DE1769889A1 - Process for cleaning metals and semiconductors and for producing single crystals by zone melting - Google Patents

Process for cleaning metals and semiconductors and for producing single crystals by zone melting

Info

Publication number
DE1769889A1
DE1769889A1 DE19681769889 DE1769889A DE1769889A1 DE 1769889 A1 DE1769889 A1 DE 1769889A1 DE 19681769889 DE19681769889 DE 19681769889 DE 1769889 A DE1769889 A DE 1769889A DE 1769889 A1 DE1769889 A1 DE 1769889A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
single crystals
zone melting
semiconductors
peltier
largest
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681769889
Other languages
German (de)
Inventor
Alexander Dipl-Phys Lebek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akademie der Wissenschaften der DDR
Original Assignee
Akademie der Wissenschaften der DDR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akademie der Wissenschaften der DDR filed Critical Akademie der Wissenschaften der DDR
Priority to DE19681769889 priority Critical patent/DE1769889A1/en
Publication of DE1769889A1 publication Critical patent/DE1769889A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B13/00Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/34Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting characterised by the seed, e.g. by its crystallographic orientation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

Verfahren zur Reinigung von Metallen und Halbleitern und zur Herstellung von Einkristallen durch Zonenschmelzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Metallen und Halbleitern und zur Herstellung von Einkristallen, insbesondere beim tiegelfreien Zonenschmelzen unter Verwendung eines Impfkristalles und unter Ausnutzung des Peltier-Effektes, indem ein Gleichstrom durch das umzuschmelzende stabförmige Material geleitet wird, Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Einkristallen bekannt, bei dem ein Gleichstrom durch den umzuschmelzenden Stab geleitet wird, der dem Peltier-Koeffizienten-des Materials und der vorgesehenen Wandergeschwindigkeit der Phasengrenzen entspricht, wobei für die Herstellung von Halbleitereinkristallen ein äußerer Heizer, z, B, eine HF-Spule, entsprechend der vorgesehenen Geschwindigkeit der Phasengrenzen relativ'zum Stab bewegt wird, . Die Anwendung des Feltier-Effektes-bewirkt eine Verbesserung der Kristallperfektion, Die Ursache hierfür ist, daß erstens die Kristallisationswärme infolge der Peltierkühlung unmittelbar an der Kristallisationsfront absorbiert wird und das zweitens der Peltier-Effekt die ebene Ausbildung der Kristallisationsfront fördert, Zwar kann mit diesem Verfahren die Kristallperfektion . verbessert werden, jedoch ist auoh bei den so hergestellten Kristallen noch eine große Zahl von Versetzungen und Inhomogenitäten vorhanden, Es ist bekannt, daß der Peltier-Effekt anisotrop ist, Das hat zur Folget daß beim Zonenschmelzen an der Kristallisationsfront in verschiedenen dort vorliegenden kristallographisohen Richtungen unterschiedliche Kristallisationsgesohwindigkeiten auftreten,, Es ist ein Verfahren zur Einkristallherstellung bekannt$ bei dem die Anisotropie des Peltier-Effektes ausgenutzt werden soll: indem man einen Gleichstrom durch den umzuschmelzenden Stab leitet und die flüssige Zone mehrmals durch den Stab wandern läßt, Dabei soll sich die kristallographisohe Richtung, In der der größte Peltier-Effekt auftritt, spontan einstellen, Bei. der Durchführung dieses Verfahrens stellt sich der Binl@istallbildung der Umstand noch heiftend entgegen, daß sich der Anisotropie-Effekt nur In der Ziehrichtung des Kristalls auswirkt, Die spontan auftretenden Kristallbereiche sind deshalb meist nur in der Vaohstumsriohtung durch die Anisotropie in ihrer Orientierung bestimmt, Zweck der Erfindung ist die Erzielung einer größeren Kristall perfektiön sowie die Steigerung der Umsohmelzgesohwindigkeit beim Zonenschmelzen, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundes die Kristallisationsbedingungen beim Zonenschmelzen durch Ausnutzung der Anisotropie des Peltier-$ffektes zu verbessern.Process for cleaning metals and semiconductors and for producing single crystals by zone melting is passed through the rod-shaped material to be remelted, A method for the production of single crystals is already known in which a direct current is passed through the rod to be remelted, which corresponds to the Peltier coefficient of the material and the intended migration speed of the phase boundaries