DE2107646A1 - Vorrichtung zum Züchten von Einkristallen aus Schmelzen - Google Patents

Description

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DKUTSCHK BANK AG KONTO-NH. 3H/22381 POSTSCHECK M&NCIIBN 145918

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Züchten von Einkristallen mit einem Schmelztiegel und einer den
Schmelztiegel umgebenden Widerstandsheizvorrichtung,
wobei die Schmelze beim Erhitzen in eine Rührbewegung
versetzt wird.

Herkömmliche Einrichtungen zur Züchtung von Einkristallen A aus Schmelzen von Halbleitermaterialien (wie Germanium, Silizium, Galliumarseniden oder dergleichen), Oxiden (wie Spinellen, Granaten, Rubinen oder dergleichen) und Metallen enthalten entweder hochfrequente Induktionsheizvorrichtungen oder reguläre Heizvorrichtungen aus elektrischem Widerstandsmaterial. Während die hochfrequente

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Induktionserhitzung als Sekundäreffekt die Möglichkeit der Bewegung der Schmelze einschließt, ist die Menge, die mit einer derartigen Erhitzung erschmolzen werden kann relativ klein. Aus diesem Grunde ist die Widerstandserhitzung geeigneter zur Erschmelzung einer größeren Schmelze.

Die gewöhnlichen Vorrichtungen zur Züchtung von Einkristallen mit regulärer, d.h. mit Widerstandserhitzung führt praktisch zu keinem solchen Bewegungseffekt der Schmelze. Demzufolge ist die Temperaturverteilung und auch die Verteilung der Beimengungen in der Schmelze uneinheitlich. Das führt zur Verschlechterung der kristallographischen Eigenschaften des hergestellten Einkristalls. Um diesen Schwierigkelten zu begegnen, hat man sich bereits einer Technik bedient, mit der der Schmelztiegel für die Schmelze gedreht wird. Hierdurch wird in einem gewissen Maße die vereinheitlichte Verteilung der Beimengung in Krelsumfangsrichtung in dem Schmelztiegel gewährleistet. In radialer Richtung werden bemerkenswerte Verbesserungen jedoch nicht erzielt. Außerdem war es schwierig, die Grenze zwischen der flüssigen und der festen Phase (diese Grenze wird nachfolgend als Grenzschicht bezeichnet) während eines wesentlichen Zeitabschnittes der Kristallzüchtungs- bzw. Kristallwachstumsperiode flach, eben zu halten. Es ist jedoch im Hinblick auf die Verteilung der Beimengung und auch bezüglich der kristallographischen Eigenschaften erwünscht, daß eine flache Grenzfläche vorherrscht. Insbesondere dann, wenn der Kristall in rechten Winkeln zu seiner Längsrichtung geschnitten *ird, wie es bei Halbleitermaterialien, wie Silizium oder Germanium, geschieht, 1st es wesentlich, daß die . enzflache flach, eben verläuft.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Züchten von Einkristallen ans Schmelzen anzugeben, die zur Massenproduktion von homogenen Einkristallen gut geeignet ist und dabei die Verformung und fehlerhafte Verteilung oder Lokalisierung von Beimengungen so gering wie möglich hält. Dabei soll eine Drehbewegung des Schmelztiegels nicht erforderlich sein. Die Vorrichtung soll für solche besonders geeignet sein, in denen Einkristalle durch ein Ziehverfahren hergestellt werden, wobei die Rotationsrichtung der Schmelze im Hinblick auf die Drehrichtung des Einkristallzüchtungskeimes steuerbar ist. In der Vorrichtung soll weiter eine größere Menge an Material zur Herstellung von Ein- ■ „ kristallen bei Verwendung einer relativ kompakten Strom- | führungseinheit erschmolzen werden können.

Die Erfindung löst die Aufgabe in der Welse, daß die Widerstandsheizvorrichtung zur Erzeugung von Warne für den SchmeliVorgang und zur Erzeugung eines rotierenden magnetischen Feldes für die Rührbewegung der Schmelze an eine Wechselstromquelle angeschlossen 1st.

