß noch ein zusätzlicher Durchmisnhumiseffekt der Schmelze neben einer Verbesserung der Kristallqualitat an den so gefertigten Halb] ei t.er stäben auftritt. The method according to the! Teaching of the invention for crucible-free zone melting those in German patents 1 218 404 and. 1 263 described methods are coupled, in which the rotating, · the seed crystal or the supply rod carrying Holding run relative to the induction heating coil (heating device) is shifted sideways. By this measure it is achieved that an additional Durchmisnhumisffekt the melt in addition to an improvement in the crystal quality of the half-egg rods produced in this way.

fe Eine weitere Verbesserung in bezug auf die Durchinischujig der Schmelze tritt auch noch ein, wenn die Drehung mindestens einer der beiden Stabhalterungen mit einer ungleichfÖrmipen änderung beaufschlagt wird.fe A further improvement with respect to the Durchinischujig the melt also occurs even when the rotation is applied at least one of the two rod holders with a ungleichfÖrmi pen change.

Weitere Einzelheiten sind aus den anhand der Zeichnung- erklärten Figuren 1 und 2 zu entnehmen. Dabei stellt Pig. ein Ausführungsbei. ppiel nach der Lehre der Erfindung dar, bei dem die Schall.schwingunsien auf die Stabhalterung mittels einer Flüssigkeitssäule übertragen werden * während Fisur eine Ausführung beschreibt, bei der die Übertragung der Schall schwingungen über ein Aluminiumrohr erfolgt.Further details can be found in the explanations on the basis of the drawing Figures 1 and 2 can be seen. Pig. an execution case. play according to the teaching of the invention, in which the Schall.schwingunsien on the rod holder by means of a column of liquid are transferred * during Fisur describes an implementation in which the transfer of the Sound vibrations takes place through an aluminum tube.

Bei der in Figur 1 abgebildeten Anordnung ist die obere, einen Siliciumvorratsstabteil 1 tragende Stabhalterung 2 über eine Federbalgabdichtung 3 mit einer in einem Rohr befindlichen blssenfreien Flüssigkeitssäule 4 aus dünn-In the arrangement shown in FIG. 1, the upper rod holder 2 carrying a silicon supply rod part 1 is via a bellows seal 3 with a peel-free liquid column 4 made of thin-

• ■ " • ■ "

flüssigem Siliconöl gekoppelt. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet die obere Rezipientenwand, durch die das Rohr 5 mit der Flüsslfckei tssäule 4 über eine Abdichtungskammer 7 nach außnn geführt wird. Am oberen Ende des Rohres 5 sorgt eine weitere , Federbalgabdichtunp; 8 für den äußeren Abschluß der Flüssigkeitssäule ^ und ermöp·] i cht gleichzeitig, daß die durch die Erregung der Ma'rnetsnule 9 erzeugten Schall schwingungencoupled with liquid silicone oil. The reference number 6 denotes the upper recipient wall, through which the tube 5 with the liquid column 4 is guided to the outside via a sealing chamber 7. At the upper end of the tube 5 , another, bellows seal provides; 8 for the outer closure of the liquid column ^ and at the same time enables the sound generated by the excitation of the magnetic column 9 to vibrate

VPA q/i1o/io11 ■VPA q / i1o / io11 ■

309809/0994309809/0994

BAD ORiGIMALBAD ORiGIMAL

auf die Flüssigkeitssäule 4 übertragen und -in axialer Richtung auf den Vorratsstabteil 1 wirksam werden. Mit der Fühlerspule kann dabei die SchwingungSamplitude konstantgehalten werden. Mit dem Bezugszeichen 11 sind die für die Krreeerspule 9 notwendigen Magnetpole, mit 12 der Permanentringmagnet und mit 13 und 14 die Magnetpole und der PerinanentringTnagriet für die FühlersOule 1o bezeichnet. Der mechanische Antrieb für die Stabhalterung 2 ist in der Figur 1 nicht zeichnerisch dargestellt. Die Stromzuführung (ebenfalls nicht.dargestellt) erfolgt über Schleifkontakte. Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird durch die Spule 9 die Flüssigkeitssäule 4 zu axialen Schwingungen angeregt, die sich über die Federbalgabdichtung; auch auf den Vorratsstabteil 1 und damit auf die SiIi ciumschmelze (in der Figur nicht dargestellt) übertragen. Die Schwingungsrichtung soll diirch den Doppelpfeil -15 angezeigt v/erden.Transferred to the liquid column 4 and -in the axial direction on the supply rod part 1 become effective. With the feeler coil the oscillation amplitude can be kept constant. The reference numeral 11 denotes those for Krreier coil 9 necessary magnetic poles, with 12 the permanent ring magnet and with 13 and 14 the magnetic poles and the PerinanentringTnagriet for denotes the FühlersOule 1o. The mechanical drive for the rod holder 2 is not shown in the drawing in FIG shown. The power supply (also not shown) takes place via sliding contacts. When operating this device is excited by the coil 9, the column of liquid 4 to axial vibrations, which spread over the bellows seal; also on the supply rod part 1 and thus on the SiIi ciumschmelze (not shown in the figure) transferred. The direction of oscillation should be indicated by the double arrow -15 v / earth.

