DE1946384A1 - Back diffusion preventer for tubular - furnace - Google Patents

Back diffusion preventer for tubular - furnace

Info

Publication number
DE1946384A1
DE1946384A1 DE19691946384 DE1946384A DE1946384A1 DE 1946384 A1 DE1946384 A1 DE 1946384A1 DE 19691946384 DE19691946384 DE 19691946384 DE 1946384 A DE1946384 A DE 1946384A DE 1946384 A1 DE1946384 A1 DE 1946384A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tube
preparation
protective gas
flow
pipe
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
DE19691946384
Other languages
German (de)
Inventor
Eberhard Dipl-Phys Groschwitz
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19691946384 priority Critical patent/DE1946384A1/en
Publication of DE1946384A1 publication Critical patent/DE1946384A1/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
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/14Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
    • 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
    • C30B31/00Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
    • C30B31/10Reaction chambers; Selection of materials therefor
    • 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
    • C30B31/00Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
    • C30B31/16Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the gases

Landscapes

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

Abstract

The arrangement blocks diffusion of atmospheric air into open processing tube which is swept by a stream of protective gas. Tubular furnace of this kind is used for making of semi-conductor materials. The gas outlet end of the tube is screened by a flow of gas issuing from a flared end of a thin tube which crosses the flow path of the main flow stream. This tube is bent at the tubular furnace centre and gas issues in the same direction as the main flow stream. The thin tube is bent as a clip to fasten on the larger tube end.

Description

Vorrichtung zur Verhinderung einer unerwünschten Rückdiffusion von Gasen in das Präparationsrohr von Rohrofen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung einer unerwünschten Rückdiffusion von Gasen, insbesondere der atmosphärischen Luft, in das offene, von einer Schutzgas und/oder Transportströmung durchflossene Präparationsrohr von Rohröfen insbesondere der Halbleitertechnik sowie von horizontalen Rohranlagen der Epitaxie0 In Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Rohrofen anordnung angegeben, wie sie beispielsweise in der Halblei tertechnik Verwendung findet0 Der Buchstabe R bezeichnet das waagerechte Präparationsrohr, das beispielsweise aus Quarz hergestellt ist. Das Rohr wird im allgemeinen mit ge ringer Geschwindigkeit von einem Schutzgas für die im Inneren befindlichen Halbleiterpräparate durchströmtO Dieses Schutz gas übernimmt.häutig auch den Tratlsport anderer Gasphasen, welche bei den jeweiligen Verfahren für die Präparation verwendet werden und bei chemischem Reaktionen oder Abschei dungen an den Präparaten eine Rolle spielen0 3ei manchen Präparationsmethoden wird hingegen ein fester oder flüssiger Stoff im Präparationsrohr durch Reaktion mit Gasen in gasförmige Reaktionsprodukte umgesetzt. Im gasstrom findet-dann an Kristallen eine Rückreaktion statt, wobei sich der transportierte Stoff abscheidet0 Bei dem Verfahren der Epitaxie wird im Präparationsrohr beispielsweise in seiner Mitte durch eine Zufuhrung eine gasförmige Silicium- Chloroform-Verbindung eingebracht, die zusammen mit dem Dampf eines dotierenden Elementes nach beiden Seiten durch das Präparationsrohr strömt, wobei Silicium epitaxial auf Si-Substraten abgeschieden wird0 Der Querschnittsdurchmesser des Präparationsrohres eines Rohrofens beträgt einige Zentimeter und die Länge ungefähr zwei bis drei Meter. Diese Abmessungen des Präparationsrohres variieren bei den verschiedenen Ausführungen der Rohröfen oder horizontalen Spitaxieanlageno In Fig0 1 ist an die linke Rohröffnung für die Beschreibung der Bewegungsvorgänge von Gasphasen im Rohr R der Ursprung x = o einer Längenkoordinate gelegt. Die positive Richtung der x-Koordinate zeigt von der linken Rohröffnung bei x = o ausgehend in das Rohr hinein. Das rechte Rohrende ist durch die Länge x = L des Rohres gekennzeichnet0 Die elektrisch gesteuerte Heizung H umschließt das Rohr. Die Temperaturverteilung längs des Rohres verläuft im allgemeinen konstant, Das Schutzgas, zO3. Argon oder- Stickstoff, wird bei L mit einem Schlauch S in das Rohr eingeführt und strömt von rechts nach links mit geringer Xeschwindigkeit v (einige Zentimeter pro Sekunde) durch das Rohr bis zum linken Rohrausgang an der Stelle x = Oo Der Rohrquerschnitt an der Stelle x = L auf der rechten Seite ist durch eine Kappe verschlossen, welche nur eine relativ kleine öffnung für die Zuführung des Schutzgases mit einem Schlauch oder Glas rohr s freiläßt. Auf der linken Seite an der Stelle x = o ist das Präparationsrohr in den meisten Fällen über seinen ganzen Querschnitt offen0 Die Markierungen A und B sollen in das Rohr R hineingeschobene Präparate darstellen, die von dem Schutzgas, welches das Rohr von rechts nach links durchströmt, überstrichen werden0 Betrachten wir unter verschiedenen anderen Möglichkeiten nur ein repräsentatives Beispiel. Bei B befindet sich ein kleines Gefäß mit einer Phosphorverbindung, z030 P205, die bei einer einstellbaren Temperatur eine gewünschte Menge Phosphor in gasförmigem Zustand an den Strom des Schutzgases N2 abgibt. Der Phosphordampf wird in diesem Gasstrom ohne Reaktion mittransportiert. An der Stelle A liegen im Rohr scheibenförmige Halbleiterpräparate. In diesen Halbleiterkristallen findet infolge des vorbeigeführten Gasstromes eine die Halbleiterkristalle dotierende Diffusion von Phosphoratomen von der Kristalloberfläche aus statt. Dieses Verfahren wird in der technologischen Fachsprache kurz als Diffusion aus der Gasphase bezeichnet0 Für die vorliegende Erfindung ist nun der folgende Sachverhalt von Bedeutung Gemäß Fig. 1 ist das Präparationsrohr an seinem linken Ende bei x = o offene Dort tritt folglich das von rechts nach links durch das Rohr R hindurchströmende Schutzgas mit seiner geringen Strömungsgeschwindigkeit v in die freie Luftatmosphäre aus. An dieser linken Rohröffnung findet andererseits aber auch eine Diffusionsbewegung der Zimmerluft gegen die Strömung des Schutzgases in das Rohr hinein statt. Ersichtlich