herausgezogen wird. Der Transport der Silicium-Dünnstäbe aus der Kammer erfolgt mittels zweier Zahnriemen, die von den einander gegenüberliegenden Seiten elastisch an den Silicium-Dünnstab angedrückt werden. Der Zugmechanismus ist auf einem rotierenden Trägerflansch angebracht, der die Öffnung in der oberen Fläche der Kammer derEinrichtung dicht verschließt und den Silicium-Dünnstab in eine Translations- und Rotationsbewegung versetzt. Mit dem rotierenden Trägerflansch sind eine oder mehrere elastische Dichtungen fest verbunden, welche die Durchführungsöffnung für den Silicium-Dünnstab abdichten sowie das Führungsrohr, dessen Länge minimal 150 mm beträgt und dessen Innendurchmesser um 2 mm größer ist als der mittlere Durchmesser eines Silicium-Dünnstabes. Der Vorteil der vorgeschlagenen Vorrichtung zur Herstellung von Silicium-Dünnstäben besteht darin, daß durch die zwangsweise synchrone Drehung des Zugmechanismus mit der Dichtung und des gleichzeitig als Ziehstange verwendeten Silicium-Dünnstabes sowie durch Ausbildung der radialen Dichtung als Trägerflansch, Silicium-Dünnstäbe von beliebiger Länge mit engen Toleranzen der geometrischen Parameter für die thermische Zersetzung von Trichlorsilan und Abscheidung von Silicium an den Silicium-Dünnstäben hergestellt werden.is pulled out. The transport of the silicon thin rods from the chamber takes place by means of two toothed belts, which are pressed from the opposite sides elastically to the silicon thin rod. The pulling mechanism is mounted on a rotating support flange which tightly seals the opening in the upper surface of the chamber of the device and translates the thin silicon rod in translation and rotation. With the rotating support flange one or more elastic seals are firmly connected, which seal the passage opening for the silicon thin rod and the guide tube whose length is minimally 150 mm and whose inner diameter is larger by 2 mm than the average diameter of a silicon thin rod. The advantage of the proposed device for the production of thin silicon rods is that by the compulsory synchronous rotation of the pulling mechanism with the seal and simultaneously used as a drawing rod silicon thin rod and by forming the radial seal as a support flange, silicon thin rods of any length with close tolerances of the geometric parameters for the thermal decomposition of trichlorosilane and deposition of silicon on the silicon thin rods are made.
Es ist zweckmäßig, daß der Silicium-Dünnstab nach Erreichen der nötigen Länge automatisch abgetrennt und in ein Magazin gebracht wird. Es ist ebenfalls möglich, zwei bis vier Zugmechanismen zum Ziehen von Silicium-Dünnstäben anzuschließen. Die Kammerabdichtung an der Stelle der Durchführung des Silicium-Dünnstabes rotiert gemeinsam mit dem Silicium-Dünnstab, so daß sie gemeinsam nur die Translationsbewegung durchführen, was Funktionsstörungen der Dichtung auf Grund von Oberflächenunebenheiten des Silicium-Dünnstabes und damit auch das unerwünschte Eindringen von Luft in die Kammer der Einrichtung verhindert.It is expedient that the silicon thin rod is automatically separated after reaching the necessary length and placed in a magazine. It is also possible to connect two to four pulling mechanisms for pulling silicon thin rods. The chamber seal at the location of the implementation of the silicon thin rod rotates together with the silicon thin rod, so that they perform together only the translational movement, causing malfunction of the seal due to surface irregularities of the silicon thin rod and thus the unwanted ingress of air into the Chamber of the institution prevented.