Weitere Merkmale der Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsbeispiele können den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung entnommen werden.

Gemäß der Erfindung 1st ein Wärmeabgabekörper, der zur Erhitzung des zu erschmelzenden Materials vorgesehen ist, derart konstruiert, daß er eine Mehrphasenschaltung (beispielsweise eine Dreiphasenschaltung) bildet, die mit einer Mehrphasenstromquelle verbunden 1st. In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1st ein zylindrisch ausgebildeter Wärmeabgabekörper außerhalb des Schmelztiegels angeordnet. Der Wärmeabgabekörper enthält erfindungsgemäß eine Mehrzahl von Schlitzen mit axialen oder spiralförmig gewundenen Anteilen, um mehrere Strompfade zu bilden, die in einer Mehrphasenschaltung, z.B. in einer Dreieck-

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schaltung, zusammengeschaltet sind. Der eine Dreieckschaltung bildende Wärmeabgabekörper ist an eine Dreiphasenstromquelle angeschlossen. Die Anordnung ist erfindungsgemäß derart getroffen, daß die erste, zweite, dritte Phasenleitüng und so weiter des Mehrphasenwechselstromnetzes mit den entsprechenden Strompfaden des Wärmeabgabekörpers verbunden sind, wobei die Strompfade des Körpers konzentrisch zu dem Schmelztiegel angeordnet sind. Dabei kann es vorteilhaft sein, eine Schaltvorrichtung vorzusehen, mit der die Anschlüsse zwischen dem Wärmeabgabekörper und dem Wechselstromnetzanschluß wahlweise umschaltbar sind, um die Bewegungsrichtung der Schmelze zu ändern.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Schmelze innerhalb des Schmelztiegels in Rotation versetzt und zwar auf Grund des rotierenden, magnetischen Feldes, ohne daß besondere Mittel für eine mechanische Drehbewegung des Schmelztiegels selbst erforderlich wären. Die Rotation der Schmelze erfolgt in der Kreisumfangsrichtung in dem Schmelztiegel. Außer dieser Rotation bildet sich eine weitere Rotation, die hier so bezeichnete lokale Rotation, aus, die an verschiedenen der sehr kleinen Regionen der Schmelze auftritt. Die zwei verschiedenen Arten der Rotation lassen sich vergleichen mit dem Umlauf und der Rotation eines Planeten, wie die Erde. Diese elektromagnetische Bewegungstechnik gewährleistet die einheitliche Verteilung der Beimengungen in der Schmelze und eine flache, ebene Ausbildung der Grenzfläche zwischen der festen und der flüssigen Phase.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mehr im einzelnen beschrieben und erläutert, die in Zeichnungen schematisch dargestellt sind.

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Hierin zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Wärmeabgabekörper in der Vorrichtung nach Fig. I₉

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Wärmeabgabekörpers nach Fig. 2,

Fig. 4 eine äquivalente elektrische Schaltung für den -

Wärmeabgabekörper nach Fig. 3, %

Fig. 5 ein Biockschaltdiagramm einer Netzanschlußeinrichtung für die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 6 Grenzschichten zwischen der flüssigen und der festen Phase von herkömmlichen Vorrichtungen,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Wärmeabgabekörpers in einer abgeänderten Gestalt und

Fig. 8 eine äquivalente elektrische Schaltung für J

den Wärmeabgabekörper nach Fig. 7.

In Fig. 1 1st ein Schmelztiegel 1 aus Quarz innerhalb eines Tiegels 2 aus Kohlenstoff angeordnet. Der Kohlenstofftiegel 2 ruht mit seinem Boden auf einem Tiegelhalterungsschaft 3· Außerhalb der Tiegel 1, 2 ist ein hohler zylindrischer Wärmeabgabekörper 4 koaxial zu den Tiegeln angeordnet. Außenseitig 1st der Wärmeabgabekörper 4 koaxial von einem Wärmeschild 5 von hohler zylindrischer Gestalt umgeben. Alle diese Vorrichtungsteile sind innerhalb einer Schmelzkammer 6 befestigt.