handelt es sich hierbei um einen unerwünschten und in der Praxis unkontrollierten Ein flußO Die Halbleiterkristalle an der Stelle A in Fig0 t sol len im Sinne des Verfahrens nur mit dem Schutzgas und der von B herkommenden dotierenden Gasphase, keinesfalls aber mit spuren der atmosphärischen Luft, insbesondere °2' in Berührung kommend Durch die bisherige technische Praxis wird zwar bestätigt, daß sich der ideale aus technologischen Gründen geforderte Zustand eines nur mit Schutzgas gefüllten Präparationsrohres R wenigstens angenähert in tolerierbaren Grenzen realisieren läßt0 Für die Präparationstechnik von Halbleiterkristallen ist jedoch der Vorgang der Rückdiffusion einer äußeren Gasphase gegen die Strömung des Schutzgases wegen der verbreiteten und vielseitigen technologischen hnwendungen von grundsätzlichem Interesse0 Nach dem bisherigen Stand der Technik hat man bei offene haltenem Rohrausgang x0 die Rückdiffusion der Luft in das Präparationsrohr durch die Geschwindigkeit v der gesamten Schutzgasströmung reguliert. Diese Geschwindigkeit v ist jedoch relativ klein (einige Zentimeter pro Sekunde) und es wird hierbei die gesamte Gasme-nge der Schutzgasströmung zur Regulierung verwendet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Strömungsgeschwindigkeit v an der inneren Rohrwand des Präparationsrohres sowohl im laminaren als auch im turbulen ten Strömungszustand verschwindet0 Demzufolge dringt die Luft in das Rohrinnere in der Nähe der inneren Rohrwand praktisch unbeeinflußt von der steuernden S«römungsgeschwindigkeit v eine Hieraus erhellt, daß die Abwendung einer unerwünschten Rückdiffusion der atmosphärischen Luft in das Innere des Präparationsrohres in der nach dem Stande der Technik üblichen Weise qualitativ schwerfällig und ohne große Variationsmöglichkeiten in der Steuerung isto In quantitativer Hinsicht sind die Verhältnisse sogar im allgemeinen unbekannt und wer den mehr oder weniger gefühls-mäßig gehandhabt0 In machen Fäl len wird der Ausgang des Präparationsrohres wenigstens zeitweilig mit einer Kappe versehen. Die Ausströmung des Schutz gases erfolgt hierbei durch ein in der Kappe steckendes Röhrchen0 Diese Methode ist jedoch ebenfalls aus verschiedenen uründen unbefriedigend0 Das Problem der unerwünschten Rückdiffusion der Luft in-das Innere des Präparationsrohres R existiert prinzipiell auch für die in der Abschlußkappe steckenden Rohrausgänge der Schutzgasströmung. Eine Variationsfähigkeit in der Regulierung der unerwünschten Rücdiffusion der Luft ist auch bei dieser Maßnahme ebenso wenig gegeben wie ohne AbschlußkappeO"In der Praxis muß aber die Kappe bisweilen abgenommen werden0 Die sich dabei ergebenden Verhältnisse hinsicfttlich der Anwesenheit unerwünschter Luft mengen im Präparationsrohr entziehen sich praktisch einer quantitativen Kontrolle, Außerdem wird die ungehinderte Be tätigung eines Schiebers zum Einfügen der Halbleiterkörper durch eine Abochlußkappe am Ausgang xO des Präparationsrohres sehr erheblich eingeschränkt0 Bei jedem Abnehmen der Xappe findet eine besonders starke RW¢kdiffusion erneut statt, da der Konzentrationsgradient der «ruft besonders hoch ist0 Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus Gründen einer Verbesserung der Qualität insbesondere von Halbleiterpräparaten und einer Anhebung der fabrikationsmäßigen Ausbeutezahlen sowie allgemein wegen einer erwünschten Erhöhung der Sicherheit und Reinheit von im Präparationsrohr durchgeführten Verfahren, die Rückdiffusion eines unerwünschten Gases, wie zOB. Luft, in das Rohrinnere wesent lich mehr als bisher zu unterdrücken oder ganz zu vermeiden0 Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist gemäß der Erfindung zur Lösung der vorstehenden Aufgabe vorgesehen, daß ein dünnes, hakenformiges Röhrchen mit einer ersten klammerartigen, auf den Rand des offenen Ausgangs eines Präparationsrohres aufsteckbaren Biegung versehen ist, daß das Röhrchen an seinem Ende mindestens eine Düsenöffnung auf weist, die mit einem trichterförmigen Ausgang versehen ist, daß das Röhrchen vor der Düsenöffnung eine zweite Biegung aufweist, so daß die Düsenöffnung des mit der ersten Biegung auf das Präparationsrohrende aulgesteckten Röhrchens sich ungefähr in der Rohrachse im Innern des Präparationsrohres befindet und nach dem Ausgang des Präparationsrohres hin ge öffnet ist, und daß der Abstand zwischen ester und zweiter Biegung des Röhrchens und die trichterförmige öffnung so bemessen sind, daß der Mantel des aus der Düsenöffnung austretenden Schutzgasstrahls mit seiner kegelförmigen, räumlichen Ausdehnung die ganze öffnung des Präparationsrohres voll ausfüllt und die Randzone der inneren Wand des Präparations rohres überdeckt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des durch das Röhrchen transportierten Schutzgases durch eine Druckregeleinrichtung derart regulierbar ist, daß die Strahl geschwindigkeit im Querschnitt des Ausgangs des Präparationsrohres überall größer ist als die hiervon unabhängig einstellbare maximale Strömungsgeschwindigkeit der Schutzgas und/oder Transportströmung im PrEparationsrohrO Durch die vorliegende Erfindung wird die unerwünschte Rückdiffusion von Gasen in das Rohrinnere in sehr einfacher und unaufwendiger Weise verhindert. Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung kann an jeder im Betrieb befindlichen OCenanordnung oder Epitaxieanlage mit horizontalem Präparationsrohr ohne nennenswerte Unkosten angebracht werden0 Wesentlich hierbei ist, daß bestehende Ofen- oder Epitaxieanlagen deshalb nicht verändert zu werden brauchen0 Weitere Merkmale und Einzelheiten der'Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläu-terungen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren In Figur 2 ist ein Längsschnitt des Präparationsrohres R eines Rohrofens schematisch dargestellt, Der Längeschnitt verläuft längs der Rohrachse. Demzufolge bedeutet 21 die Rohrrand des Rohres R. An der Stelle x befindet sich der offene Rohrausgang. In Figur 1 befindet sich dort der Ursprung x = o der tängenkoordinate x. Eine Unterlage 22 für Halbleitersubstrate kann durch den Schieber 23 an eine g-ewünschte Stelle im Inneren des Rohres geschoben werden Die rechte Seite von Figur 2 stellt nicht die Begrenzung des Präparationsrohres R dar. Dieses ist vielmehr wesentlich länger zu denken0 Für eine Darstellung der vorliegenden Erfindung wird jedoch nur das hier gezeichnete