DE1065826B

DE1065826B - Verfahren zum Reinigen von Silicium

Info

Publication number: DE1065826B
Application number: DENDAT1065826D
Authority: DE
Inventors: phil Werner Koch Belecke/Mohne Dr
Original assignee: LICENTIA Patent-Verwaltungs GmbH Hamburg
Publication date: 1959-09-24

Description

DEUTSCHES

;O1B 33/02- L 31149 IVa/12 i

ANMELDETAG: 28. A U G U S T 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT·. 24. SEPTEMBER 1959

Es ist bereits ein Verfahren zum Reinigen verdampfbarer Substanzen durch Destillation bekanntgeworden, bei dem die Kondensationsfläche auf einer dicht unter dem Schmelzpunkt der zu reinigenden Substanz liegenden Temperatur gehalten wird. Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß neben der Reinigung durch Destillation noch eine Reinigung durch Kristallisation erfolgt. Auf die Reinigung von Silicium läßt sich das vorbekannte Verfahren deswegen nicht anwenden, weil es keine Tiegelsubstanz gibt, die mit Silicium bei der für eine \^erdampfung erforderlichen Temperatur nicht reagiert, obgleich die Verdampfung von Silicium auf direktem Wege zu erreichen ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von dem bisher bekannten dadurch, daß das Silicium aus einem zwischen Siliciumelektroden im Hochvakuum brennenden Lichtbogen, der also lediglich in Siliciumdampf brennt, herausgedampft und auf eine Kondensationsfläche, die aus Silicium besteht, niedergeschlagen wird, deren Temperatur möglichst unter dem Schmelzpunkt des Siliciums gehalten wird. Um die Reinigungswirkung jedoch zu fördern, empfiehlt es sich, die Temperatur der Kondensationsfläche aus Silicium nicht unter 1000° C zu halten.

Im Dampfraum werden mit Vorteil mehrere Kondensationsflächen vorgesehen, deren Temperaturen um so niedriger liegen, je weiter sie von der Dampfquelle sind. Dadurch ist gewährleistet, daß ein Teil der das Silicium verunreinigenden Substanzen vorzugsweise an bestimmten Kondensationsflächen niedergeschlagen wird, da es für die Verunreinigungssubstanzen spezifische Temperaturen gibt, bei denen sie am leichtesten in das Siliciumgitter eingebaut werden. Auf diese Weise wird eine Abscheidung an den Stellen, an denen besonders reines Silicium abgeschieden werden soll, verhindert.

Als Kondensationsflächen werden vorzugsweise die Mantelflächen zylindrischer, vorzugsweise runder Stäbe verwendet, deren Achsen parallel der Lichtbogenachse sind.

Besonders vorteilhaft ist es, die Stäbe rotationssymmetrisch um den Lichtbogen anzuordnen, weil dadurch eine bessere Ausnutzung der Dampfquelle gewährleistet ist.

Um eine möglichst gleichmäßige Abscheidung zu erreichen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Stäbe einzeln und vorzugsweise zusätzlich das System während des Aufdampfens um die Achse zu drehen.

Eine einfache Erhitzungsweise für die Kondensationsflächen ist Erhitzung durch Stromdurchgang, dadurch ist eine bequeme Einhaltung der günstigsten Kondensationstemperatur unter Berücksichtigung der frei werdenden Kondensationswärme möglich.

Die Figuren zeigen in zum Teil schematischer Dar-Verfahren zum Reinigen von Silicium

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr. phil. Werner Koch, Belecke/Mohne,
ist als Erfinder genannt worden

stellung das Beispiel einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zwischen den aus möglichst gut vorgereinigtem Silicium bestehenden Elektroden 1 und 2 brennt ein Lichtbogen 3. Um diesen Lichtbogen 3 sind symmetrisch ebenfalls aus Silicium bestehende Stäbe 4 und 5 bzw. 6 und 7 angeordnet, auf denen das aus dem Bogen 3 ausdampfende Silicium niedergeschlagen wird. Die Stäbe 4 bis 7 werden aus einer Stromquelle 8 mittels Stromdurchgang erhitzt, wobei die Vorwiderstände 9 und 10 den durch die Stäbe 6 und 7 fließenden Strom derart begrenzen, daß die Temperatur der Stäbe 6 und 7 geringer ist als die der Stäbe 4 und 5.

In Fig. 2 ist die räumliche Anordnung skizziert, und zwar ist mit 11 die Achse der Elektroden 1 und 2 bzw. der Lichtbogen 3 bezeichnet. Auf einem inneren Kreis 12 bewegt sich eine Gruppe von Stäben, die denen in Fig. 1 mit 4 und 5 bezeichneten entsprechen, während sich auf einem äußeren Kreis 14 die Stäbe bewegen, die den in der Fig. 1 mit 6 und 7 bezeichneten entsprechen. Die Rotation der Stäbe auf dem Kreis 12 und 13 um den Lichtbogen einerseits und um ihre eigene Achse andererseits kann z. B. mit Hilfe von Planetengetrieben derart bewirkt werden, daß die Stabgruppen auf den Kreisen 12 und 13 jeweils durch die Planetenräder getrieben werden. Der in Fig. 2 skizzierte Abstand der Stäbe untereinander bleibt dabei innerhalb jedes Ringes enthalten, während die Stäbe fortlaufend einen anderen Teil ihrer Mantelfläche dem Lichtbogen zuwenden.

Claims

Patentansprüche-.

1. Verfahren zum Reinigen von Silicium, dadurch gekennzeichnet, daß das Silicium aus einem zwischen Siliciumelektroden im Hochvakuum brennenden Lichtbogen, der in Siliciumdampf

909 629/280

brennt, herausgedampft und auf eine Kondensationsfläche aus Silicium niedergeschlagen wird, deren Temperatur möglichst nahe unter, jedoch stets unter dem Schmelzpunkt des Siliciums gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kondensationsflächen vorgesehen sind, deren Temperaturen um so niedriger liegen, je weiter sie von der Dampf quelle entfernt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kondensationsflächen die Mantelflächen zylindrischer, vorzugsweise runder Stäbe verwendet werden, deren Achsen parallel der Lichtbogenachse sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe rotationssymmetrisch um den Lichtbogen angeordnet sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe einzeln und vorzugsweise zusätzlich das Stabsystem während des Aufdampfens um ihre Achse''gedreht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsflächen durch Strotrtdurchgang erhitzt werden. ·'

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen