DE2328303C3 - Device for manufacturing silicon rods - Google Patents
Device for manufacturing silicon rodsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Siliciumstäben durch Abscheiden von Siliicium aus der Gasphase an der Mantelfläche eines erhitzten, langgestreckten Siliciumträgers, bestehend aus einem eine Grundplatte aus Metall aufweisenden Reaktionsgefäß mit mindestens einer zur Halterung eines Endes des langgestreckten Trägers und zur Beheizung des Triigers dienenden Elektrode, die elektrisch isoliert und dicht durch die Grundplatte hindurchgeführt ist und aus zwei Teilen besteht, von denen der erste, aus Metall bestehende und in der Grundplatte befestigte Elektrodenteil einen Vorsprung in Richtung Reaktionsgefäß aufweist, und der zweite, aus Metall oder Graphit bestehende Elektrodenteil, der an seiner freien Oberfläche die zur Aufnahme und Halterung des Trägers bestimmte Paßfläche besitzt, auf dem ersten Elektrodenteil auswechselbar aufsitzt.The invention relates to a device for producing silicon rods by depositing silicon from the gas phase on the outer surface of a heated, elongated silicon substrate, consisting of a a base plate made of metal having reaction vessel with at least one for holding one end of the elongated carrier and for heating the Triigers serving electrode, which is electrically insulated and tight is passed through the base plate and consists of two parts, the first of which is made of metal existing and fixed in the base plate electrode part a projection in the direction of the reaction vessel has, and the second, made of metal or graphite electrode part, the on its free surface has the specific mating surface for receiving and holding the carrier, on the first electrode part interchangeably seated.
Das Reaktionsgefäß bei bekannten Vorrichtungen dieser Art besteht in der Regel aus einer metallischen Grundplatte und einer gasdicht auf die Grundplatte aufgesetzten Glocke aus Quarz oder Glas. Die Grundplatte ist mit einer Zuführung für das frische Reaktionsgas und mit einem Abzug für das verbrauchte Gas versehen. Außerdem sind durch die Grundplatte zwei Elektroden gasdicht und voneinander elektrisch isoliert hindurchgeführt. Jede dieser beiden Elektroden weist an ihrer freien Oberfläche eine Paßfläche, ζ. Β. eine Vertiefung, auf, an welcher ein Träger mit seinem Ende fest aufsetzbar ist. Gewöhnlich verwendet man zwei in ihrer Geometrie übereinstimmende Träger, welche parallel zueinander orientiert, insbesondere in vertikaler Lage an je einer der beiden Elektroden befestigt und an ihren oberen Enden durch eine Brücke aus inertem leitenden Material, insbesondere aus Silicium oder Graphit, miteinander verbunden sind. Außerhalb des Reaktionsgefäßes ist die Elektrode: mit einer zur Erzeugung des erforderlichen Heizstroms dienenden Vorrichtung leitend verbunden.The reaction vessel in known devices of this type usually consists of a metallic one Base plate and a bell made of quartz or glass placed gas-tight on the base plate. the The base plate has an inlet for the fresh reaction gas and an outlet for the used one Gas provided. In addition, the base plate makes two electrodes gas-tight and electrical from one another passed through isolated. Each of these two electrodes has a mating surface on its free surface, ζ. Β. a recess on which a carrier can be placed firmly with its end. Usually one uses two carriers with the same geometry, which are oriented parallel to one another, in particular in vertical position attached to each of the two electrodes and at their upper ends by a bridge of inert conductive material, in particular of silicon or graphite, are connected to one another. Outside the reaction vessel is the electrode: with one to generate the required heating current serving device conductively connected.
Aus der DE-OS 20 50 076 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von rohrförmigen Körpern aus Halbleitermaterial bekannt, bei der die rohrförmigen Träger in entsprechende Bohrungen der sie halternden Elektroden eingesetzt sind. Die Elektroden stehen mit einer Zuleitung in leitender Verbindung. Über Durchbohrungen in den Elektroden gelangt ein in die rohrförmigen Träger einströmendes gasförmiges Kühlmittel in den Reaktionsraum.DE-OS 20 50 076 discloses a device for producing tubular bodies made of semiconductor material known, in which the tubular carrier in corresponding bores of the electrodes holding them are used. The electrodes are in conductive connection with a supply line. About perforations A gaseous coolant flowing into the tubular supports reaches the electrodes in the electrodes Reaction space.