Endstück des Rohres R in der Nähe seines offenen Ausganges bei xO benötigto Die Rohrströmung des von rechts nach links durch das Präparationsrohr R mit einer Geschwindigkeit v strömenden Schutzgases ist in Fig. 2 durch den Geschwindigkeitspfeil v veranschaulicht. Diese Geschwindigkeit v bedeutet beispiels weise die maximale Geschwindigkeit der parabolischen Geschwindigkeitsverteilung in einer laminaren Schutzgasströmung. Sie kann aber auch als die mitt-lere Strömungsgeschwindigkeit in der Rohrströmung des Schutzgases angesehen werden0 Dies ist in jedem Falle eine Frage der VereinbarungO Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht gemäß Figur 2 aus dem Röhrchen 24; welches in der angegebenen Weise vermöge einer klammerartig ausgebildeten Biegung auf den oberen Rand des offenen Ausganges xO des Präparationsrohres R gesteckt werden kann0 Ersichtlich ist das Röhrchen 24 hakenförmig gekrümmt und reicht mit dem gebogenen Endteil einige Zentimeter in das Rohr R hinein0 Am Ende des Röhrchens befindet sich eine kleine Düsenöffnung 25, die mit einem trichterförmigen Ausgang 26 umgeben ist. Die Düsenöffnung 25 befindet sich ungefähr in der Rohrachse des Präparationsrohres R und zeigt ersichtlich in Richtung der Schutzgasströmung aus dem Rohr R heraus auf den Rohrausgang xO hine Das Röhrchen 24 ist vorzugsweise aus feuerfestem Glas, aus Quarz oder aus einem Metall hergestellt0 Es hat einen äußeren Durchmesser von etwa 4 mm Dicke-und einen inneren Durchmesser von etwa 2 - 3 mm. Die Düsenöffnung 25 hat einen Durchmesser von etwa 1 mmO Die Winkelöffnung des trichterScrmigen Ausganges 26, der ersichtlich über die Dusenöffnung 25 des Röhrchens 24 um etwa 1cm hinaussteht, beträgt ungefähr 450.Device to prevent undesired back diffusion of Gases in the preparation tube of tube furnace The invention relates to a device to prevent undesired back diffusion of gases, especially atmospheric gases Air, in the open air, through which a protective gas and / or transport flow has flown Preparation tube of tube furnaces, in particular of semiconductor technology, as well as of horizontal ones Tube systems of epitaxy0 In Figure 1 is a schematic representation of a tube furnace arrangement specified, for example, in semiconductor technology use finds0 The letter R denotes the horizontal preparation tube, which for example is made of quartz. The pipe is generally at low speed a protective gas flows through it for the semiconductor preparations located inside This protective gas also takes over the pedaling of other gas phases, which be used in the respective methods for the preparation and in chemical Reactions or deposits on the preparations play a role for some Preparation methods, on the other hand, are solid or liquid substances in the preparation tube converted into gaseous reaction products by reaction with gases. In the gas stream then a reverse reaction takes place on crystals, whereby the transported Substance deposited0 In the epitaxy process, for example, in the preparation tube in its center a gaseous silicon-chloroform compound through a feed introduced, which together with the vapor of a doping element after both Sides flowing through the preparation tube, with silicon epitaxially on Si substrates deposited is0 The cross-sectional diameter of the preparation tube of a tube furnace is a few centimeters and the length about two to three meters. These dimensions of the preparation tube vary with the different designs of the tube furnaces or horizontal Spitaxieanlageno In Fig0 1 is on the left pipe opening for the Description of the movement processes of gas phases in the pipe R the origin x = o one Longitude coordinate placed. The positive direction of the x-coordinate points from the left Pipe opening at x = o starting into the pipe. The right end of the pipe is through the length x = L of the pipe marked 0 The electrically controlled heater H encloses the pipe. The temperature distribution along the pipe is generally constant, The protective gas, zO3. Argon or nitrogen, is fed into the at L with a hose S Tube is inserted and flows from right to left at low speed v (a few centimeters per second) through the pipe to the left pipe exit on the Point x = Oo The pipe cross-section at point x = L on the right-hand side is closed by a cap, which has only a relatively small opening for the feed the protective gas with a hose or glass tube s releases. On the left at the point x = o the preparation tube is in most cases over its entire length Cross-section open0 The marks A and B should be pushed into the pipe R. Preparations represent that of the protective gas, which the pipe from right to left flowing through, being swept over0 Let us consider various other possibilities just a representative example. At B there is a small vessel with a Phosphorus compound, z030 P205, which has a desired temperature at an adjustable temperature Amount of phosphorus in the gaseous state releases into the flow of the protective gas N2. Of the Phosphorus vapor is transported in this gas stream without any reaction. At the point A lie in the pipe disk-shaped semiconductor preparations. In these Semiconductor crystals finds the semiconductor crystals as a result of the gas flow passed by doping diffusion of phosphorus atoms from the crystal surface takes place. This Process is in the technical jargon for short as diffusion from the gas phase The following is important for the present invention According to FIG. 1, the preparation tube is open there at its left end at x = o consequently, the protective gas flowing through the pipe R from right to left occurs with its low flow velocity v into the free air atmosphere. On the other hand, there is also a diffusion movement at this left pipe opening the room air against the flow of the protective gas into the pipe instead. Obviously this is undesirable and in practice uncontrolled A fluxO The semiconductor crystals at point A in Fig0 t should len in the sense of Procedure only with the protective gas and the doping gas phase coming from B, but never in contact with traces of atmospheric air, especially ° 2 ' coming By the previous technical practice it is confirmed that the ideal state, required for technological reasons, of one that is only filled with protective gas Realize preparation tube R at least approximately within tolerable limits Lassen0, however, is the process for the