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Eine Ziehstange 7 ist drehbar und verschiebbar in einer öffnung der oberen Stirnwand der Schmelzkammer angeordnet. Ein Einspannfutter 8 oder dergleichen befindet sich am unteren Ende der Zugstange 7 und dient als Halterung eines Kristallisationskeimes zum Züchten eines Einkristalles. In den Schmelztiegel 1 wird ein zu erschmelzendes Material gegeben. Hierbei handelt es sich beispielsweise um polykristallines Silizium als Ausgangsmaterial zum Züchten eines Einkristalles. Das Ausgangsmaterial wird durch den Wärmeabgabekörper 4 erhitzt und geschmolzen. Aus der erhaltenen Schmelze 9 wächst in Kontakt mit dem Kristallisationskeim ein Einkristall 10, der im Maße, wie die Stange 7, nach aufwärts gezogen wird weiterwächst. Zwischen dem Einkristall 10 und der Schmelze bildet sich eine bestimmte Grenzschicht bzw. Zwischenfläche aus.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der zylindrische_s korbartige Wänneabgabekörper 4 Schlitze 12 und 13, von denen sich jeweils die einen Schlitze 12 von der einen Endfläche 4a des Wärmeabgabekörpers 4 bis nahezu seiner gegenüberliegenden anderen Endfläche 4b und die anderen Schlitze 13 jeweils von der Endfläche 4b bis nahe zu der ersteren Endfläche 4a erstrecken. Die Schlitze 12 und 13 wechseln sich einander ab und weisen im wesentlichen gleiche Winkelabstände auf (siehe Fig.2 und 3). Zusätzlich sind drei Anschlüsse 14, 15 und 16 fest an der inneren Wandung am unteren Ende des zylindrischen Wärmeabgabekörpers 4 mit etwa gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet. Die Anschlüsse 14, 15 und 16 befinden sich an unteren Enda' chnitten des Wärmeabgabekörpers, zu welchen hin die Sc'- Ifcze 12 nahe der Endfläche 4b auslaufen, wobei ein Kurzsehalten der Schlitze 12 und 13 vermieden ist. Auf diese Weise bildet der Wärmeabgabekörper 4 zwischen den Anschlüssen 14, 15 und 16 Widerstandsstrompfade 17» 18 und 19, die jeweils zick-zack-förmig verlaufen. Bezogen auf die Anschlüsse 14, 15 und 16 ergeben die Strompfsde eine Dreiphasen-Dreieck-Bchaltung. 103*41/160!?

Es ist klar, daß unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für entsprechende Teile die elektrische äquivalente Schaltung für den Wärmeabgabekörper 4 eine Dreieckschaltung mit Widerständen 17, 18 und 19 nach Fig. 4 ist, welche den Strompfaden 17, 18 und 19 des Wärmeleitkörpers 4 entsprechen.

Der Wärmeabgabekörper 4 in der Form einer Dreiphasenschaltung ist an eine Dreiphasen-Stromquelle angeschlossen. Drei Elektroden 20, 21 und 22 (22 ist nicht dargestellt) erstrecken sfch durch öffnungen in der Bodenplatte der Schmelzkammer 6. Sie sind vertikal mit den Anschlüssen 14, 15 und 16 ausgerichtet und Bolzen 23 dienen zur elektrischen Verbindung der betreffenden Anschlüsse mit den Elektroden 20, 21 und 22 und außerdem zur mechanischen Halterung des Wärmeabgabekörpers 4 an diesen Elektroden. Die Elektroden 20, 21 und 22 sind andererseits jeweils an Dreiphasenleiter einer nicht dargestellten Stromquelle angeschlossen.

