DE2328303A1 - Vapour deposition resistance heated carrier electrode - comprises replaceable intermediate element - Google Patents
Vapour deposition resistance heated carrier electrode - comprises replaceable intermediate elementInfo
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Abstract
Description
!Berlin iind "München wit+plsbf nhp^nlri1"1· P ! Berlin iind "Munich w it + plsbf nhp ^ nlri 1 " 1 · P
Vorrichtung zum Herstellen von Stäben oder Rohren aus Silicium oder dergl. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung""zum Herstellen von Stäben und Rohren aus Silicium od.er^dergl, durch Abscheiden des betreffenden Halbleitermaterial'aV/der Mantelfläche eines erhitzten langgestreckten Trägers, insbesondere aus Silicium oder Graphit, bestehend aus einem eine Grundplatte aus Metall aufweisenden Reaktionsgefäß mit mindestens einer zur Halterung eines Endes des langgestreckten Trägers und zur Beheizung des Trägers dienenden.Elektrode versehen ist, die elektrisch isoliert und dicht durch die Grundplatte hindurchgeführt ist. Device for producing rods or tubes made of silicon or the like. The invention relates to a device "" for producing rods and tubes made of silicon or the like, by depositing the relevant semiconductor material / the jacket surface of a heated elongated carrier, in particular from Silicon or graphite, consisting of a reaction vessel having a base plate made of metal with at least one electrode serving to hold one end of the elongated carrier and to heat the carrier, which is electrically insulated and passed tightly through the base plate.
Das Reäktionsgefäß 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, z.B. eine Vertiefung auf, an welcher ein Träger mit seinem Ende fest aufsetzbar ist. Gewöhnlich verwendet man zwei in ihrer Geometrie übereinstimmende Träger, welche parallel zu einander orientiert , insbeondere 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, mit einander verbunden sind. Außerhalb des Reaktionsgefäßes ist die Elektrode mit einer zur Erzeugung des erforderlichen Heizstromes dienenden, Vorrichtung leitend verbunden.The reaction vessel in known devices of this type ' usually consists of a metallic base plate and a gas-tight bell placed on the base plate Quartz or glass. The base plate has a supply for the fresh reaction gas and an exhaust for the used one Gas provided. In addition, two electrodes are passed gas-tight and electrically insulated from one another through the base plate. Each of these two electrodes has a mating surface, e.g. a recess, on its free surface, on which a carrier can be placed firmly with its end. Usually two are used which have the same geometry Carriers, which are oriented parallel to one another, in particular fastened in a vertical position to one of the two electrodes and at their upper ends by a bridge made of inert conductive material, in particular made of silicon or graphite, with one another are connected. Outside the reaction vessel, the electrode is equipped with a heater to generate the required heating current serving, device conductively connected.
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VPA 9/14 0/305*3 StgVPA 9/14 0/305 * 3 pieces
40 988 1/049 140 988 1/049 1
-Z--Z-
V/erden stabförmige Träger verwendet, so ist die dem U\w:.^r-r\ -"^g Reaktionsraumes zugewandte Paßfläche der Elektrode in π or Tiegel eine konische Vertiefung deren Abmessungen dem -Cuersor.ni 11 des zumeist verjüngten Endes des stabförmigen Trägers nn;-epaßt sind. 'Im'Falle der Verwendung eines rohrförmigen Trägers wird tlie Paßfläche durch eine zylindrische oder ringförmige Bohrung an der dem Reaktionsraum zugewandten Klektrodenoberfläche gegeben.V / ground rod-shaped carrier is used, the w is the U \. ^ -R r \ - "^ g reaction space facing mating surface of the electrode in π or crucible a conical recess whose dimensions the -Cuersor.ni 1 1 of the generally tapered end of the rod-shaped carrier nn; -e fit. In the case of using a tubular carrier, the mating surface is given by a cylindrical or annular bore on the electrode surface facing the reaction space.