preparation technique of semiconductor crystals because of the back diffusion of an external gas phase against the flow of the protective gas the widespread and varied technological applications of fundamental Interest0 According to the current state of the art, the pipe outlet is kept open x0 the back diffusion of the air into the preparation tube due to the velocity v regulates the entire shielding gas flow. However, this speed v is relative small (a few inches per second) and it is doing the whole Amount of the protective gas flow used for regulation. It should be noted that the flow velocity v on the inner tube wall of the preparation tube in both laminar and turbulent flow conditions, 0 vanishes the air penetrates the inside of the pipe in the vicinity of the inner pipe wall practically unaffected From this it is evident from the controlling speed of movement that the turning away an undesired back diffusion of the atmospheric air into the interior of the preparation tube in the manner customary according to the state of the art, qualitatively cumbersome and without There are great possibilities for variation in the control system in quantitative terms the circumstances are even generally unknown and become more or less emotional handled0 In some cases the exit of the preparation tube is at least temporarily capped. The protective gas is emitted here through a tube stuck in the cap0 However, this method is also off various reasons unsatisfactory0 The problem of unwanted back diffusion The air into the interior of the preparation tube R also exists in principle for the In the end cap stuck pipe outlets of the inert gas flow. An ability to vary In the regulation of the unwanted back diffusion of the air is also in this measure just as little given as without an end cap. "In practice, however, the cap sometimes has to be removed0 The resulting conditions with regard to presence Undesired amounts of air in the preparation tube elude a quantitative one Control, in addition, the unimpeded actuation of a slide for inserting the semiconductor body through a cap at the exit xO of the preparation tube very considerably restricted0 Every time the Xappe is removed, there is one special strong RW ¢ kdiffusion takes place again, since the concentration gradient of the «gets particularly is high 0 The present invention is based on the object for reasons of improving the quality, in particular of semiconductor preparations and an increase in the production-related exploitation figures as well as in general because of a desired increase in the safety and purity of those carried out in the preparation tube Process, the back diffusion of an undesired gas, such as zOB. Air, inside the pipe To be suppressed significantly more than before or to be avoided altogether0 With one device of the type mentioned is according to the invention to solve the above problem provided that a thin, hook-shaped tube with a first clamp-like, Bend that can be pushed onto the edge of the open exit of a preparation tube is provided that the tube has at least one nozzle opening at its end, which is provided with a funnel-shaped outlet that the tube in front of the nozzle opening has a second bend so that the nozzle opening has the first bend The tube inserted onto the end of the preparation tube is approximately in the axis of the tube located inside the preparation tube and after the exit of the preparation tube hin ge opens, and that the distance between the ester and the second bend of the tube and the funnel-shaped opening are dimensioned so that the jacket of the nozzle opening exiting inert gas jet with its conical, spatial extension the the entire opening of the preparation tube and the edge zone of the inner one Wall of the preparation tube covered, the flow rate of the through the tube transported protective gas through a pressure control device in such a way it is adjustable that the beam speed in the cross section of the exit of the Preparation tube is larger everywhere than the independently adjustable maximum Flow rate of the protective gas and / or transport flow in the preparation tube O By the present invention eliminates the undesirable back diffusion of gases into the pipe interior prevented in a very simple and inexpensive manner. A device according to The invention can be applied to any OCen arrangement or epitaxy system in operation can be attached with a horizontal preparation tube at no noteworthy expense0 It is essential here that existing furnace or epitaxy systems are therefore not need to be changed0 Further features and details of the invention result can be derived from the following explanations and from the description of exemplary embodiments based on the figures In Figure 2 is a longitudinal section of the preparation tube R is a Tube furnace shown schematically, the longitudinal section runs along the tube axis. Accordingly, 21 means the pipe edge of the pipe R. At the point x is the open pipe outlet. In FIG. 1, the origin x = o of the length coordinate is located there x. A pad 22 for semiconductor substrates can by the slide 23 to a g-desired location to be pushed inside the tube The right side of figure 2 does not represent the limitation of the preparation tube R. Rather, this is to think much longer0 For an illustration of the present invention however, only the end of the pipe R drawn here near its open end Output at xO required o The pipe flow of the from right to left through the Preparation tube R with protective gas flowing at a velocity v is shown in Fig. 2 illustrated by the speed arrow v. This speed v means for example, the maximum speed of the parabolic speed distribution in a laminar protective gas flow. But it can also be called the mean flow velocity in the pipe flow of the protective gas 0 This is in any case a Question of agreementO The device according to the invention consists according to Figure 2 from the tube 24; which, in the manner indicated, is capable of a bracket-like bend on the upper edge of the open exit xO The preparation tube R can be inserted 0 The tube 24 is clearly hook-shaped curved and with the bent end part extends a few centimeters into the tube R0 At the end of the tube there is a small nozzle opening 25 with a funnel-shaped Exit 26 is surrounded. The nozzle opening 25 is located approximately in the pipe axis of the preparation tube R and shows clearly in the direction of the protective gas flow out of the tube R onto the tube outlet xO. The tube 24 is preferably made of refractory glass, quartz or a metal0 It has one outer diameter of about 4mm thickness - and an inner diameter of about 2 - 3 mm. The nozzle opening 25 has a diameter of about 1 mm. The angle opening of the funnel-shaped output 26, which can be seen via the nozzle opening 25 of the Tube 24 protruding about 1cm is approximately 450.