of semiconductor single crystals, an external heater, e.g. an RF coil, is moved relative to the rod in accordance with the intended speed of the phase boundaries. The application of the Feltier effect brings about an improvement in the crystal perfection.The reason for this is that firstly the heat of crystallization due to the Peltier cooling is absorbed directly at the crystallization front and secondly the Peltier effect promotes the even formation of the crystallization front, although this method can be used the crystal perfection. be improved, but is AUOH at the thus-produced crystals still a large number of dislocations and inhomogeneities present, it is known that the Peltier effect is anisotropic, that has to: follow that different when zone melting at the crystallization front in various present there kristallographisohen directions Kristallisationsgesohwindigkeiten occur ,, It is a method for Einkristallherstellung known $ wherein the anisotropy of the Peltier effect is to be exploited: by passing a direct current through the remelted rod and the liquid zone several times migrate through the rod can, besides to the kristallographisohe direction , In which the greatest Peltier effect occurs, adjust spontaneously , at. performing this procedure is the fact istallbildung still heiftend contrary, that the anisotropy effect affects only in the pulling direction of the crystal, the crystal regions spontaneously occurring are therefore usually determined only in the Vaohstumsriohtung by the anisotropy in orientation, the purpose of BinL @ The invention is the achievement of a larger crystal perfectiön and the increase of the Umsohmelzgesoh Speed during zone melting. The object of the invention is to improve the crystallization conditions during zone melting by utilizing the anisotropy of the Peltier effect.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, -Ydaß ein Impf- kristall irerwendet wird, bei dem diejenige kristallographisohe Richtung In Stabriohtung weist, die den größten Peltierkoeffizienten hat, -Bei Halbleitermaterialien ist zusätzlich ein äußerer Heizer mit einer Geschwindigkeit» die bei gegebener Stromdichte der Kristallisationsgesohwindigkeit In der Richtung des größten Peltierkoeffizienten entspricht, mit der flüssigen Zone mitzubewegen, Die Ausrichtung des Impfkristalls in der Richtung des größten Peltierkoßffizienten wirkt sich so aus,.daß StöreInflüsseg die zur Bildung andersorientierter Bereiche In Stab und zu Gitterbaufehlern führ4nn weitgehend unterdrückt werden, Die Kristallperfektion wird dadurch wesentlich größer als bei bekannten Einkristallen. weiterhin läßt sich die größtmögliche Wandergesohwindigkeit erreichen da bei gleicher Stromstärke des Gleiohstromes die Kristallisationsgeschwindigkeit in der 'Richtung des größten Feltier-Koeffisienten größer als in Jeder anderen-kristallographischen Richtung ist, Nach diesem Verfahren erfolgt die Reinigung-von Metallen und Halbleitern mit der größten bisher bekannten Geschwindig- keit, Weiterhin wirkt es sich positiv aus, daß die bei der Anwendung des Peltiereffektes auftretenden Wirkungen (z,B, Ebenhalten der Kristallisationsfront) maximal ausgenutzt werden, According to the invention this is achieved by, -Ydaß a vaccine is irerwendet crystal, comprises at which that kristallographisohe direction In Stabriohtung, which has the largest Peltier coefficient, -In semiconductor materials in addition, an external heater at a speed "which, for a given current density of the Kristallisationsgesohwindigkeit In the direction of the largest Peltier coefficient corresponds mitzubewegen with the liquid zone, the orientation of the seed crystal in the direction of the largest Peltierkoßffizienten affects such StöreInflüsseg .that the differently oriented to form areas in rod and lattice defects führ4nn be largely suppressed, the crystal perfection is thereby substantially larger than known single crystals. Furthermore, the maximum Wandergesohwindigkeit can be achieved since with the same current intensity of the Gleiohstromes the crystallization speed in the 'direction of the largest Feltier-Koeffisienten greater than in any other crystallographic direction, According to this method, the purification of metals and semiconductors made with the largest known Travel speed, Furthermore, it has a positive effect that the effects occurring during the application of the Peltier effect (e.g., B, layer holding the crystallization front) can be utilized to the maximum,