Neben den bereits genannten Punktionen hat die Elektrode noch die Funktion der Wärmeableitung. Es soll nämlich verhindert v/erden, daß die Elektrode zu heiß -. wird, weil sonst eine Reaktion mit dem Trägermaterial und evtl. auch dem abgeschiedenen Material stattfinden würde. Die bekannten Anordnungen dieser Art weisen Elektroden auf, die sich bestenfalls hur geringfügig über die Grundplatte hinaus in der Reaktionsraum erstrecken, so daß der größte Teil ihrer Oberfläche von dem abdichtenden Isoliermaterial sowie von dem Trägerkörper abgedeckt ist. Diese Elektroden wirken als Stau des Wärmeflusses. Falls eine geänderte Paßflache benötigt wird, muß die ganze Elektrode ausgebaut werden. Schließlich ist es äußerst aufwendig, zu verhindern, daß eine solche Elektrode durch auf ihr abgeschiedenes Material nicht nachteilig verändert wird.In addition to the punctures already mentioned, the electrode also has the function of heat dissipation. It is supposed to prevent the electrode from getting too hot. will, because otherwise a reaction would take place with the carrier material and possibly also the deposited material. The known arrangements of this Art have electrodes, which at best only extend slightly beyond the base plate into the reaction chamber, so that most of its surface is covered by the sealing insulating material and by the carrier body. These electrodes act to block the flow of heat. If a If a changed fitting surface is required, the entire electrode must be removed will. After all, it is extremely difficult to prevent such an electrode from being deposited on it Material is not adversely changed.
Es ist die Aufgabe der Erfindung,hier eine Abhilfe zu schaffen.It is the object of the invention to provide a remedy here.
Erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Herstellen von Stäben oder rohren aus Silicium dadurch gekennzeichnet, daß ein erster aus Metall, insbesondere aus Silber bestehender, Elektrodenteil unter Zwischenfügung einer abdichtenden Schicht aus inertem, isolierendem Material, insbesondere aus Tetrafluorpolyäthylen, in der Grundplatte befestigt ist und einen in den Reaktionsraum ragenden Vorsprung aufweist, auf den ein zweiter, aus Metall oder Kohlenstoffbestehender Elektrodenteil auswechselbar aufsitzt, der an seiner freien Oberfläche die zur Aufnahme und Halterung des Trägers bestimmte Paßfläche a^tf-we-ist./Vr/ /~ /t According to the invention a device for producing rods or tubes made of silicon, characterized in that a first electrode part made of metal, in particular made of silver, is fastened in the base plate with a sealing layer made of inert, insulating material, in particular made of tetrafluoropolyethylene, and one in the Has a projection protruding into the reaction space, on which a second electrode part made of metal or carbon is replaceably seated, which on its free surface is the mating surface a ^ tf-we-intended for receiving and holding the carrier. / Vr / / ~ / t
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BADBATH
Will man die Paßfläche ändern, so braucht man ersichtlich hier nur den zweiten Elektrodenteil auswechseln. Dieser wird auf den ersten Elektroden Teil aufgesetzt, insbesondere aufgeschraubt. Infolge dieser Struktur, ragt die den Abseheidun^sträger halternde und kontaktierende Elektrode merklich in den Reaktionsraum hinein, wodurch eine verbesserung der Wärmeableitung erzielt wird. Es ist dabei ohne Schwierigkeiten erreichbar, daß der ersteiElektrodenteil keinem Abscheideprozeß ausge-. setzt 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. Due to this structure, the relevant authority Abseheidun ^ halternde and contacting electrode protrudes significantly into the reaction chamber, whereby a Improve the heat dissipation is achieved. It can be achieved without difficulty that the first electrode part does not cause a deposition process. is set because the second electrode part can easily be designed so that the reaction gas is shielded from the first electrode part at all. In particular, the first electrode part can also be designed to be hollow and the cavity can be filled with a liquid coolant that is connected to a circulating cooling system. The cavity then expediently protrudes up to the "boundary" of the second electrode part, that is to say up to the projection of the first electrode part.
Der erste Elektrodenteil besteht ebenso wie die Grundplatte zweckmäßig aus einem Metall wie Silber oder aus versilbertem utahl, der zweite Elektrodenteil aus demselben Metall-wie der erste Elektrodenteil/ oder in Abweichung hierzu, aus Spekträlkohle oder hochreinem Graphit. Besteht der zweite Elektrodenteil aus Metall, so kann die Paßfläche mit Kohlenstoff ausge- : kleidet sein, insbesondere dann, wenn der Abscheidungsträger selbst aus Kohlenstoff, z.B. Graphit besteht. Die auskleidende Kohlenstoffschicht kann ggf. als Einsetzköpcr ausgebildet sein, so daß ohne Wechsel des übrigen Teils des zweiten Elektrodenteils 8 bzw. verschiedene Durchmesser des Trägers 10 bzw. 11 angewendet werden können. '"".....The first electrode part consists as well as the base plate expediently made of a metal such as silver or silver-plated u teel, the second electrode portion made of the same metal as the first electrode portion / or deviation in this, from Spekträlkohle or high-purity graphite. Consists of the second electrode portion made of metal, the mating surface can be excluded with carbon: his clothes, especially if the carrier itself deposition of carbon, for example graphite. The lining carbon layer can optionally be designed as an insert, so that 8 or different diameters of the carrier 10 or 11 can be used without changing the remaining part of the second electrode part. '"" .....