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das unerwünschte Eindringen der aisosphärchen Luft in das Präparationsrohr R gegen cie Rohrströmung des Schutzgases gesteuert und verhindert werden Wie aus der Darstellung in Figur 2 zu ersehen, wird durch das Röhrchen 24 ein keelförmiger Strahl eines Schutzgases G aus dem offenen Ausgang x0 des Präparationsrohres herausgeblaser. Hierbei ist darauf zu achten, daß der Mantel des Strahlkegels noch etwa * bis 3 cm vor dem Ausgang x0 des Präparationsrohres R auf dessen innere Rohrwand 2'.- auftrifft, so daß der Strahl mit seiner kegelf" rmigen räumlichen Ausdehnung die ganze Rohröffnung des Präparationsrohres voll ausfüllt und eine Strecke der inneren Rohrwand des Rohres R von etwa 1 bis 3 cm Tiefe überdeckt. Ersichtlich läßt sich auf diese Weise mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung die unerwünschte Rückdiffusion der Luft in das Präparations rohr mit sehr einfachen Mitteln unabhängig von der Rohrströmung des Schutzgases steuern und in gewünschter Weise auch quantitativ regulieren0 Die Rückdiffusion der Luft in das Präparationsrohr R kann somit erheblich reduziert und praktisch vermieden werden. Hierbei ergeben sich folgende Vor züge und Gesichtspunkte: Die unerwünschte Rückdiffusion der atmosphärischen Luft in das Präparationsrohr R des Rohrofens kann im Vergleich zur oben erwähnten Methode nach dem Stande der Technik durch den,aus der Düse 25 ausgeblasenen Strahlkegel eines Schutz gases unabhängig von der Rohrströmung im Präparationsrohr drastisch reduziert und praktisch verhindert werden0 Diese Regelung ist also von der Schutzgasströmung des P'räparationsrohres R mit der Strömungsgeschwindigkeit v unabgängig0 Der aus der Düse 25 austretende Strahl eines Schutzgases soll zweckmäßig so eingestellt werden, daß die Strahlgeschwindigkeit v im Rohrausgang x0 des Präparationsrohres an allen Stellen des Rohrquerschnitts größer als die maxi male Geschwindigkeit v der Rohrströmung des Schutzgases ist0 Diese Einstellung erfolgt durch den manipulierbaren Druck an der Gaszuführung des Röhrchens 24; Im Vergleich zu der transportierbaren Gasmenge des Schutzgases im Präparationsrohr R ist die gasmenge in dem aus der Düse 25 austretenden Strahlungskegel gering. Daher ist die zur Vermeidung einer unerwünschten Rückdiffusion de Luft in das Präparationsrohr R benötigte zusätzliche Schutzgas menge in bezug auf Unkosten ohne Bedeutung. Wesentlich ist vielmehr die mit geringstem Aufwand ermöglichte beliebig einstellbare beträchtliche Erhöhung der Strahlgeschwindigkeit v im Vergleich zur Stromungsgeschwindigkeit v der Rohrströmung des Schutzgases im Präparationsrohr Ro Weiter unten wird zu Figur 8 ausgeführt, daß die in dem kegelförmigen Strahl mit der Strahlgeschwindigkeit U3i aus 25 ausgeblasene Schutzgasmenge von der viel größeren Gasmenge des im Präparationsrohr mit der Geschwindigkeit v strömenden Schutzgases gespeist wird, da unter den vorliegenden Verhältnissen der Strahl einen Teil des Schutzgases der Rohrströmung aufgrund eines bekannten hydrodynamischen Effektes in sich hineinreißt.The device according to the invention can prevent undesired penetration the aisospheric air into the preparation tube R against the tube flow of the protective gas controlled and prevented As can be seen from the illustration in FIG through the tube 24 a keel-shaped jet of a protective gas G from the open Blow out output x0 of the preparation tube. It is important to ensure that that the jacket of the beam cone is still about * to 3 cm in front of the exit x0 of the preparation tube R hits the inner tube wall 2 '.- so that the beam with its cone " spatial expansion completely fills the entire tube opening of the preparation tube and covers a distance of the inner pipe wall of the pipe R from about 1 to 3 cm deep. Obviously can in this way with a device according to the invention with the unwanted back diffusion of the air into the preparation tube control and very simple means independently of the pipe flow of the protective gas also regulate quantitatively in the desired way0 The back diffusion of the air in the preparation tube R can thus be considerably reduced and practically avoided. This results in the following advantages and aspects: The unwanted back diffusion the atmospheric air in the preparation tube R of the tube furnace can be compared to the above-mentioned prior art method by the, from the nozzle 25 blown jet cone of a protective gas regardless of the pipe flow in the Preparation tube can be drastically reduced and practically prevented0 This regulation is therefore of the protective gas flow of the preparation tube R with the flow velocity v independent0 The jet of a protective gas emerging from the nozzle 25 should be expedient be adjusted so that the jet velocity v in the pipe exit x0 of the preparation pipe greater than the maximum speed v at all points of the pipe cross-section the pipe flow of the shielding gas is 0 This setting is made by the manipulatable Pressure at the gas supply to the tube 24; Compared to the transportable The amount of gas in the protective gas in the preparation tube R is the amount of gas in the one from the nozzle 25 exiting radiation cone low. Hence, the one to avoid an undesirable Back diffusion of the air into the preparation tube R required additional protective gas amount is irrelevant in terms of expenses. Rather, what is essential is the one with the least Effort made possible at will adjustable considerable increase the jet velocity v compared to the flow velocity v of the pipe flow of the protective gas in the preparation tube Ro. that in the conical jet with the jet velocity U3i from 25 blown out Amount of protective gas from the much larger amount of gas in the preparation tube with the speed v flowing protective gas is fed, as under the present conditions the jet part of the protective gas of the pipe flow due to a known hydrodynamic effect in itself.