Die Figur 2 zeigt eine ähnliche Anordnung. Hier ist die obere, den Siliciumvorratsstabteil 1 tragende Stabhalterung 2 mit einem in einer Federbalgabdichtung 3 sitzenden dünnen Rohr aus Aluminium verbunden. Das dünne Aluminiumrohr 17 wird koaxial durch Teflonführungen 18 in einem äußeren Rohr 16, welches für den Stabtransport und die Abdichtung nach oben sorgt, gehalten. Die beiden koaxial zueinander angeordneten Rohre 16 und 17 werden mittels einer Abdichtkammer 7 vakuumdicht durch die obere Rezipientenwand '6 (Zonenschmelzkammerwand) nach außen geführt. Das obere Ende des dünnen Aluminiumrohres 17 ist unmittelbar mit der Erregerspule 9 verbunden. Mit dem Bezugszeichen 12 1st der Permanentrln^magnet bezeichnet. Der mechanische Antrieb für die Stabhalterung 2 13t in Figur 2 nicht zeichnerisch dargestellt. Die Stromzuführung für die Vorrichtung (ebenfalls nicht dargestellt) erfolgt über Schleifkontakte. Beim Betrieb der Vorrichtung bewegt sich die Magnetspule 9 durch Erregung mit 'WechselstromFigure 2 shows a similar arrangement. Here the upper rod holder 2 carrying the silicon supply rod part 1 is also included a thin tube seated in a bellows seal 3 connected from aluminum. The thin aluminum tube 17 is coaxially guided by Teflon guides 18 in an outer tube 16, which takes care of the rod transport and the sealing at the top. The two arranged coaxially to one another Pipes 16 and 17 are made vacuum-tight by means of a sealing chamber 7 through the upper recipient wall '6 (zone melting chamber wall) outwards. The upper end of the thin aluminum tube 17 is directly connected to the excitation coil 9. The permanent magnet is designated by the reference numeral 12. The mechanical drive for the rod holder 2 13t is not shown in the drawing in FIG. The power supply for the device (also not shown) takes place via sliding contacts. When operating the device the solenoid 9 moves by excitation with 'alternating current

VPA 9/.II0/I0II . - 6 -VPA 9 / .II0 / I0II. - 6 -

309303/0994309303/0994

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

auf und at> .und überträft diese Bewegung auf das rohr 17 auch auf den Vorratsstabteil 1 und damit auch auf die Siliciumschrnelze (in der Fifmr nicht dargestellt) Die Schwingungsrichtung soll durch den Doppelpfeil 15 verdeutlicht werden. Tn "bekannter Weise kann das aus, den beiden Rohren 16 und 17 bestehende System zur Kühlung des Rohreρ 17 mit einer Flüssigkeit gefüllt .und mit einer zusätzlichen Kühlvorrichtung (in der Figur nicht dargestellt) sein. Dabei kann zur besseren Fühlung -die in der P 1 519 891.1 (=VPA 66/1357) beschriebene Vorrichtung .mit 'großem Vorteil verwendet werden.on and at>. and transfers this movement to the tube 17 also on the supply rod part 1 and thus also on the silicon melt (not shown in the figure) The direction of oscillation is indicated by the double arrow 15 will. As is well known, this can be done by the two Pipes 16 and 17 existing system for cooling the Rohrρ 17 filled with a liquid and with an additional Cooling device (not shown in the figure) be. For better feeling -the in the P 1 519 891.1 (= VPA 66/1357) described device .with 'Great advantage to be used.