Ferner kann bei Verwendung eines rohrförmigen Abseheidungsträgers der zweite Elektrodenteil mit einer Durchbohrung versehen , sein, welcher den Eintritt des Reaktionsgases aus dem Resktions- ■ raum in das Innere des Abscheidungsträgers gestattet. Zweck dieser Maßnahme ist ggf. eine Abscheidung auch an der Innenwand zu ermöglichen bzw. den Träger von innen heraus zu kühlen.Furthermore, when using a tubular separation carrier, the second electrode part can be provided with a through-hole, be, which the entry of the reaction gas from the Resktions- ■ Allowed space in the interior of the separator support. Purpose of this Measure is to enable a deposition also on the inner wall or to cool the carrier from the inside, if necessary.
".-'409881 /0491 - 4 -".- '409881/0491 - 4 -
Die Erfindung wird anhandfd-er==· näher beschrieben. Hie steil*' die metallische Grundplatte eines Reaktionsgefäßes einer />nnrdnnung gemäß der Erfindung dar, wobei zwei verschiedene Ausbildungen der Elektroden dargestellt sind. Im allgemeinen wird man jedoch in Abweichung von dieser Darstellung für sämtliche Elektroden einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein und dieselbe Ausgestaltung der Elektrode wählen. 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 based on fd-er == described in more detail. Here, steeply, the metallic base plate of a reaction vessel of a size according to the invention, two different designs of the electrodes being shown. In general, however, in deviation from this representation, one and the same electrode configuration will be selected for all electrodes of a device according to the invention. A representation of the quartz bell covering the base plate as well as the supply and discharge for the reaction gas was dispensed with, since these are generally known constructions.
Die aus Silber bestehende Grundplatte ist an zwei Stellen mit je einer Durchbohrung versehen, durch welche je ein erster Elektro denteil gasdicht Jiindurchgeführt und eingepaßt ist. Der eine Elektrodenteil 2y%eist einen ke^elstumpfförmigen Vorsprung 6 in Richtung auf den Reaktionsraum auf, während der Vorsprung 7 des anderen ersten Elektrodenteils 4 f^'ylinderf örmig ist. Beide erste Elektrodenteile 2 und 4 weisen einenringförmigen Wulst 3a auf, dessen Oberseite eben mit der Oberfläche der Grundplatte 1 abschneidet. Er dient als Widerlager bei der Befestigung-des EiKkiXHiiE ersten Elektrodenteils mit einer an der Unterseite der Grundplatte 1 vorzusehenden Verschraubung ( nicht dargestellt.) Der Zwischenraum zwischen dem ersten Elektrodenteil 2^ bzw._4 ist mit einer lage 3 aus Polytetrafluorathylen abgedichtet.The base plate, which is made of silver, is provided with a through-hole at two points, through which a first electric the part is passed through and fitted in a gas-tight manner. One electrode part 2y% is a truncated cone-shaped projection 6 in the direction of the reaction space, while the projection 7 of the other first electrode part 4 is shaped like a cylinder. Both first electrode parts 2 and 4 have an annular bead 3a on, the top of which cuts off evenly with the surface of the base plate 1. It serves as an abutment when fastening the EiKkiXHiiE first electrode part with one on the bottom the base plate 1 to be provided screw (not shown.) The space between the first electrode part 2 ^ or_4 is sealed with a layer 3 made of polytetrafluorethylene.
Die Vorsprünge 6 bzw. 7 ragen über die obere Fläche der metallischen Grundplatte 1 merklich , und zwar mindestens soweit hervor, "daß einesichere Halterung des zweiten Elektrodenteils und des Trägers gewährleistet ist. Die beiden ersten Elektrodenteile 2fi('7 und4 sind hohl und führen in ihrem Hohlraum 5 ein an ein K-XnI-rohrsystem angeschlossenes flüssiges Kühlmittel, welches bis inThe projections 6 and 7 projecting above the upper surface of the metal base plate 1 considerably, at least in so far as produced, "that a secure retention of the second electrode portion and the support is ensured. The first two electrode parts 2fi ( '7 and 4 are hollow and result in its cavity 5 a liquid coolant connected to a K-XnI pipe system, which up to in
fä/S' (ft'Λ/
die Vorspränge 6 gjsia und 7 gelangt und für eine gute Kühlung der fä / S '(ft'Λ /
the projections 6 and 7 gjsia and for good cooling of the
Πη/,ι) U/.J. > Verbindungsfläche zu dem zweiten Elektrodenteil 8 bzw. 9 sorgt. Πη /, ι) U / .J. > Connection surface to the second electrode part 8 or 9 provides.