Die Tiefe der Düse 25 i Präparationsrohr R und die Kegelöffnung des aus 23 ausgeblasenen Schutzgasstrahls sind so einzustellen, daß der kegelförmige Strahl, wie dies in Figur 8 gezeigt wird, bereits eine gewisse Strecke vor der Rohröffnung x0 auf die innere Rohrwand 2f auftrifft0 In Figur 8 ist diese Strecke durch x - x' gekennzeichnet0 Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Schutzgasstrahl mit wesentlich größerer Geschwindigkeit als diejenige in der Rohrströmung direkt an der inneren Rohrwand entlangstreicht, Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit besonders in der Nähe der inere Rohrwand erheblich vergrößert0 Denn die Strömungsgeschwindigkeit in der ursprunglichen Rohrströmung des Schutzgases ist in der Nähe der inneren Rohr wand stark reduziert, so daß die unerwünschte Rückdiffusion der Luft gerade in der Nähe der inreren Rohrwand praktisch ungehindert in das Innerc des Präparationsrohres vordringen kann. Dieser Sachverhalt wird in der soeben angegebenen Wei se stark modifiziert. Längs der Strecke x0 x' wird die Strö mungsgeschwindigkeit in der Nähe der inneren Rohrwand unabhängig von der Rohrströmung des Schutzgases im Inneren des Rohres R einstellbar erheblich vergrößert. Die resultierende Schichtdicke der Gasströmung mit praktisch verschwindender Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar an der inneren Rohrwand wird hiedurch stark verkleinert. q t wird die gerade in der Nähe der inneren Rohrwand bevorzugt stattfindende Rückdiffus ion er Luft in das Innere des Präparationsrohres drastisch einstellbar mduziert und praktisch weitgehend ausgeschaltet. In Figur 9 wird darüberhinaus in einer schema tischen Darstellung gezeigt, wie ein längs der inneren Rohrwand 21 in das Rohr R vordringender Diffusionsstrom der atmosphärischen Luft auf der Rückseite des aus 25 ausge blasenen Schutzgasstrahls durch den dort vorhandenen Sog in den Strahlkegel hineingerissen und mit dem Strahl aus dem Rohr R herausbefördert wird0 Die Geschwindigkeiten vA im Schutzgasstrahl können für ein Röhrchen 24 vor dessen Verwendung mit einem Staurohr in bekannter Weise gemessen und ein für allemal in Zusammenhang mit dem Druck am Eingang des Röhrchens 24 geeicht werden0 In Figur 3 und Fig. 4 ist das Röhrchen 24 der Vorrichtung gemäß der Erfindung noch einmal für sich allein von der Seite und von vorn (beim Blick auf die Düse 25j dargestellt0 Figur 2 zeigte das Röhrchen 24 bei seiner Verwendung am offenen Ausgang des Präparationsrohres Ro In Figur 3 und F gç 4 sollen die charakteristischen Abmessungen eines Röhrchens 24 in ihren ungefähren Größen angegeben werden0 Diese Abmessungen variieren jedoch von Fall zu Fall etwas je nach den Abmessungen und technologischen Verhältnissen eines vorgegebenen Präparationerohres Re Ein Röhrchen 24 kann vorzugsweise aus Quarz oder aus feuerfestem Glas oder aus einem Metall hergestellt seine Seine Dicke d beträgt zweckmäßig ungefähr 3 - 4 nim.- Der innere Durchmesser des Röhrchens 24 ist ungefähr 2 - 3 mm groß. Die Höhe a des klammerartig ausgebildeten Knies ist etwa 1 cm hoch0 Mit diesem Knie wird das Röhrchen 24 zweckmäßig auf den oberen Rand des Präparationsrohres R gesteckt, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Die in das Präparationsrohr R hineinreichen de Tiefe b des Röhrchens 24 beträgt etwa 5 ois 6- cm. Die Abmessung c der Biegung vor der Düse 25 ist so zu bemessen, daß die Düse 25 sich ungefähr im Zentrum des Rohrquerschnitts des Präparationsrohres R befindet. Im allgemeinen wird c etwa 2,5 bis 3 cm betragen0 Die Düsenöffnung der Düse 25 ist hinsichtlich ihres Durchmessers ungefähr @ mm großD Die Strahlbreite und der Strahlöffnungswinkel wird durch den trichterförmigen Ausgang 26 bestimmt, der etvia 5 cm über die Düsenöffnung 25 hinausragt, wie dies aus Figur 2 bzwO Fig. 3 zu ersehen istv Die Winkelöffnung dieses trichterför migen Ausganges 26 beträgt ungefähr 45°. Bei einem Röhrchen 24 braucht die Zuführung nicht wie in Figur 2, Fig. 5 und Fig0 4 nach oben fortgeführt zu werden. Die Zuführung für ein Schutz gas a kann auch durch ein seitlich abgebogenes Stück des Röhr chens 24 erfolgen0 Diese Variation ist nicht besonders abgebildet worden0 In Figur 5 ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht von der Seite wie in Fig. 2 sondern von vorn dargestellt0 Man blickt bei der Fig. 5 von außen in die öffnung des Präparationsrohres R hinein. Die Abmessursgen d, a und c sind aus Figo 3 und Fig. 4 entsprechend in diese Figur hineingezeichnet worden Das mit dem Bezugszeichen 2 versehene Teil ist ersichtlich die Rohrwandung des Präparationsrohres Ro Im vorliegenden Fall sind zwei Schieber 23 für Präparate, die nebeneinander in das Innere des Präparationsrohres R hinein führen, in Figo 5 angedeutete In Figur 6 ist eine Weiterbildung der Erfindung schematisch dargestellt0 Der Blick in das Präparationsrohr R in Längs richtung seiner Achse ist hier ebenso wie in Fig. 5 ausge richtet. Man sieht von außen in die öffnung des Rohres R hinein. Die Weiterbildung der Erfindung besteht in einer flachen Verbreiterung des Düsenträgers am Ende des Röhrchens 24, so daß nun mindestens zwei Düsenöffnungen auf gleicher Höhe nebeneinanderstehene Der Abstand dieser Düsenöffnungen voneinander beträgt ungefähr 008 bis cm. Der trichterför mige Ausgang 26 ist entsprechend abgeflacht und seitlich ver breitert, wie dies aus Fig. 6 zu ersehen ist0 In Figo 7 ist dieser fit zwei Düsenöffnungen versehene Teil des Röhrchens 24 von oben gesehen dargestellt0 Dieser in Fig0 7 dargestellte Teil des Röhrchens 24 reicht ersichtlich in der Zeichnung nur bis zw-der Biegung c (Fig0 3) aus Grün den besserer Anschaulichkeit0 Der Grund für die in Fig. 6 aufgezeigte Weiterbildung der Erfindung ist der folgende. Wenn zwei Düsenöffnungen vorhanden sind, entstehen zwei etwas gegeneinander verschobene, sich gegenseitig durchdringende StrahlkegelO Auf diese Weise wird eine bei nur einer Düsenöffnung eintretende "Schatten wirkung" des Schiebers 23 und des Röhrchens 24 in bezug auf die innere Rohrwand 2" im Strahlkegel des Schutzgases ver hindert0 Ein aus zwei Strahlkegeln bestehender Strahl eines Schutzgases-kann die Rohrwand 21 r in einer Tiefe xO -(siehe Fig0 8) überall ohne Aussparungen durch "Schattenwirkung" erreichens Eine Wirkung zur Verhinderung der Rückdiffusion der Luft insbesondere in der Nähe der inneren Rohrwand 21 wird auch durch eine in Figur 6 dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung uneingeschränkt an allen Stellen des Rohrquerschnittes am Ausgang des Präparationsrohres R gewährleistetO Die in Fig. 8 und Fig. 9 schematisch dargestellten Wirkungen des aus der Düse 25 aus btenden Strahles eines Schutzgases in bezug auf die in der Nähe der inneren Rohrwand 21 in das Rohr R eindringende atmosphärische Luft ist bereits weiter oben erwähnt worden, In Fig. 8 und Fig. 9 ist ebenso wie in Figo 2 ein Längsschnitt des Präparationsrohres R längs seiner Rohrachse dargestellt0 An der mit dem Bezugszeichen 25 versehenen Stelle befindet sich die Düsenöffnung des hier absichtlich nicht mit eingezeichneten Röhrchens 24¢ Der von der Stelle 25 ausgehende Strahl eines Schutzgases trifft mit seiner kegelförmigen Begrenzung g bei x auf die innere Rohrwand von 2", überstreicht somit die ringförmige innere Rohrwandfläche von x' bis xO und tritt am Rohrausgang bei xO aus dem Rohr R aus. Durch die Erhöhung der Strömungs geschwindigkeit t des Strahles im vergleich zur Strömung geschwindigkeit v der Rohrs-trömung wird somit zweckmäßig besonders in der Nähe der inneren Rohrwand die resultierende Strömungsgeschwindigkeit einstellbar so weit vergrößert, daß der in das Rohr R eindringende Luftstrom quantitativ steuerbar auf ein bestimmtes Maß reduziert und praktisch abgedrosselt werden kann0 Diese Steuerung kann beispielsweise über einen Hahn oder ein Ventil erfolgen0 Bei der ursprünglichen Rohrströmung im Präparationsrohr R nimmt die Strömungsgeschwindigkeit v sowohl bei laminarer als auch bei turbulenter Strömung in der Nähe der inneren Rohrwand auf Null abO Demzufolge kann besonders in der Nähe der inneren Rohrwand eine von der Gegensrömung nicht beeinflußte Rückdiffusion der atmoslirischen Luft in das Innere des Präparationsrohres stattfinden0 Aus den bisherigen Ausführungen geht hervor, daß dieser unerwünschte Vorgang durch den aus der Düse 25 austretenden Strahl eines Schutzgases praktisch verhindert werden kann0 Durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung kann die gegen die Rückdiffusion gerichtete Gegenwirkung unabhängig von der Rohrströmung so gesteuert werden, daß bestimmte Transnortgrößen auf ein quantitativ definierbares Mindestmaß reduziert werden0 Die Erfindung ermöglicht somit nicht nur eine qualitative Verbesserung der technologisch unbefriedigenden Verhältnisse, vielmehr wird durch die Erfindung auch eine quantitative steuerbare Reduzierung der Rückdiffusion ermöglicht0 In Fig. 8 wird die durch den Strahlkegel mit der Strahlgeschwindigkeit v ç unter den oben erläuterten Voraussetzungen stattfindende Veränderung einer laminaren Rohrströmung der Geschwindigkeit v dargestellt0 Die Pfeile s1 und s2 bezeichnen schematisch den räumlichen Verlauf von Stromfäden der Rohrströmung. Dieser Verlauf zeigt, wie Moleküle der -Rohrströmung im Präparationsrohr R in den bei 25 eingeführten Strahlkegel eines Schutzgases hineingerissen werden. Hierdas fe wird der Strahlkegel nicht nur aus seiner Düse 45 sondern auch aus der Rohrströmung des Rohres R ma-teriell gespeist. Dieser Sachverhalt ist deshalb von Bedeutung, weil die ursprünglich im Strahl vor handene Gasmenge klein ist gegen die in der Rohrströmung transportierte Gasmenge eines ochutzgasesO In Fig 9 ist anhand einer repräsentativen Stromlinie S3 des in das Präparationsrohr längs der inneren Rohrwand 21 eindringenden Diffusionsstromes der atmosphärischen Luft ebenfalls schematisch dargestellt, wie diese Luftmenge nicht weiter in das Rohr R hinein vordringen kann, sondern in den Strahlkegel des Schutzgases hineingerisscn und somit aus dem Präparationsrohr hinaus transportiert wird0 Abschließend sei-noch auf den Umstand hinzuweisen, daß bei einer Vorrichtung gemäß er Erfindung die unerwünschte Rück diffusion der Luft in das Präparationsrohr R quantitativ steuerbar reduziert und verhindert werden kann, ohne daß das Präparationsrohr R bei x = o durch eine Kappe abgeschlossen zu werden brauchsJo gleiter oben sind bei der Erläuterung des Standes der Technik die technologischen Nachteile bei Verwendung von Rohrkappen erörtert worden Aus den Ausführungen geht hervor, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anwen dung gebracht erden kann, ohne daß die bisher verwendeten technologischen Mittel der Rohröfen verändert zu werden brauchenO Dies ist ein weiterer beträchtlicher Vorteil0 15 Patentansprüche 9 FigurenThe depth of the nozzle 25 i preparation tube R and the cone opening of the 23 blown out shielding gas jet are to be adjusted so that the conical Beam, as shown in Figure 8, already a certain distance in front of the pipe opening x0 hits the inner pipe wall 2f0 In Figure 8, this distance is through x - x 'marked0 This measure ensures that the protective gas jet with much greater speed than that in the pipe flow directly along the inner pipe wall, this increases the flow velocity especially in the vicinity of the inner pipe wall increased considerably because the flow velocity In the original pipe flow the protective gas is near the inner pipe wall greatly reduced, so that the unwanted back diffusion of the air straight into the Proximity of the inner tube wall practically unhindered into the interior of the preparation tube can advance. This state of affairs becomes strong in the manner just indicated modified. Along the distance x0 x ', the flow velocity is in the vicinity the inner pipe wall independent of the pipe flow of the protective gas inside of the tube R adjustable considerably enlarged. The resulting layer thickness of the Gas flow with practically vanishing flow velocity immediately the inner pipe wall is greatly reduced as a result. q t is the straight in the In the vicinity of the inner pipe wall, back diffusion into the air is preferred The inside of the preparation tube can be drastically adjusted, reduced and practically largely switched off. In addition, FIG. 9 shows a schematic representation shown how a along the inner pipe wall 21 penetrating into the pipe R diffusion flow the atmospheric air on the back of the protective gas jet blown out from 25 torn into the jet cone by the suction present there and with the jet is conveyed out of the pipe R 0 The velocities vA in the shielding gas jet can for a tube 24 before using it with a pitot tube in known Wise measured and once and for all related to the pressure at the entrance of the Tube 24 can be calibrated0 In Figures 3 and 4, the tube 24 is the device according to the invention once again for itself from the side and from the front (at View of the nozzle 25j shown0 Figure 2 shows the tube 24 in use at the open exit of the preparation tube Ro In Figure 3 and F gç 4 the characteristic Dimensions of a tube 24 are given in their approximate sizes0 these However, dimensions vary slightly from case to case depending on the dimensions and technological conditions of a given preparation tube Re A tube 24 can preferably be made of quartz or of refractory glass or of a metal its thickness d is appropriately about 3 - 4 mm.