Wie Fig. 5 zeigt, sind die Elektroden 20, 21 und 22 andererseits mit einem Dreiphasen-Anpaßtransformator 26 verbunden, dessen primäre Wicklung derart mit einem Dreiphasen-Netzanschluß 28 verbunden 1st, daß die Anschlüsse von zwei der drei Phasen durch eine Drehrichtungs- J steuerung 27 wahlweise vertauscht werden können. Das heißt, daß die eine (28a) der drei Anschlüsse 28a, 28b und 28c des Dreiphasen-Netzanschlusses direkt mit der einen (35a) der drei Eingangsleitungen 35a, 35b und 35c des Anpaßtransformators 26 verbunden 1st, während die anderen Anschlüsse (28b) und (28c) durch Schalter 36 und 37 zwischen den anderen Eingangsleitungen (35b) und (35c) cowie (35c) und 05b) umschaltbar sind.

Anzahl und Größe der Schlitze, z.B. in der Gestalt der Schlitze 12 und 13, sind derart gewählt, daß zwischen Je

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zwei benachbarten Anschlüssen 14, 15 und 16 ein bestimmter Widerstandswert gegeben ist, die im wesentlichen gleich groß gewählt sind. Die Elektroden 20, 21 und sind unter Zwischenlage von Isolierkörpern 24 an der Bodenplatte der Schmelzkammer 6 festgehalten. Auf den Enden der Elektroden 20, 21 und 22 befindet sich ein Ringkörper 25, auf dem sich auch der Wärmeschild abstützt. Der Wärmeabgabekörper 4 kann z.B. hochgereinigtes Graphit enthalten.

Mit der vorstehend beschriebenen Einrichtung wird der Wärmeabgabekörper 4 an eine Dreiphasen-Stromquelle angeschlossen, um Wärme zur Schmelzung des Ausgangsmaterials an den Schmelztiegel 1 abzugeben. Die sich bildende Schmelze wird dann in dem Schmelztiegel in einer vorbestimmten Richtung zur Rotation gebracht.

Es wurden erfindungsgemäße Versuche mit einem Wärmeabgabekörper 4 ausgeführt, der zwölf Schlitze aufwies und der nach Art einer Dreieckschaltung an eine 50 Herz Dreiphasen-Stromquelle angeschlossen war. In dem Maße wie die Kristalle des Ausgangsmaterials zu schmelzen begannen und zurückbleibende Kristalle auf der Schmelze zum Schwimmen neigten, begann die letztere langsam in einer bestimmten Richtung zu rotieren. Es wurde dabei beobachtet, daß in dem Maße, wie die Schmelzung der Siliziumkristalle fortschritt, die Rotationsgeschwindigkeit zunahm. Gegen Ende des Schmelzvorganges war die Zahl der Umdrehungen pro Minute kleiner Krietallrückstände und anderer Rückstände, die auf der Schmelze schwammen 200 bis 300 Umdrehungen pro Minute. Es wurde welter beobachtet, daß die Art der Drehbewegung nicht nur konzentrisch zum Zentrum des Tiegels als dessen Achse war sondern lokale Drehbewegungen von Teilen der Schmelze um ihre eigene Achse während der vorstehenden Hauptdrehbewegung mit eingeschlossen waren.

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Hieraus zeigt sich, daß die Schmelze selbst lokalen Rotationen ausgesetzt ist, neben der Umdrehung des Tiegelinhalts im ganzen. Anscheinend sind beide Bewegungen eine Folge des drehenden magnetischen Feldes und insbesondere die letztere eine Folge des Wirbelstromes. Die Drehgeschwindigkeit der lokalen Rotation 1st höher als die Umdrehung des Tiegelinhaltes im ganzen (auch im Vergleich mit der bekannten Vorrichtung, bei welcher der Tiegel mit einer Geschwindigkeit von einigen bis einigen zehn Umdrehungen pro Minute, gedreht wurde). Die gleichzeitig erfolgende Umdrehung und lokale Rotation führen zu einem Umrühren der Schmelze, wobei die Temperatur- J

verteilung in der Schmelze vereinheitlicht wird. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird außerdem die Grenzschicht zwischen dem gezüchteten Einkristall und der Schmelze extrem flach bzw. eben (das heißt rechtwinklig in bezug auf die Ziehrichtung) für einen ausgedehnten Bereich des gezüchteten Kristalls, und die Verteilung der Beimengungen innerhalb der Ebene rechtwinklig zu der Ziehrichtung ist gleichmäßig. Die letztere Besonderheit ergibt sich vorallem aus der gleichmäßigen Temperaturverteilung innerhalb der Schmelze auf Grund der Drehbewegungen der Schmelze selbst.

Bei der herkömmlichen Vorrichtung mit einer einphasigen Erhitzung wird in Richtung des Kristallziehvorganges eine Umdrehung des Schmelztiegels vorgenommen. Die Grenzschicht wird dabei unvermeidlich uneben, wie die Kurven in Fig. 6 verdeutlichet. Bei der Anfangsphase der Kristallzüchtung ist die Grenzschicht zur einen Seite der Ebene senkrecht zur Ziehrichtung gekrümmt, wie die Kurve 29 verdeutlicht. Die Krümmung wird in dem Maße geringer wie der Ziehvorgang fortfährt ein im wesentlichen flachen Zustand zu erreichen, wie die Kurve 31 zeigt.

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Im weiteren Verlauf des Ziehvorganges wird die Grenzschicht zur entgegengesetzten Seite gekrümmt, wie sich aus der Kurve 30 ergibt. Im Gegensatz hierzu nimmt die Grenzschicht, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung während der Anfangsstufe des Ziehprozesses ebenfalls noch gekrümmt ausgebildet ist, jedoch nach einer wesentlich kürzeren Zeit als bei der herkömmlichen Vorrichtung eine flache, ebene Gestalt anaim» , die beim anschließend fortgeführten Ziehvorgang ihre flache Ausbildung beibehält. Außerdem führt die herkömmliche Vorrichtung zu einem Einkristall, der einen sogenannten "Kern" im zentralen Bereich enthält, welcher eine Verteilung der Beimengung aufweist, die sich von der des äußeren Bereiches unterscheidet. An der Grenze zwischen dem Kern und dem äußeren Bereich enthält die Grenzschicht unvermeidlich unebene Abschnitte. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden jedoch solche Fehler weitgehend ausgeschieden, wobei ein Einkristall von weitgehend einheitlichen kristallographischen und anderen Eigenschaften erzielt werden kann.

Die erfindungsgemäßen Vorteile ergeben sich u.a. aus einem quantitativen Vergleich zwischen einem Einkristall, der mit einer herkömmlichen Einphasen-Heizvorrichtung hergestellt worden ist und einem Einkristall, der mit einer erfindungsgemäßen Dreiphasen-Heizvorrichtung hergestellt worden ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Züchtung von Einkristallen, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wurde benutzt, um nach dem CZOCHRALSKI-Verfahren einen Silizium-Einkristall in ^Hi>Richtung mit einem Außendurchmesser von 45 mm und einer "'³Uige von 65 ώη zu züchten. Als Beimengung wurde Antimon -n einer Konzen-

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tration von 10 ' Atomen pro Kubikzentimeter verwendet.

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Wurde die herkömmliche Einphasen-Heizvorrichtung verwendet, so wurde der Kern mit der abweichenden Verteilung der Beimengung über eine Länge von 70 bis 100 % der Gesamtlänge beobachtet. Bei Verwendung der Dreiphasen-Heizvorrichtung wurde ein Kern unmittelbar unter dem Kristallisationskeim wahrgenommen, der mit zunehmendem Abstand von dem Keim allmählich verschwindet und bei einem Abstand von über 80 mm von dem Keim ganz verschwunden sein kann. Bei Anwendung der Einphasen-Heizvorrichtung wird die Grenz schicht mit Abstand von dem Keim von einer konvexen Form in Richtung zum Boden des Schmelztiegels über eine flache Form in eine konvexe Form in Richtung zur Zugstange geändert. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Dreiphasen-Heizvorrichtung war die Grenzschicht bei einer Stellung unmittelbar unte· dem Keim konvex in Richtung zum Boden gekrümmt aber zeigte eine flache Form in einem Abstand von 30 mm von dem Keim, die bei weiteren Abständen von dem Keim flach blieb.