Der zweite Elektrodenteil 8 bzw. 9 weist zwei Paßflächen 8a und 8 b bzw. 9a und 9 b auf. Die erste dieser Paßflächen ist dem Verlauf der Oberfläche des Vorsprungs 6 bzw. 7 aes ersten Elek-The second electrode part 8 or 9 has two fitting surfaces 8a and 8b or 9a and 9b. The first of these mating surfaces is the Course of the surface of the projection 6 or 7 aes first elec-
409881/0491 _ 5 _409881/0491 _ 5 _
trodenteils angepaßt und steht mit diesem unmittelbar in Herührung. Y or teilhaft ist es z.B., wenn txsxiisxäE Ji diese beiden Paßflächen mit in einander passenden Schraubgewinden versehen sind, Die zweite Paßfläche des zweiten Elektrodenteils, 8bpartly adapted and is directly related to this. Y or in part by way of example, it is when txsxiisxäE Ji these two mating surfaces are provided with matching screw threads in one another, the second mating surface of the second electrode member, 8b
. sw*') CTi,:-). sw * ') CTi, :-)
bzw. 9 b dient zur Aufnahme des Trägers 10 bzw. 11. "'or 9 b is used to accommodate the carrier 10 or 11. "'
ίψ)
Der Träger_1O ist dabei ein massiver Halbleiterstab, der
Träger Treih aus Graphit bestehendes Rohr, wie er zur Herstellung
von Siliciumrohren üblich ist. Die zweite Paßfläche int in beiden Beispielen als Vertiefung ausgebildet, deren Umfang·
der Peripherie des betreffenden Abscheidungsträgers an dessen Ende angepaßt ist. Stattdessen könnte die zweite Paßfläche
auch an der äußeren Peripherie des zweiten Elektrodenteils 2>/T'^/>/
bzw. 9 ,/'z.B. in Gestalt eines konischen oder zylindrischen
Flächenteils vorgesehen sein, auf welchen ein rohrförmiger Träge:
11 aufgestülpt und ggf. von einer ges'imsartig vorpringenden
Auflage an seinem unteren Ende gestützt wird. Anderseits kann der Vorspringende Teil des ersten Elektrodenteils seinerseits $
eine zentrale Vertiefung aufweisen, sfcxExäzHH' in welcher dann
ein vorsprung des Elektrodenteils 8 bzw. 9 eingreift. ίψ)
The carrier_1O is a solid semiconductor rod, the carrier Treih made of graphite tube, as is customary for the production of silicon tubes. The second mating surface int in both examples is designed as a depression, the circumference of which is adapted to the periphery of the relevant separation support at its end. Instead, the second mating surface could also be provided on the outer periphery of the second electrode part 2> / T '^ /> / or 9, /', for example in the form of a conical or cylindrical surface part, onto which a tubular support: 11 is slipped and, if necessary, is supported by a cornice-like protruding support at its lower end. On the other hand, the projecting part is a v orsprung may itself comprise the first electrode portion $ a central recess, sfcxExäzHH 'in which then the electrode part 8, 9 is engaged.
Der wesentliche Vorteil bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindun ist darin zusehen, durch die Anwendung der auswechselbaren Slektrodentei Ie die Anpassung an verschiedene Durchmsser der Ab-The main advantage of a device according to the invention can be seen in it, through the use of the exchangeable electrode parts Ie the adaptation to different diameters of the ab-
scheidungsträger erleichtert wird, und daß der mit der Grundplatte fes.tverbundene erste Elektrodenteil von dem Abseheidungstrager und dessen Einflüssen weiter entfernt ist.decision maker is facilitated, and that the one with the base plate firmly connected first electrode part of the separation carrier and whose influences are further away.
1 Figur1 figure
J PatentansprücheJ claims
409881/0491409881/0491
Claims (3)
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Family Applications (1)
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|---|---|
| DE2328303C3 (en) | 1979-11-15 |
| DE2328303B2 (en) | 1979-03-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |