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Verfahren zum Ziehen von Halbleiterstäben aus der Schmelze
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In den Fig. 2 und 3 sind besonders günstige Tiegelvorrichtungen, die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden können, dargestellt. Bei den beiden, insbesondere konzentrischen Tiegeln 5 und 6, die an ihrem oberen Rand fest miteinander verbunden sind, besitzt der innere Tiegel 6, insbesondere in der Mitte des Bodens 3, eine Öffnung 4, durch die der Halbleiterstab hindurchgeführt wird.
Der in Fig. 2 dargestellte Doppeltiegel besteht aus zwei konzentrischen Tiegeln 5 und 6, die durch den Teil 7 fest miteinander verbunden sind. Der innere Tiegel 6 enthält in der Mitte des Bodens 3 eine Öffnung 4, durch die hindurch der Halbleiterstab aus der Schmelze 9 gezogen wird. Benetzt die Schmelze den Tiegel nicht, wie das insbesondere für Germanium in einem Graphittiegel oder für Silizium in einem Quarztiegel zutrifft, so kann der Schmelzspiegel 8 infolge der Kapillardepression beträchtlich höher als der Tiegelboden 3 stehen. Durch die Öffnung 4 kann kontinuierlich ein Stab aus der Schmelze nach oben gezogen werden. Die Schmelzspiegelhöhe in der Öffnung 4 ist dabei unabhängig von der Höhe des Schmelzspiegel 8, so dass während des Verfahrens Halbleitermaterial in den Tiegel 5 gegeben werden kann, ohne dass dabei auf eine genaue Dosierung zu achten ist.
Ein Messfühler zur Gewinnung einer Regelgrösse für die Durchmesserregelung des gezogenen Stabes ist in der Bohrung 4 angebracht und mit dem inneren Tiegel 6 fest verbunden. Der Verbindungsteil 7 ist entweder leicht abnehmbar oder er besitzt Öffnungen zum Einbringen des Halbleitermateriales auch während des Ziehens.
Bei der in Fig. 3 abgebildeten Tiegelanordnung bestehen der Verbindungsteil 7'und der innere Tiegel mit der Öffnung aus einem Stück, das mit dem äusseren Tiegel fest verschraubt ist und nur einen Teil der Öffnung des grossen Tiegels 5 bedeckt. Der Boden 3 des inneren Tiegels enthält wiederum eine Öffnung 4, durch die der Halbleiterstab hindurchgezogen wird. Diese nimmt zugleich einen Messfühler auf. Die Schmelze 9 ragt mehrere Millimeter über den Rand des äusseren Tiegels hinaus. Insbesondere mit der in Fig. 3 dargestellten Tiegelanordnung wurden nach dem erfindungsgemässen Verfahren dünne Germaniumeinkristallstäbe mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm gezogen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Ziehen von insbesondere dünnen, einkristallinen Halbleiterstäben aus einer in einem Tiegel befindlichen Schmelze, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Bildung der Halbleiterstäbe erforderliche Material an einer tiefer als die höchsten Oberfiächenteile (8) der Schmelze (9) liegenden Stelle der Schmelze herausgezogen wird, indem ein mit einer Öffnung (4) versehener Teil (3,6) in die Schmelze (9) eintaucht und das Material für den Halbleiterstab durch diese Öffnung (4) hindurchgezogen wird.
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Process for pulling semiconductor rods from the melt
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2 and 3 show particularly favorable crucible devices which can be used to carry out the method according to the invention. In the case of the two, in particular concentric, crucibles 5 and 6, which are firmly connected to one another at their upper edge, the inner crucible 6, in particular in the center of the base 3, has an opening 4 through which the semiconductor rod is passed.
The double crucible shown in FIG. 2 consists of two concentric crucibles 5 and 6 which are firmly connected to one another by part 7. The inner crucible 6 contains an opening 4 in the middle of the base 3, through which the semiconductor rod is drawn from the melt 9. If the melt does not wet the crucible, as is the case in particular for germanium in a graphite crucible or for silicon in a quartz crucible, the melt level 8 can be considerably higher than the crucible bottom 3 due to the capillary depression. A rod can be continuously drawn upwards from the melt through the opening 4. The height of the melting level in the opening 4 is independent of the height of the melting level 8, so that semiconductor material can be added to the crucible 5 during the process without having to pay attention to an exact dosage.
A measuring sensor for obtaining a controlled variable for regulating the diameter of the drawn rod is fitted in the bore 4 and is firmly connected to the inner crucible 6. The connecting part 7 is either easily removable or it has openings for introducing the semiconductor material even during the drawing.
In the crucible arrangement shown in FIG. 3, the connecting part 7 ′ and the inner crucible with the opening consist of one piece which is firmly screwed to the outer crucible and covers only part of the opening of the large crucible 5. The bottom 3 of the inner crucible in turn contains an opening 4 through which the semiconductor rod is pulled. This also takes a measuring probe. The melt 9 protrudes several millimeters beyond the edge of the outer crucible. In particular with the crucible arrangement shown in FIG. 3, thin germanium single crystal rods with a diameter of 1 to 2 mm were drawn by the method according to the invention.
PATENT CLAIMS:
1. A method for drawing, in particular, thin, monocrystalline semiconductor rods from a melt located in a crucible, characterized in that the material required to form the semiconductor rods is withdrawn from a point of the melt located deeper than the highest surface parts (8) of the melt (9) is in that a part (3, 6) provided with an opening (4) is immersed in the melt (9) and the material for the semiconductor rod is pulled through this opening (4).