Auf den beiliegenden Zeichnungen wird ein Beispiel der Vorrichtung zur Durchführung des Ziehverfahrens von Silicium-Dünnstäben gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Abbildung 1 enthält die schematische Darstellung der gesamten Einrichtung zur Herstellung von Silicium-Dünnstäben mit einem Zugmechanismus. In Abbildung 2 und 3 ist der Aufriß und der Grundriß des Zugmechanismus dargestellt. Wie aus Abbildung 1 ersichtlich ist, wird das Ziehen von Silicium-Dünnstäben 6 in einer Kammer unter Vakuum oder in einer mit Inertgas gefüllten Kammer 1 der Einrichtung durchgeführt in deren unterem Teil sich eine Öffnung für die Welle 2 befindet, versehen mit Mechanismen, die ihre Rotations- und Schiebebewegung ermöglichen. Am oberen Ende der Welle 2 ist der Silicium-Mutterstab 3 befestigt, der mit seinem oberen Ende bis an die Induktorebene 5 reicht. Auf der oberen Kammerfläche 1 befindet sich über der Öffnung für die Welle 2 die Öffnung zum Einsetzen des rotierenden Trägerflansches 7, welcher diese Öffnung dicht verschließt und der über ein Schneckengetriebe durch den Motor 12 angetrieben wird. Der rotierende Trägerflansch 7 ist fest mit dem Führungsrohr 11 verbunden, welches die Ablenkung von der Achse beim Silicium-Dünnstab 6 verhindert, mit der Dichtung der Durchführungsöffnung für den Silicium-Dünnstab 6 aus der Kammer 1 der Einrichtung, bestehend aus einer oder aus mehreren elastischen Dichtungen 10 und mit Zugmechanismus 8, dessen Zahnriemen flexibel von zwei sich gegenüberliegenden Seiten auf den Silicium-Dünnstab 6 drücken. Es ist klar, daß durch Einschalten des Motors 12, der den rotierenden Trägerflansch 7 antreibt, gleichzeitig mit dem Zugmechanismus 8 ebenfalls der Silicium-Dünnstab 6, die elastische Dichtung 10 sowie das Führungsrohr 11 in Rotationsbewegung versetzt werden. Die Translationsbewegung des Silicium-Dünnstabes 6 führt der Zugmechanismus 8 durch, dessen Funktion auf Abbildung 2 und Abbildung 3 zu sehen ist. Die Zahnriemen 9, auf der äußeren Fläche mit Nuten versehen, die einen vorzüglichen Kontakt mit dem Silicium-Dünnstab 6 ermöglichen, werden durch den Motor 13 über antreibende Zahnräder 14 angetrieben. Die Laufbahn der Wirkung der Zahnriemen 9 auf den Silicium-Dünnstab 6 wird durch die getriebenen Zahnräder 15 begrenzt, wobei die ständige Spannung durch elastisch angebrachte Zahnräder 16 gesichert ist. Der elastische Druck der Zahnriemen 9 auf den Silicium-Dünnstab 6 wird durch Einwirken von mindestens einem Paar Zahnrollen 17, welche mit Hilfe von Federn 18, angebracht auf Hebeln 19 an Bolzen 20, bewirkt, welche die Zahnriemen 9 auf den Silicium-Dünnstab 6 drücken. Die Bewegung der Zahnrollen 17 in den Bolzen 20 wird begrenzt durch die Anschläge 21, welche die gleichachsige Lage des Zugmechanismus mit dem Führungsrohr 11 festlegen.In the accompanying drawings, an example of the apparatus for carrying out the drawing method of silicon thin rods according to the present invention is shown. Figure 1 shows the schematic representation of the entire device for the production of thin silicon rods with a pulling mechanism. Figures 2 and 3 show the elevation and plan of the pulling mechanism. As can be seen from Figure 1, the drawing of thin silicon rods 6 in a chamber is carried out under vacuum or in an inert gas-filled chamber 1 of the device, in the lower part of which there is an opening for the shaft 2, provided with mechanisms which provide its Allow rotation and sliding movement. At the upper end of the shaft 2 of the silicon mother rod 3 is fixed, which extends with its upper end to the inductor 5 level. On the upper chamber surface 1 is located above the opening for the shaft 2, the opening for insertion of the rotating support flange 7, which closes this opening tightly and which is driven via a worm gear by the motor 12. The rotating support flange 7 is fixedly connected to the guide tube 11, which prevents the deflection from the axis of the silicon thin rod 6, with the seal of the passage opening for the thin silicon rod 6 from the chamber 1 of the device, consisting of one or more elastic Seals 10 and with tension mechanism 8, the timing belt press flexible from two opposite sides of the thin silicon rod 6. It is clear that by turning on the motor 12, which drives the rotating support flange 7, simultaneously with the pulling mechanism 8 also the silicon thin rod 6, the elastic seal 10 and the guide tube 11 are set in rotational motion. The translational movement of the silicon thin rod 6 is performed by the pulling mechanism 8, the function of which can be seen in Figure 2 and Figure 3. The toothed belts 9, provided with grooves on the outer surface, which allow excellent contact with the silicon thin rod 6, are driven by the motor 13 via driving gears 14. The track of the action of the toothed belt 9 on the thin silicon rod 6 is limited by the driven gears 15, wherein the constant voltage is secured by elastically mounted gears 16. The elastic pressure of the toothed belt 9 on the silicon thin rod 6 is effected by the action of at least one pair of sprockets 17, which by means of springs 18, mounted on levers 19 on bolts 20, which press the toothed belt 9 on the silicon thin rod 6 , The movement of the toothed rollers 17 in the bolt 20 is limited by the stops 21, which define the equiaxed position of the pulling mechanism with the guide tube 11.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.
