AT524602A1 - Vorrichtung zur Herstellung eines Einkristalls - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Einkristalls, insbesondere eines Saphir-Einkristalls, umfassend einen Tiegel (2) zur Aufnahme von zu schmelzendem Ausgangsmaterial, insbesondere Aluminium(III)-oxid, und zumindest ein erstes Heizelement (5), zur Erhitzung des Ausgangsmaterials, wobei zwischen dem ersten Heizelement (5) und dem Tiegel (2) ein Wärmediffusorelement (9) angeordnet ist.
Description
dest ein erstes Heizelement, zur Erhitzung des Ausgangsmaterials.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls, insbesondere eines Saphir-Einkristalls, wonach in zumindest einen Tiegel ein Material eingefüllt wird, aus dem der Einkristall hergestellt wird, und das Material dazu mit
mindestens einem Heizelement aufgeschmolzen wird. Zudem betrifft die Erfindung die Verwendung eines Wärmediffusorelements.
Die Herstellung von großen Einkristallen, wie sie z.B. zur Herstellung von Wafern eingesetzt werden, ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise der KR 10 2017-0026734 A, bekannt. Bekanntlich sind die Qualitätsanforderungen an diese Kristalle sehr hoch, sodass im Stand der Technik unterschiedlichste Verfahren und Vorrichtungen zu deren Herstellung beschrieben wurden. Eine Verfahrensart sieht dabei die Bereitstellung und das Aufschmelzen des „Rohmaterials“ in einem Tiegel vor. Der Einkristall wird dann durch kontrollierte Abkühlung der Schmelze im Tiegel selbst erzeugt. Die hierfür verwendeten Vorrichtungen sind unterschiedlichst ausgestaltet. Beispielsweise beschreibt die US 2013/152851 A1 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Si-Einkristalls, die eine Isolierkammer aufweist, in der der Tiegel und Heizelemente neben und oberhalb des Tiegels angeordnet sind. Zwischen dem oberen Heizelement und dem Tiegel ist weiter ein Reflektor angeordnet, um aus dem Tiegel abgestrahlte Wärmeenergie wieder in den Tiegel zu re-
flektieren und damit die Energieeffizienz der Einkristallzüchtung zu verbessern.
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talls reflektiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Energieeffizienz der
Herstellung eines Einkristalls zu verbessern.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei der eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, dass zwischen dem ersten Heizelement und dem Tiegel ein Wärmediffuso-
relement angeordnet ist.
Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit der Verwendung eines Wärmediffusorelements in der Herstellung eines Einkristalls, insbesondere eines Saphir-Einkris-
talls, gelöst.
Von Vorteil ist dabei, dass aufgrund der Anordnung eines Wärmediffusorelements die in den Tiegel eingestrahlte Wärmeenergie besser verteilt werden kann, womit eine homogenere Wärmenergieeinstrahlung erreicht werden kann. Die Folge davon ist nicht nur eine Möglichkeit zur Reduktion des Energieeinsatzes, sondern auch die Möglichkeit der qualitativen Verbesserung der hergestellten Einkristalle. Daneben ist aufgrund einer homogeneren Wärmeverteilung im Tiegel auch eine
einfachere Temperaturregelung und/oder -steuerung erreichbar.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Wärmediffusorelement oberhalb des Tiegels angeordnet ist. Es ist damit einfacher möglich, bei offenem Tiegel direkt auf den Tiegelinhalt Einfluss zu nehmen, ohne dass auf das Zusammenspiel Tiegelwerkstoff-Wärmediffusorelement Rücksicht
genommen werden muss.
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(Hitze) in das bzw. mit dem Wärmediffusorelement erreichbar.
Aufgrund der thermischen Eigenschaften ist das Wärmediffusorelement gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung durch Graphit gebildet oder umfasst Graphit.