Crfindungsgemäß ist die Vorrichtung zum Herstellen von Siliciumstäben dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung des ersten Elektrodenteils kegelstumpfförmig ausgebildet ist Aufgrund der kegelstumpfförmigenAccording to the invention, the device for producing silicon rods is characterized in that the The projection of the first electrode part is frustoconical due to the frustoconical
ίο Ausbildung des ersten Elektroden teils wird das Auftreten von durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung der beiden Elektrodenteile bedingten Kräften vermieden, der Übergangswiderstand verringert und die Paßform der Elektrodenteile verbessertίο training of the first electrode part will occur Avoided forces caused by the different thermal expansion of the two electrode parts, the contact resistance is reduced and the fit of the electrode parts is improved
Will man die Paßfläche ändern, so braucht man ersichtlich hier nur den zweiten Elektrodenteil auswechseln. Dieser wird auf den ersten Elektrodenteil aufgesetzt insbesondere aufgeschraubt Infolge dieser Struktur ragt die den Abscheidungsträger halternde und kontaktierende Elektrode merklich in den Reaktionsraum hinein, wodurch eine Verbesserung der Wärmeableitung erzielt wird. Es ist dabei ohne Schwierigkeiten erreichbar, daß der erste Elektrodenteil keinem Abscheickprozeß ausgesetzt ist, da der zweite Elektrodenteil ohne weiteres so ausgestaltet werden kann, daß das Reaktionsgas überhaupt von dem ersten Elektrodenteil abgeschirmt wird. Insbesondere läßt sich auch der erste Elektrodenteil hohl ausgestalten und der Hohlraum mit einem flüssigen Kühlmittel füllen, das an ein zirkulierendes Kühlsystem angeschlossen ist. Der Hohlraum ragt dann zweckmäßig bis nahe an die Grenze zum zweiten Elektrodenteil, also bis in den Vorsprung des ersten Elektrodenteils.If you want to change the mating surface, you only need to change the second electrode part. This is placed on the first electrode part, in particular screwed on as a result of this Structure, the electrode holding and contacting the deposition support protrudes noticeably into the reaction space, thereby improving the heat dissipation is achieved. It can be achieved without difficulty that the first electrode part does not Deposition process is suspended because the second electrode part can easily be designed so that the reaction gas from the first electrode part at all is shielded. In particular, the first electrode part and the Fill the cavity with a liquid coolant connected to a circulating cooling system. Of the The cavity then expediently protrudes to close to the border with the second electrode part, that is to say into the Protrusion of the first electrode part.
Der erste Elektrodenteil besteht ebenso wie die Grundplatte zweckmäßig aus einem Metall wie Silber oder aus versilbertem Stahl, der zweite Elektrodenteil aus demselben Metall wie der erste Elektrodenteil, oder in Abweichung hierzu, aus Spektralkohle oder hochreinem Graphit. Besteht der zweite Elektrodenteil aus Metall, so kann die Paßfläche mit Kohlenstoff ausgekleidet sein. Die auskleidende Kohlenstoffschicht kann ggf. als Einsetzkörper ausgebildet sein, so daß ohne Wechsel des übrigen Teils des zweiten Elektrodenteils 8 bzw. verschiedene Durchmesser des Trägers 10 angewendet werden können.The first electrode part, like the base plate, is expediently made of a metal such as silver or made of silver-plated steel, the second electrode part made of the same metal as the first electrode part, or in contrast to this, made of spectral carbon or high-purity graphite. The second electrode part consists of Metal, the mating surface can be lined with carbon. The lining carbon layer can optionally be designed as an insert body, so that without changing the remaining part of the second electrode part 8 or different diameters of the carrier 10 can be used.
Die Erfindung wird anhand des Ausführungsbeispieles in der Figur näher beschrieben. Es stellt die metallische Grundplatte eines Reaktionsgefäßes einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dar, wobei eine durchgeführte Elektrode dargestellt ist. Von einer Darstellung der die Grundplatte abdeckenden Quarzglocke sowie der Zuführung und Abfuhr für das Reaktionsgas wurde, da es sich hier um allgemein bekannte Konstruktionen handelt, abgesehen.The invention is described in more detail using the exemplary embodiment in the figure. It represents the metallic base plate of a reaction vessel of a device according to the invention, wherein a performed electrode is shown. From a representation of the quartz bell covering the base plate as well as the supply and discharge for the reaction gas, since this is general known constructions, apart from.