Claims (1)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Einkristallen durch Zonenschmelzen unter Verwendung eines Impfkristalles und unter Ausnutzung des Peltier-Effektes, indem ein Gleichstrom durch das umzuschmelzende stabförmige Material geleitet wirdt dadurch gekennzeichnet, daß ein Impfkristall verwendet wird, bei dem diejenige kristallographische Richtung in Stabriohtung weist, die den größten Peltierkoeffizienten hat, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dati bei Halbleitermaterialien zusätzlich ein äußerer Heizer mit einer Geschwindigkeit, die bei gegebener Stromdichte der Kristallisationsgeschwindigkeit in der Richtung des größten Peltierkoeffizienten entspricht, mit der flüssigen Zone mitbewegt wird,Claims 1. A method for the production of single crystals by zone melting using a seed crystal and utilizing the Peltier effect, in that a direct current is passed through the rod-shaped material to be remelted, characterized in that a seed crystal is used in which the crystallographic direction points in rod orientation, which has the largest Peltier coefficient, 2. The method according to claim 1 , characterized in that, in the case of semiconductor materials, an external heater is additionally moved with the liquid zone at a speed which, for a given current density, corresponds to the crystallization speed in the direction of the largest Peltier coefficient,
DE19681769889 1968-08-01 1968-08-01 Process for cleaning metals and semiconductors and for producing single crystals by zone melting Pending DE1769889A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681769889 DE1769889A1 (en) 1968-08-01 1968-08-01 Process for cleaning metals and semiconductors and for producing single crystals by zone melting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681769889 DE1769889A1 (en) 1968-08-01 1968-08-01 Process for cleaning metals and semiconductors and for producing single crystals by zone melting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1769889A1 true DE1769889A1 (en) 1971-11-04

Family

ID=5700316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681769889 Pending DE1769889A1 (en) 1968-08-01 1968-08-01 Process for cleaning metals and semiconductors and for producing single crystals by zone melting

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1769889A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008031804A1 (en) * 2006-09-14 2008-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Electrical machine with an internally cooled rotor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008031804A1 (en) * 2006-09-14 2008-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Electrical machine with an internally cooled rotor
US8026643B2 (en) 2006-09-14 2011-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Electrical machine with an internally cooled rotor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2643793A1 (en) PROCESS FOR GROWING MONOCRYSTALLINE EPITACTIC LAYERS FROM RARE EARTH IRON GARNET MATERIALS
DE3035267A1 (en) METHOD FOR STRENGTHENING LIQUID MATERIALS
DE2041476A1 (en) Process for producing a solid from a liquid mass by solidifying in one direction
DE1769889A1 (en) Process for cleaning metals and semiconductors and for producing single crystals by zone melting
DE1414631A1 (en) Semiconductor device
DE2038875A1 (en) Process for the production of grown mixed crystals
DE2017234A1 (en) Method of manufacturing a permanent magnet
DE60205904T2 (en) DEVICE FOR PRODUCING ALLOYING CRYSTALS
DE2459591A1 (en) METHOD OF GROWING A SEMICONDUCTOR JOINT
DE1934721B2 (en) PROCESS FOR SEPARATING LIQUID FILMS FROM P-XYLOLE CRYSTALS
AT147782B (en) Process for increasing the corrosion resistance of alloys of aluminum with about 3 to 16% magnesium.
DE2133875A1 (en) Monocrystals of volatile compounds - grown under blanketing liquid to produce semiconductor with low dislocation density
DE2049101A1 (en) Process for making lamellar composite bodies
DE2728771A1 (en) METHOD OF EPITACTIC DEPOSITION OF A SEMICONDUCTOR MATERIAL
DE1419656B2 (en) METHOD FOR DOPING A ROD-SHAPED BODY MADE OF SEMICONDUCTOR MATERIAL, IN PARTICULAR MADE OF SILICON, WITH BORON
DE1004382B (en) Process for cleaning an element or a chemical compound
DE2114593A1 (en) Zone recrystallization process for thin layers
AT223659B (en) Process for the production of dislocation-free single crystal silicon by crucible-free zone melting
AT234184B (en) Method for producing a rod-shaped single-phase mixed crystal
AT216576B (en) Process for growing a single crystal from a polycrystalline semiconductor rod by crucible-free zone melting
DE833352C (en) Process for the production of large-sheet mica
DE537026C (en) Process for the production of durable, saturated calcium gluconate solutions
DE1093779B (en) Heat-resistant container for the treatment of semiconductor melts and process for its manufacture
DE1094237B (en) Method for reducing the tension in seed crystals
DE1148525B (en) Method for enlarging the cross-section of the rod during crucible-free zone melting of a rod made of crystalline material, in particular semiconductor material