Für eine Verbesserung der voranstehend genannten Effekte kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass das Wärmediffusorelement eine netzartige oder filzartige Oberflächenstruktur oder eine Oberflächenrauigkeit Ra nach DIN EN ISO 4287:2010 zwischen 0,5 um und 50 um auf-
weist.
Aus dem gleichen Grund kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen werden, dass das Wärmediffusorelement eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/(m.K) bei 20 °C aufweist.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest ein zweites Heizelement und/oder ein zumindest ein Reflektor angeordnet ist/sind, um damit eine weitere Vergleichmäßigung der Temperaturvertei-
lung in der Tiegelfüllung zu erreichen.
Um die Temperatur in der Tiegelfüllung besser regeln und/oder steuern zu können, kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen werden, dass das erste Heizelement und/oder das Wärmediffusorelement höhen-
verstellbar ausgebildet ist/sind.
Ebenfalls zur besseren Temperaturkontrolle der Tiegelfüllung kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen werden, dass der Tiegel oben of-
fen ist.
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peraturänderungen erreichbar sind.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann zur Steigerung der Effizienz der Vorrichtung vorgesehen sein, dass mehrere Tiegel darin angeordnet
sind.
Dabei kann nach einer Ausführungsvariante dazu vorgesehen werden, dass das Wärmediffusorelement oberhalb mehrerer oder sämtlicher Tiegel angeordnet ist, oder dass jedem Tiegel ein eigenes Wärmediffusorelement zugeordnet ist. Es kann damit entweder in mehreren oder allen Tiegeln eine gleichmäßigere Temperaturverteilung erreicht werden. Andererseits kann zwischen den Tiegeln ein ungleichmäßige Temperaturverteilung ermöglicht werden, wenn nicht sämtlichen Tiegeln ein Wärmediffusorelement zugeordnet ist oder wenn die Wärmediffusorele-
mente verschiedener Tiegeln unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen den Tiegeln eine weiteres Heizelement angeordnet ist. Es kann da-
mit die Temperaturverteilung in den Tiegeln besser beeinflusst werden.
Zur weiteren Verbesserung dieses Effekts kann vorgesehen werden, dass das
weitere Heizelement höhenverstellbar ist.
Eine weitere Verbesserung der Energieeffizienz kann erreicht werden, wenn nach Ausführungsvarianten der Erfindung der oder die Tiegel eine Isolierung aus einem
Graphit-Filz aufweist/aufweisen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden
Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Einkristalls in Seitansicht ge-
schnitten;
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talls in Draufsicht geschnitten.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-
angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Einkristalls vereinfacht dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Tiegel 2, in den ein Rohmaterial eingefüllt wird. Das Rohmaterial richtet sich dabei nach dem herzustellenden Einkristall. Beispielsweise besteht es aus Al2zOs, wenn ein Saphir als Einkristall hergestellt
werden soll. Es kann aber auch aus Si, SiC, etc., bestehen.
Der Tiegel 3 ist vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet, kann aber auch eine an-
dere Querschnittsform aufweisen, beispielsweise eine polygonale.
Der herzustellende Einkristall weist vorzugsweise einen AuRendurchmesser bzw. eine Querschnittsfläche auf, der dem Innendurchmesser bzw. der Innengeometrie eines Tiegelmantels 3 entspricht. Somit füllt der entstehende Einkristall bevorzugt die Querschnittsfläche des Tiegels 2 zur Gänze aus. Der Einkristall wird also bevorzugt nicht aus dem Tiegel gezogen. Der fertige Einkristall kann beispielsweise einen Durchmesser zwischen 5 cm und 50 cm und eine Höhe zwischen 5 cm und 80 cm aufweisen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass diese Werte der Veranschaulichung dienen und den Schutzumfang nicht beschränkend verstanden wer-
den sollen.
Es sei bereits an dieser Stelle der Vollständigkeit halber erwähnt, dass die Vorrichtung 1 noch weitere als die in dieser Beschreibung erwähnten Elemente umfasst,
wie z.B. eine Steuer- und/oder Regeleinheit, etc. Da diese aber dem Stand der
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gegangen, sondern an den hierfür einschlägigen Stand der Technik verwiesen.
Der Tiegel 2 ist in einem Ofen 4 angeordnet. In dem Ofen 4 ist zumindest ein Heizelement 5 angeordnet. Das zumindest eine Heizelement 5 dient dazu, die Tie-
gelfüllung zu schmelzen, wie dies an sich bekannt ist.
Insbesondere ist zumindest ein Heizelement 5 oberhalb des Tiegels 2 angeordnet. Wie aber aus Fig. 1 zu ersehen ist, weist die Vorrichtung 1 neben dem Heizelement 5 weitere Heizelemente auf, insbesondere zumindest ein zweites Heizelement 6, das seitlich vom Tiegelmantel 3 angeordnet ist, und/oder ein drittes Heizelement 7, das unterhalb des Tiegels 2 angeordnet ist. Es können über den Umfang des Tiegels 2 verteilt auch mehrere zweite Heizelemente 7 angeordnet sein. Alternativ dazu kann das zweite Heizelement 6 rohrförmig ausgebildet sein und
der Tiegel 2 innerhalb dieses rohrförmigen Heizelementes 6 angeordnet sein.
Das Heizelement 5 oder die Heizelemente 5-7 können den Stand der Technik ent-
sprechend ausgebildet sein, beispielsweise als Widerstandsheizelemente.
Die Heizelemente 5-7 können beabstandet zum Tiegel 2 im Ofen 4 angeordnet sein. Ein Abstand 8 kann beispielsweise zwischen 3 cm und 150 cm, insbesondere zwischen 10 cm und 50 cm, betragen. Es ist aber nach einer Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 auch möglich, dass zumindest eines der Heizelemente 5-
7 an einer Oberfläche des Tiegels 2 anliegt, insbesondere unmittelbar anliegt.
Zwischen zumindest einem der Heizelement 5-7, insbesondere zwischen den oberhalb des Tiegels 2 angeordneten Heizelement 5, und dem Tiegel 2 ist zur besseren (gleichmäßigeren) Verteilung der von dem Heizelement 5-7 abgestrahl-
ten Wärme zumindest ein Wärmediffusorelement 9 angeordnet.
Es sei darauf hingewiesen, dass zumindest ein Wärmediffusorelement 9 alternativ oder zusätzlich zwischen dem seitlichen Heizelement 6 und dem Tiegel 2 und/o-
der zwischen dem unteren Heizelement 7 und dem Tiegel 2 angeordnet sein kann.
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der Dicke des Wärmediffusorelementes 9 in dieser Richtung.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 kann aber auch vorgesehen sein, dass ein oder das Wärmediffusorelement 9 am Heizelement 5 und/oder am Heizelement 6 und/oder am Heizelement 7 angeordnet ist, insbesondere unmittel-
bar daran angeordnet ist, und vorzugsweise auch damit verbunden ist.
Generell kann das Wärmediffusorelement 9 mittels eines geeigneten Halteelementes (das in den Figuren nicht dargestellt ist) gehalten werden. Es kann aber auch — wie ausgeführt — mit dem jeweiligen Heizelement 5-7 verbunden sein, beispielsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig. Weiter ist es auch möglich, dass das Wärmediffusorelement 9 als Beschichtung des Heizelementes 5-7, vorzugsweise als schwarze Beschichtung, ausgeführt ist. Generell
kann das Wärmediffusorelement 9 eine schwarze Farbe aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das oder ein weiteres Wärmediffusorelement 9 auch an dem Tiegel 2 anliegend, insbesondere unmittelbar anliegend, angeordnet sein. Auch in diesem Fall kann das Wärmediffusorelement 9 als Beschichtung ausgeführt sein bzw. auf eine oder mehrere der vorhergehenden Arten mit dem
Tiegel 2 verbunden sein.
Das Wärmediffusorelement 9 kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 aber plattenförmig oder netz- bzw. gitterförmig ausgebildet sein.
Eine Maschenweite des netz- oder gitterförmigen Wärmediffusorelementes 9 kann beispielsweise zwischen 1 mm und 2 cm betragen. Gemäß einer anderen Ausfüh-
rungsvariante kann das Wärmediffusorelement 9 auch filzartig ausgebildet sein.
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und 3,5 um, aufweisen.
Durch die Anordnung des zumindest einen Wärmediffusorelementes 9 zwischen dem Heizelement 5-7 und dem Tiegel 2 erfolgt also vorzugsweise keine direkte Einstrahlung der Wärmestrahlung, die von dem Heizelement 5-7 abgegeben wird dem das Wärmediffusorelement 9 zugeordnet ist, in den Tiegel 2, d.h. in die Tiegelfüllung. Stattdessen wird die Wärme vorerst auf eine größere Fläche (gleichmäRig) verteilt, bevor es vom Wärmediffusorelement 9 abgestrahlt wird. Es ist somit auch möglich, kleinere Heizelemente 5-7 in der Vorrichtung 1 einzusetzen oder gegebenenfalls die Heizleistung zu reduzieren. Unabhängig davon kann auch bei unveränderter Heizleistung und/oder Heizfläche durch die Vergleichmäßigung und/oder die kontrollierte Wärmeeinstrahlung in den Tiegel 2 eine Qualitätssteige-
rung des hergestellten Einkristalls erreichbar sein.
Für eine effizientere Verteilung der Wärme kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 vorgesehen sein, dass das Wärmediffusorelement 9 eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/(m.K) bei 20 °C, vorzugsweise von zumindest 80 W/((m.K) bei 20 °C, insbesondere zwischen 100 W/(m.K) bei 20 °C und 500 W/(m.K) bei 20 °C, aufweist. Vorzugsweise besteht des Wärmediffusorelement 9 aus Graphit oder umfasst Graphit. Es können aber auch andere Werkstoffe für das Wärmediffusorelement 9 eingesetzt werden, wie beispielsweise CFC
(Carbonfiberreinforced Carbon).
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 kann auch vorgesehen sein, dass (zumindest) in einem Teilbereich zwischen dem Heizelemente 5-7 und dem Tiegel 2 ein Reflektor 12 angeordnet ist. Bei vorhandenem Wärmediffusorelement 9 kann der/ein Reflektor 12 zwischen dem Wärmediffusorelement 9 und dem Tiegel 2 und/oder zwischen dem Wärmediffusorelement 9 und dem Heiz-
element 5-7 angeordnet sein.
Es besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass zwischen dem Heizele-
ment 5-7 und dem Tiegel 2 mehrere Wärmediffusorelemente 9 angeordnet sind.
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mentes 5-7 berücksichtigende Wärmediffusorelemente 9 eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 kann vorgesehen sein, dass das erste Heizelement 5 oder zumindest eines der Heizelement 5-7 und/oder das Wärmediffusorelement 9 höhenverstellbar ausgebildet bzw. in der Vorrichtung 1 gehalten ist/sind. Auch mit dieser Ausführungsvariante kann auf die Wärmeeinstrahlung in den Tiegel 2 Einfluss genommen werden, womit die Qualität der hergestellten Einkristalls verbessert werden kann. Beispielsweise kann mit dieser Ausführungsvariante in Abhängigkeit einer gemessenen Temperatur im Ofen 4 und/oder im Tiegel 2 das Wärmediffusorelement 9 und/oder zumindest eines der Heizelemente 5-7 näher an den Tiegel 2 herangebracht werden oder da-
von weiter entfernt werden.
Prinzipiell ist es möglich, dass der Tiegel 2 mit einer Abdeckung versehen ist. In der bevorzugten Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 ist der Tiegel 2 aber offen. Das Wärmediffusorelement 9 bzw. zumindest eines der Wärmediffusorelemente 9 ist bei dieser Ausführungsvariante vorzugsweise dem offenen Ende des Tiegels 2
zugeordnet.