Vor Beginn des Ziehens wird der Silizium-Dünnstab 6, dessen Länge mindestens der Entfernung des oberen Endes des Zugmechanismus 8 vom Induktor 5 über den Zugmechanismus 8 vom Induktor 5 entspricht, über den Zugmechanismus 8, die elastische Dichtung 10 und das Führungsrohr 11 in die Kammer 1 der Vorrichtung eingelegt. Hochfrequenzströme fließen durch den Induktor 5, induzieren am oberen Ende des Silizium-Mutterstabes 3 Wirbelströme, die ihn erhitzen, bis es zu seinem Zerschmelzen kommt und zur Bildung des Tropfens der Schmelze 4. Der Silizium-Dünnstab 6 nähert sich dann dem Tropfen der Schmelze 4, und nach ihrer Durchschmelzung kann mit dem Ziehen begonnen werden. Der Silizium-Dünnstab 6 wird durch Anlassen des Motors 12, der den rotierenden Trägerflansch 7 antreibt, in eine Rotationsbewegung gesetzt und zwar mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 50 Umdrehungen/Minute, und durch Anlassen des Motors 13, der die Zahnriemen 9 antreibt, mit einer Geschwindigkeit von 14 bis 22 mm/Minute in eine Translationsbewegung versetzt.Before the start of drawing, the silicon thin rod 6, the length of which at least corresponds to the distance of the upper end of the pulling mechanism 8 from the inductor 5 via the pulling mechanism 8 from the inductor 5, via the pulling mechanism 8, the elastic seal 10 and the guide tube 11 in the chamber 1 of the device inserted. High-frequency currents flow through the inductor 5, inducing at the top of the silicon mother 3 eddy currents that heat him until it comes to its melting and the formation of the drop of the melt 4. The silicon thin rod 6 then approaches the drop of the melt 4th , and after its melting can be started with the pulling. The silicon thin rod 6 is set in rotation by starting the motor 12 which drives the rotary support flange 7 at a speed of 10 to 50 revolutions / minute and by starting the motor 13 which drives the toothed belts 9 a speed of 14 to 22 mm / minute in a translational motion.
Über dem Niveau des Induktors 5 kommt es zum Erstarren eines Teiles des Tropfens der Schmelze 4 in Form des Silizium-Dünnstabes, dessen Durchmesser die Funktion der Geschwindigkeit seiner Translationsbewegung, der Translationsbewegung der Welle 2 und des Durchmessers des Silizium-Mutterstabes 3 ist. Falls ein Silizium-Mutterstab 3 mit größerem Durchmesser als 20 mm verwendet wird oder bei Benutzung des Induktors 5 nicht symmetrischer Form, ist es von Vorteil, die Welle 2 mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 10 Umdrehungen/Minute rotieren zu lassen.Above the level of the inductor 5, a portion of the drop of the melt 4 in the form of the silicon thin rod, whose diameter is the function of the speed of its translational movement, the translational movement of the shaft 2 and the diameter of the silicon mother rod 3, solidifies. If a silicon master bar 3 larger than 20 mm in diameter is used or when using the inductor 5 is not symmetrical in shape, it is advantageous to rotate the shaft 2 at a speed of 1 to 10 rpm.
Die Anwendung der Erfindung ermöglicht die Herstellung endlos langer oder die nahezu kontinuierliche Herstellung einer größeren Zahl von Silizium-Dünnstäben beliebiger Länge, mit engen Toleranzen der geometrischen Parameter, die beim bekannten Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silizium durch Zersetzung von Halogensilanen auf Silizium-Seelen verwendet werden. Die Erfindung kann auch auf Vorrichtungen für das Floating-Verfahren von Silizium mit Induktionsheizung angebracht werden.The use of the invention enables the production of endlessly long or almost continuous production of a large number of silicon rods of any length, with close tolerances of the geometrical parameters used in the known method of producing polycrystalline silicon by decomposition of halosilanes on silicon cores , The invention can also be applied to devices for the floating process of silicon with induction heating.