Die prozentualen Abweichungen der spezifischen Widerstandsverteilung in diametraler Richtung wurden anhand der Formel

P — P

max min _1Q0 ^pmin

errechnet, wobei P__ax und P . die maximalen und minimalen Werte des spezJBLschen Widerstandes bezeichnen. Bei Anwendung der Einphasen-Heizvorrichtung betrugen die Abweichungen 15 bis 30 % bei einem Abstand von 50 mm von dem Keim und betrugen 13 bis 20 % bei einem Abstand von 120 mm von dem Keim. Die Abweichungen betrugen bei Anwendung der Dreiphasen-Heizvorrichtung unter 10 % bei einem Abstand von 50 mm von dem Keim und betrugen unter 8 % bei einem Abstand von 120 mm von dem Keim.

Diese Werte verdeutlichen ausreichend die Verbesserungen, die bei der Einkristallzüchtung mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung erzielbar sind.

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Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, führt die Dreiphasen-Heizvorrichtung zu Umdrehungen der Schmelze in dem Tiegel, um eine einheitliche Temperaturverteilung innerhalb der Schmelze zu erreichen, welche der Reihe nach ausgezeichnete Einkristalle zu erhalten erlaubt. Gegebenenfalls kann der Drehmechanismus für den Tiegelinhalt fortgelassen werden, wobei sich die gesamte Vorrichtung vereinfacht. Wie vorstehend beschrieben, kann mit der Steuerung der Schalter 36 und 37 der Drehrichtungssteuerung 27 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zum Umschalten des Anschlusses zu zwei Phasen der Dreiphasen-Zuführungseinrichtung die Rotationsrichtung der Schmelze in dem Tiegel geändert werden. Dabei ist es auch möglich, durch Wahl der Drehrichtung der Schmelze 9 in bezug auf die Drehrichtung und die Zahl der Umdrehung der Einkristallziehstange 7 und unter Berücksichtigung des Tiegels selbst, die Einkristalle weiter zu verbessern. Die Zuleitungsdrähte der Stromquelle zum Erhitzen des Tiegels nehmen das 1/ -ß-fache des Stromes einer Elnphasen-Heizvorrichtung auf, so daß der Energieverbrauch verringert werden kann.

Statt für den Wärmeabgabekörper 4 Graphit zu verwenden, kann auch Graphit verwendet werden, der mit einem Siliziumcarbid ausgekleidet ist, oder er kann Wolfram, Molybdän oder dergleichen enthalten. Die Anschlüsse 14, 15 und des Wärmeabgabekörpers 4 befinden sfch im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Innenwand des rohrförmigen Körpers; sie können sich aber auch an der Außenwand des Körpers befinden. Weiterhin können die Schlitze in den Wärmeabgabekörper k mehr spiralförmig als - wie in Fig. 3 dargestellt - gradlinig verlaufen. Zum Beispiel können sich, wie Pig. 7 veranschaulicht, drei Schlitze 32, 33 und 3¹* parallel zueinander von drei etwa gleichentfernten Punkten an der unteren Endfläche kb des zylindrischen Wärmeabgabekörpers h spiralförmig zu Punkten erstrecken, die sich nahe der oberen Endfläche 4a befinden. Die Anschlüsse