In der Fig. 2 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Vorrichtung 1 ausschnittsweise gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in Fig. 1 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Be-
schreibung der vorangegangenen Fig. 1 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung von in Fig. 2 gezeigten Elementen der Vorrichtung 1 verzichtet. Dies bedeutet jedoch nicht (zwin-
gend), dass diese bei der Ausführungsvariante nach Fig. 2 nicht vorhanden sind.
Im Wesentlichen unterscheidet sich die Vorrichtung 1 nach Fig. 2 von jener nach Fig. 1 dadurch, dass im Ofen 4 mehrere Tiegel 2 zur gleichzeitigen Herstellung von mehreren Einkristallen angeordnet sind. Konkret sind 6 Tiegel 2 gezeigt. Diese Anzahl soll jedoch nicht einschränkend verstanden werden. Es können auch weniger oder mehr als sechs Tiegel 2 angeordnet werden, beispielswiese zwei O-
der drei oder vier oder fünf oder sieben oder acht, etc.
Die Tiegel 2 sind kreisförmig angeordnet, vorzugsweise mit gleichem Abstand zueinander. Die geometrische Anordnung der mehreren Tiegel 2 kann aber auch an-
ders erfolgen.
Bei dieser Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 kann das Wärmediffusorelement 9 (in Fig. 1 dargestellt) oberhalb mehrerer oder sämtlicher Tiegel 2 angeordnet sein, wie dies in Fig. 2 mit strichlierten Linien versucht wird anzudeuten. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass jedem der Tiegel 2 ein eigenes Wärmediffusorelement 9 zugeordnet ist. Auch hier kann vorgesehen werden, wie dies bereits zu Fig. 1 beschrieben wurde, dass Wärmediffusorelemente 9 mit unterschiedlichen Eigenschaften bzw. Charakteristika eingesetzt werden. Es sei dazu auf voranstehende Ausführungen verwiesen, wobei in diesem Fall die Tiegelfüllungen eben-
falls unterschiedlich sein können.
Bei der Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 nach Fig. 2 kann weiter vorgesehen sein, dass zwischen den Tiegeln 2 zumindest eine weiteres Heizelement 13 angeordnet ist, insbesondere in der Mitte zwischen den Tiegeln 2. Es ist damit möglich, dass Wärme nicht nur von außen in die Tiegel 2 eingestrahlt wird, sondern auch von der Mitte zwischen den Tiegeln 2, womit ebenfalls eine gleichmäßi-
gere Wärmeverteilung im Ofen 4 erreicht werden kann.
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Auch dieses weitere Heizelement 13 kann höhenverstellbar in der Vorrichtung 1 gehalten sein, wie dies bereits zu den Heizelementen 5-7 ausgeführt wurde, um
damit Einfluss auf den Kristallisationsvorgang nehmen zu können.
Zudem kann auch zwischen diesem weiteren Heizelement 13 und zumindest ei-
nem der Tiegel 2zumindest ein Wärmediffusorelement 9 angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1, die in Fig. 1 andeutungsweise dargestellt ist, kann vorgesehen sein, dass der Tiegel 2 zumindest bereichsweise eine Isolierung 14 aufweist, insbesondere eine Isolierung 14 aus einem Graphit-Filz. Bei Anordnung von mehreren Tiegeln 2 kann einer oder können mehrere oder können alle eine derartige Isolierung aufweisen, wie dies in Fig. 2
angedeutet ist.
Die Isolierung 14 kann dem Tiegelmantel 3 und/oder dem Boden des Tiegels 2 zu-
geordnet sein.
Anstelle eines Graphit-Filzes kann für die Isolierung 14 auch ein CFC-Material ein-
gesetzt werden.