15 Patentansprüche
2 Figuren15 claims
2 figures

, Μ 309809λ0994, Μ 309809λ0994

VPA 9/11ο/1ο11VPA 9 / 11ο / 1ο11

Claims (15)

Pätentan β ο r So, h 6Pätentan β ο r So, h 6 ]1.) Verfahren 2ur Erzielung eines gleichmäßigen radjs.ien Widerstandfwerlauf.es in einem Halbleitereinkristallstab beim tiefelfreien Z-onenschreteen eines senkrecht an seinen Enden p;ehalterten Halbleiterstabes mit einer den Stab ring-förr-iig umschließenden, die Scheel ζ zone erzeugenden induktiven Heizeinrichtung« bei dem von einem Keimkristall ausgehend die Schmelze In Richtung der Stabach.se eines Vorratsstabteils durch den Halbleiterstab bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden, die Schmelze tragenden Stabhalterungen wahrend des Zonensehmelzens mit Schallschwingungen in axialer Richtimg beaufschlagt v/erden.] 1.) Procedure 2 for achieving a uniform radjs.ien Resistance twerlauf.es in a semiconductor single crystal rod when stepping deep into the Z-ons one perpendicular to his Ends of the held semiconductor rod with a rod ring-shaped enclosing the Scheel zone inductive heating device «in the case of a seed crystal starting the melt in the direction of the rod axis Storage rod part is moved through the semiconductor rod, characterized in that at least one of the two, the rod supports carrying the melt during the zone silting with sound vibrations in axial direction charged v / earth. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, datt dje Schallschwingungen über eine, durch einen Wechselstrom erregte Magnetspule erzeugt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that datt dje Sound vibrations are generated by a magnetic coil excited by an alternating current. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet * daß zur Erregung der Magnetspule ein Wechselstrom im Tonfrequenzbex'eich verwendet wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized * that an alternating current in the audio frequency range to excite the magnetic coil is used. A-. Verfahren nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein ".Techsei strom von ca. 5o Hz verwendet wird. A-. Method according to claim. 3, characterized in that a ".Techsei current of about 50 Hz is used. 5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallf>chwingunp;en mittels einer Flüssigkeitssäule auf die Stabhalterung übertragen v/erden.5. The method according to claim 1-4, characterized in that the sound waves are raised by means of a column of liquid transfer v / ground the rod holder. 6. Verfahren nach Anspruch 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß ' die Schwingungsamplitude mit-einer FühlerHnule" konstantirebalten wird.6. The method according to claim 1-5 »characterized in that ' keep the oscillation amplitude constant with a FühlerHnule " will. YVp <)/\ 1 o/1 o1 1 . - 8 _ YVp <) / \ 1 o / 1 o1 1. - 8th _ 309809/0994309809/0994 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL 2H31122H3112 -B--B- 7» Verfahren nach Anspruch .1 - 5» dadurch ge kennzeichnet, daß die Schwinp-ungsamplitude mit einem Piezofühler konstantgehalten wird. · . '7 »Method according to claims 1 - 5» characterized in that that the Schwinp-ungsamplitude with a piezo sensor is kept constant. ·. ' 8. Verfahren nach, Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsamplitude mit einem Dehnungsmeßstreifen konstantgehalten wird.8. The method according to claim 1 - 5, characterized in that that the vibration amplitude with a strain gauge is kept constant. 9* Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallsphwingungen über ein Rohr aus Leichtmetall auf die Stabhalterung übertragen werden* " '9 * Method according to claim 1 - 4, characterized in that that the sound vibrations via a tube made of light metal transferred to the rod holder * "' 10. Verfahren nach Anetsrueh 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aluminiumrohr verwendet wird.10. The method according to Anetsrueh 9, characterized in that an aluminum tube is used. 11. Verfahren nach Artspruch 1 - 1o, dadurch gekennzeichnet, daß für die die Schwingungen erzeugenden und/oder übertragenden Mittel eine zusätzliche Kühlung verwendet wird. 11. The method according to Artspruch 1 - 1o, characterized in that that an additional cooling is used for the vibrations generating and / or transmitting means. 