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14, 15 und 1β befinden sich am unteren Ende des Körpers zwischen benachbarten Schlitzen 32, 33 und 34. In diesem Falle sind Teile des Körpers 4, die durch die Schlitze geteilt sind, durch eine obere Randzone des Körpers fest zusammengehalten, die ungeteilt bleibt,' so daß eine starre Verbindung zwischen den Teilen bestehen bleibt, wie Fig. 8 veranschaulicht. Wenn eine starre Verbindung für einen Wärmeabgabekörper 4 erforderlich ist, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, kann der Körper in drei Teile unterteilt sein, die untereinander gleiche Winkelabstände im Verhältnis zur Achse des Körpers 4 aufweisen und die an ihren entsprechenden einen Enden miteinander ver- ^

bunden sind und mit den anderen Enden an die einzelnen Anschlüsse angeschlossen sind. Hierbei lassen sich auch die Zahl der Anschlüsse und die Zahl der Schlitze bzw. die Zahl der einzelnen Körperteile wenn notwendig entsprechend erhöhen oder erniedrigen. Während die vorstehende Beschreibung für Ausführungsbeispiele nach der Erfindung Wärmeabgabekörper 4 beschreibt, die aus einem regulären Heizkörper bestehen, kann die Erfindung zur Erhitzung der Schmelze auch eine mehrphasige Erregung von Heizspulen einer hochfrequenten Induktionsheizeinrichtung umfassen. Mit einer solchen erfindungsgemäßen Abwandlung kann die Vereinheitlichung der Temperaturver- J teilung der Schmelze weiter verbessert werden. Weiterhin ' ist die Erfindung nicht nur auf Vorrichtungen zum Züchten von Einkristallen beschränkt, die nach dem Ziehverfahren arbeiten, sondern ist auch für, solche Kristallzüchtungsvorrichtungen gut geeignet, die nach dem Schwimmzonenverfahren arbeiten.

Patentansprüche

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Züchten von Einkristallen mit einem Schmelztiegel und einer den Schmelztiegel umgebenden Widerstandsheizvorrichtung, wobei die Schmelze beim Erhitzen in eine Rührbewegung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizvorrichtung (4) zur Erzeugung von Wärme für den Schmelzvorgang und zur Erzeugung eines rotierenden magnetischen Feldes für die Rührbewegung der Schmelze (9) an eine Wechselstroraquelle (28) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Widerstandsheizvorrichtung (4) mehrere Strompfade aufweist, die in einer Mehrphasenschaltung (Pig. 4.

Pig. 8) an die Wechselstromquelle (28) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizvorrichtung (4) aus einem zylindrischen Wärmeabgabekörper besteht, der zur Bildung der Strompfade mit mehreren länglichen Schlitzen (12, 13; 32, 33, 34) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Schlitze (12, 13) zur Bildung der Strompfade erste Schlitze (12) umfassen, die sich von dem einen Ende (4a) des zylindrischen Körpers (4, Pig. 3) aus bis nahe zu dem entgegengesetzten anderen Ende (4b) des Körpers erstrecken, und zweite Schli ze (13) umfassen, die sich von dem anderen Ende (4b) d**s' Körpers aus bis nahe zu dem entgegengesetzten einen Ende (4a) erstrecken, wobei erste und zweite Schlitze (12, 13) abwechselnd aufeinanderfolgen und über den Kreisumfang des Körpers verteilt angeordnet sind.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen parallel verlaufenden länglichen Schlitze (32, 33, 3¹O zur Bildung der Strompfade spiralförmig um die Achse des zylindrischen Körpers (4, Pig. 7) verlaufen, jeweils an dem einen Ende (¹Ib) des Körpers (4) ausgehen und sich bis nahe zu dem entgegengesetzten anderen Ende (la) des Körpers erstrecken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizvorrichtung mehrere hochfrequente Induktionsheizspulen in zylindrischer Gestalt ^ umfaßt, die an eine Mehrphasenhochfrequenzstromquelle % angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung (27) zum Umschalten von Verbindungen zwischen der Widerstandsheizvorrichtung (4) und der Wechselstromquelle (28) für eine Umkehr der Rührbewegung der Schmelze vorgesehen ist.

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