Mit der Vorrichtung 1 kann ein Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls, insbesondere eines Saphir-Einkristalls, durchgeführt werden, wonach in zumindest einen Tiegel 2 ein Material eingefüllt wird, aus dem der Einkristall hergestellt wird, das Material dazu mit mindestens einem Heizelement 5-7, 13 aufgeschmolzen wird, wobei zumindest ein Anteil der von dem Heizelement 5-7, 13 erzeugten ther-
mischen Energie mit zumindest einem Wärmediffusorelement 9 verteilt wird.
Wie aus dem Voranstehenden hervorgeht, sieht die Erfindung die Verwendung eines Wärmediffusorelements 9 in der Herstellung eines Einkristalls, insbesondere
eines Saphir-Einkristalls, vor.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei auch
Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.
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Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Insbesondere kann die Anordnung des weiteren
Heizelemente 13 zwischen mehreren Tiegeln 2 ein eigenständige Erfindung sein.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Vorrichtung 1 diese nicht zwingenderweise maßstäb-
lich dargestellt ist.
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13
Bezugszeichenliste
Vorrichtung Tiegel Tiegelmantel Ofen Heizelement Heizelement Heizelement Abstand Wärmediffusorelement Abstand Abstand Reflektor Heizelement
Isolierung
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Claims (18)
1. Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Einkristalls, insbesondere eines Saphir-Einkristalls, umfassend einen Tiegel (2) zur Aufnahme von zu schmelzendem Ausgangsmaterial, insbesondere Aluminium(Ill)-oxid, und zumindest ein erstes Heizelement (5), zur Erhitzung des Ausgangsmaterials, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Heizelement (5) und dem Tiegel (2) ein Wärmedif-
fusorelement (9) angeordnet ist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Wärmediffusorelement (9) oberhalb des Tiegels (2) angeordnet ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Wärmediffusorelement (9) am Heizelement (5) angeordnet ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmediffusorelement (9) durch Graphit gebildet ist oder Gra-
phit umfasst.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmediffusorelement (9) eine netzartige oder filzartige Oberflächenstruktur oder eine Oberflächenrauigkeit Ra nach DIN EN ISO 4287:2010
zwischen 0,5 um und 50 um aufweist.
6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmediffusorelement (9) eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/((m.K) bei 20 °C aufweist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweites Heizelement (6, 7) und/oder ein zumindest
ein Reflektor (12) angeordnet ist/sind.
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8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Heizelement (5) und/oder das Wärmediffusorelement (9)
höhenverstellbar ausgebildet ist/sind.
9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn-
zeichnet, dass der Tiegel (2) oben offen ist.
10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn-
zeichnet, dass zumindest eines der Heizelemente (5-7) am Tiegel (2) anliegt.
11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn-
zeichnet, dass mehrere Tiegel (2) angeordnet sind.
12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmediffusorelement (9) oberhalb mehrerer oder sämtlicher Tiegel (2) angeordnet ist, oder dass jedem Tiegel (2) ein eigenes Wärmediffusorelement (9) zugeordnet
ist.
13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Tiegeln (2) eine weiteres Heizelement (13) angeordnet
ist.
14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das
weitere Heizelement (13) höhenverstellbar ist.
15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn-
zeichnet, dass der Tiegel (2) eine Isolierung (14) aus einem Graphit-Filz aufweist.
16. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekenn-
zeichnet, dass die Tiegel (2) eine Isolierung (14) aus einem Graphit-Filz aufweisen.
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17. Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls, insbesondere eines SaphirEinkristalls, wonach in zumindest einen Tiegel (2) ein Material eingefüllt wird, aus dem der Einkristall hergestellt wird, das Material dazu mit mindestens einem Heizelement (5-7, 13) aufgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anteil der von dem Heizelement (5-7, 13) erzeugten thermischen Energie mit
zumindest einem Wärmediffusorelement (9) verteilt wird.
18. Verwendung eines Wärmediffusorelements (9) in der Herstellung eines
Einkristalls, insbesondere eines Saphir-Einkristalls.
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Priority Applications (4)
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