Die aus Silber bestehende Grundplatte 1 ist mit einer Durchbohrung versehen, durch welche ein erster Elektrodenteil gasdicht hindurchgeführt und angepaßt ist. Der eine Elektrodenteil 2 weist einen kegelstumpfförmigen Vorsprung 6 in Richtung auf den Reaktionsraum auf. Ein ringförmiger Wulst 3a, dessen Oberseite eben mit der Oberfläche der Grundplatte 1 abschneidet, dient als Widerlager bei der Befestigung des ersten Elektrodenteils mit einer an der Unterseite der Grundplatte 1 vorzusehenden Verschraubung (nichtThe base plate 1 made of silver is provided with a through-hole through which a first Electrode part is passed gas-tight and adapted. One electrode part 2 has a frustoconical shape Projection 6 in the direction of the reaction space. An annular bead 3a, the top of which cuts off level with the surface of the base plate 1, serves as an abutment when attaching the first Electrode part with a screw connection to be provided on the underside of the base plate 1 (not
b5 dargestellt). Der Zwischenraum zwischen dem ersten
Elektrodenteil 2 und der Grundplatte 1 ist mit einer Lage 3 aus Polytetrafluoräthylen abgedichtet.
Der Vorsprung 6 ragt über die obere Fläche derb5). The space between the first electrode part 2 and the base plate 1 is sealed with a layer 3 made of polytetrafluoroethylene.
The projection 6 protrudes over the upper surface of the
metallischen Grundplatte 1 merklich, und zwar mindestens soweit hervor, daß eine sichere Halterung des zweiten Elektrodenteiis und des Trägers gewährleistet ist Der erste Elektrodenteil 2 ist hohl und führt in seinem Hohlraum 5 ein an ein K-jhlrohrsystem angeschlossenes flüssiges Kühlmittel, welches bis in den Vorsprung 6 gelangt und für eine gute Kühlung der Verbindungsfläche zu dem zweiten Elektrodenteil 8 sorgtmetallic base plate 1 noticeably, at least so far that a secure mounting of the second electrode part and the carrier is guaranteed. The first electrode part 2 is hollow and leads into its cavity 5 is connected to a K-jhlrohrsystem connected liquid coolant, which gets into the projection 6 and for good cooling of the Connection surface to the second electrode part 8 provides
Der zweite Elektrodenteil 8 weist zwei Paßflächen Sa und Sb auf. Die erste dieser Paßflächen ist dem Verlauf der Oberfläche des Vorsprungs 6 des ersten Elektrodenteils angepaßt und steht mit diesem unmittelbar in Berührung. Vorteilhaft ist es z. B, wenn diese beiden Paßflächen mit ineinander passenden Schraubengewinden versehen sind. Die zweite Paßfläche des zweiten Elektrodenteils 86 dient zur Aufnahme des Trägers 10.The second electrode part 8 has two mating surfaces Sa and Sb . The first of these mating surfaces is adapted to the course of the surface of the projection 6 of the first electrode part and is in direct contact with it. It is advantageous, for. B, if these two mating surfaces are provided with screw threads that fit into one another. The second mating surface of the second electrode part 86 serves to receive the carrier 10.
Der Träger 10 ist dabei ein massiver Halbleiterstab. Die zweite Paßfläche ist als Vertiefung ausgebildet, deren Umfang der Peripherie des Abscheidungstragers an dessen Ende angepaßt ist Statt dessen könnte die zweite Paßfläche auch an der äußeren Peripherie des zweiten Elektrodenteils 8 z. B. in Gestalt eines konischen oder zylindrischen F'ächenteils vorgesehen sein, auf welchen ein Träger aufgestülpt und ggf. von einer gesimsartig vorspringenden Auflage an seinem unteren Ende gestützt wird. Andererseits kann der vorspringende Teil des ersten Elektrodenteils seinerseits eine zentrale Vertiefung aufweisen, in welcher dann ein Vorsprung des Elektrodenteils 8 eingreiftThe carrier 10 is a solid semiconductor rod. The second mating surface is designed as a recess, whose circumference is adapted to the periphery of the separator at its end. Instead, the could second mating surface also on the outer periphery of the second electrode part 8 z. B. in the form of a conical or cylindrical surface part is provided be, on which a carrier is turned up and possibly from a cornice-like protruding support on his lower end is supported. On the other hand, the protruding part of the first electrode part can in turn have a central recess in which a projection of the electrode part 8 then engages
Der wesentliche Vorteil bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die Anwendung der auswechselbaren Elektrodenteile dieThe main advantage of a device according to the invention is to be seen in the fact that by the Application of the replaceable electrode parts
is Anpassung an verschiedene Durchmesser der Abscheidungsträger erleichtert wird und daß der mit der Grundplatte festverbundene erste Elektrodenteil von dem Abscheidungsträger und dessen Einflüssen weiter entfernt istis adaptation to different diameters of the separator supports is facilitated and that the first electrode part firmly connected to the base plate of the separation support and its influences is further away
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19732328303 DE2328303C3 (en) | 1973-06-04 | 1973-06-04 | Device for manufacturing silicon rods |
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1973
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Also Published As
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