12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens' nach Anspruch12. Device for performing the method 'according to claim 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stabhalterung einer Einrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines senkrecht in .einem Rezipienten angeordneten Halbleiterstabes mit einer Schal3schwingungen erzeugenden, durch Wechselstrom erregten Magnetspule, welche außerhalb des Rezipienten angeordnet ist, über eine vakuumdichte Durchführung in der Rezipientenwand verbunden ist und daß Mitte] vorgesehen sind, durch welche die von der Spule erzeugten Schall schwingungen' auf die Stabhaiterung übertragbar sind.1 - 11, characterized in that a rod holder of a device for crucible-free zone melting of a semiconductor rod arranged vertically in a recipient is connected to a magnetic coil which generates switching oscillations and is arranged outside the recipient via a vacuum-tight bushing in the recipient wall and that middle] are provided, through which the sound vibrations generated by the coil 'can be transmitted to the Stabhaiterung. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeiöhnet» daß zur Übertragung: der Schallschwingungen nach der Stabhalterunff eine Flüssieikeitssnule angebracht istr welche sowohl auf der der Stsbhalterung zügewandteö Seite als euch auf der der Magnetrrmie zugewandteö Seite mit Federbalg-Äbdlchtungen versehen ist, und daß zur Konstanthaltung der Schwins:t.t η ρ fi ampliLucio eine zusatzliche Fühlerspule vorgesehen 1st.13. The device according to claim 12, characterized gekennzeiöhnet »that for the transmission: the sound vibrations after the Stabhalterunff a liquid is attached r which is provided on the side facing the Stsbhalterung as you on the side facing the Magnetetrrmie with bellows-Äbdlchtungen, and that for Keeping the Schwins constant: tt η ρ fi ampliLucio an additional sensor coil is provided. BADORiGINALBADORiGINAL 14. Vorrichtung, nach .AnsOruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der Sch.allschwinp-u.ngen nach der Stabhalterung ein dünnes Leichtraetallrohr angeordnet ist, welches mittels Teflondichtungen in dem für den Transnort der fitabhalterung vorgesehenen Rohr koaxial geführt und auf der der Stabhaiterung zugewandten Seite mit einer Federbalsdichtung versehen ist.14. Device according to .AnsOruch 12, characterized in that that for the transmission of the sound vibrations after the Rod holder arranged a thin light steel tube which is coaxial by means of Teflon seals in the pipe provided for the transport of the fitabhalterung and on the side facing the stick holder is provided with a belly seal. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem zur Kühlung mit einer Flüssigkeit gefüllt und mit einer Kühlvorrichtung gekoppelt ist.15. Apparatus according to claim 14, characterized in that the pipe system is filled with a liquid for cooling and is coupled to a cooling device. VPA 9//VPA 9 // 309 809/0994309 809/0994 BADBATH LeerseiteBlank page
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5797990A (en) * 1996-02-26 1998-08-25 Ferrofluidics Corporation Apparatus for damping a crystal ingot suspension in a Czochralski crystal puller
US5932007A (en) * 1996-06-04 1999-08-03 General Signal Technology Corporation Method and apparatus for securely supporting a growing crystal in a czochralski crystal growth system
US7117754B2 (en) * 2002-10-28 2006-10-10 The Curators Of The University Of Missouri Torque ripple sensor and mitigation mechanism
US7955433B2 (en) * 2007-07-26 2011-06-07 Calisolar, Inc. Method and system for forming a silicon ingot using a low-grade silicon feedstock
CN110408986B (en) * 2019-07-16 2020-08-04 江阴市赛贝克半导体科技有限公司 Zone melting-directional solidification furnace and synthesis method of semiconductor thermoelectric material

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1061527B (en) * 1953-02-14 1959-07-16 Siemens Ag Process for zone-wise remelting of rods and other elongated workpieces
US2952722A (en) * 1957-12-05 1960-09-13 Jackson Walter Burton Reciprocating zone purification
US3206286A (en) * 1959-07-23 1965-09-14 Westinghouse Electric Corp Apparatus for growing crystals
US3340016A (en) * 1963-09-26 1967-09-05 Consortium Elektrochem Ind Producing and regulating translatory movement in the manufacture of semiconductor bodies
DE1519907C3 (en) * 1966-12-07 1974-01-31 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Device for crucible-free zone melting of crystalline rods
US3543531A (en) * 1967-05-08 1970-12-01 Clyde C Adams Freeze refining apparatus
US3637439A (en) * 1968-11-13 1972-01-25 Metallurgie Hoboken Process and apparatus for pulling single crystals of germanium

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