- the inner diameter of the tube 24 is approximately 2-3 mm in size. The height a of the bracket-like The knee is about 1 cm high. With this knee, the tube 24 is conveniently placed on the inserted into the upper edge of the preparation tube R, as shown in FIG. The depth b of the tube 24 reaching into the preparation tube R is about 5 to 6 cm. The dimension c of the bend in front of the nozzle 25 is to be dimensioned in such a way that that the nozzle 25 is approximately in the center of the tube cross-section of the preparation tube R is located. In general, c will be about 2.5 to 3 cm In terms of its diameter, nozzle 25 is approximately @ mm in size. The jet width and the beam opening angle is determined by the funnel-shaped exit 26, which protrudes about 5 cm beyond the nozzle opening 25, as shown in FIG. 2 and FIG. 3 can be seen. The angular opening of this funnel-shaped outlet is 26 about 45 °. In the case of a tube 24, the feed does not need to be as shown in FIG. Fig. 5 and Fig0 4 to be continued upwards. The feed for a protection gas a can also be done through a laterally bent piece of the tube 240 This variation has not been specifically illustrated0 In Figure 5 is an apparatus according to the invention not shown from the side as in Fig. 2 but from the front In FIG. 5, one looks into the opening of the preparation tube R from the outside. The dimensions d, a and c are from FIG. 3 and FIG. 4 correspondingly in this figure The part marked with the reference number 2 can be seen the pipe wall of the preparation pipe Ro In the present case there are two slides 23 for specimens that enter the interior of the preparation tube R side by side lead, indicated in FIG. 5. In FIG. 6, a further development of the invention is schematic The view into the preparation tube R in the longitudinal direction of its axis is aligned here as well as in Fig. 5. You can see into the opening from the outside of the pipe R. The development of the invention consists in a flat widening of the nozzle carrier at the end of the tube 24, so that now at least two nozzle openings The distance of these nozzle openings from one another is about 008 to cm. The funnel-shaped output 26 is flattened accordingly and laterally ver widened, as can be seen from FIG In FIG. 7 is this part of the tube 24, which is provided with two nozzle openings, from above As seen, this part of the tube 24 shown in FIG. 7 extends visible in the drawing only up to the bend c (Fig0 3) from green the better Explanation 0 The reason for the further development of the invention shown in FIG. 6 is the following. When there are two nozzle openings, two something are created mutually displaced, mutually penetrating beam conesO on this Way is a "shadow effect" of the slide that occurs when there is only one nozzle opening 23 and the tube 24 with respect to the inner tube wall 2 ″ in the jet cone of the protective gas ver prevents0 A shielding gas jet consisting of two jet cones the pipe wall 21 r at a depth xO - (see Fig0 8) everywhere without recesses "Shadow effect" achieve an effect to prevent back diffusion of the Air in particular in the vicinity of the inner pipe wall 21 is also through one in FIG 6 shown device according to the invention without restriction in all places of the pipe cross-section at the exit of the preparation pipe R Fig. 8 and Fig. 9 schematically illustrated effects of the btenden from the nozzle 25 Jet of a protective gas with respect to the in the vicinity of the inner pipe wall 21 Atmospheric air penetrating into the pipe R has already been mentioned above, In FIGS. 8 and 9, as in FIG. 2, there is a longitudinal section of the preparation tube R is shown along its pipe axis0 At the one marked with the reference number 25 The nozzle opening of the one that is intentionally not drawn in here is located Tubes 24 ¢ The beam of a protective gas emanating from point 25 also hits its conical delimitation g at x on the inner pipe wall of 2 " thus the annular inner pipe wall surface from x 'to xO and occurs at the pipe outlet at xO from the pipe R. By increasing the flow velocity t of the jet in comparison to the flow velocity v of the pipe flow is therefore expedient the resulting flow velocity, especially in the vicinity of the inner pipe wall adjustable so far that the air flow penetrating into the pipe R is quantitative controllably reduced to a certain level and practically throttled0 This control can take place, for example, via a tap or a valve the original tube flow in the preparation tube R decreases the flow velocity v for both laminar and turbulent flow near the inner one Pipe wall down to zero As a result, especially close to the inner pipe wall a back diffusion of the atmospheric air not influenced by the countercurrent take place in the interior of the preparation tube 0 From the previous statements it can be seen that this undesirable process is caused by the exiting from the nozzle 25 A protective gas jet can be practically prevented by a device according to the invention, the counteraction directed against the back diffusion can be independent are controlled by the pipe flow so that certain Transnort sizes on a quantitatively definable minimum can be reduced0 The invention enables thus not only a qualitative improvement of the technologically unsatisfactory Ratios, rather, the invention also makes a quantitative controllable one Reduction of the back diffusion enabled0 In Fig. 8, the through the beam cone taking place with the jet velocity v ç under the conditions explained above Change of a laminar pipe flow of the velocity v shown0 The Arrows s1 and s2 denote schematically the spatial course of the current filaments Pipe flow. This course shows how molecules of the tube flow in the preparation tube R are torn into the jet cone of a protective gas introduced at 25. Here, the jet cone becomes not only from its nozzle 45 but also from the Pipe flow of the pipe R materially fed. This fact is important because the amount of gas originally in the jet is small compared to the amount of gas of a protective gas O transported in the pipe flow In FIG. 9, on the basis of a representative streamline S3, the is in the preparation tube along the inner pipe wall 21 penetrating diffusion flow of the atmospheric Air also shown schematically how this amount of air is not further fed into the Tube R can penetrate into it, but into the jet cone of the protective gas and is thus transported out of the preparation tube to point to the fact that in a device according to the invention, the undesirable Back diffusion of the air into the preparation tube R is reduced in a quantitatively controllable manner and can be prevented without the preparation tube R at x = o by a Cap to be completed needJo sliders above are in explaining the Prior art the technological disadvantages when using pipe caps has been discussed from the statements that the device according to the invention can be applied without the previously used technological Means of tube furnaces needing to be changedO This is another considerable one Advantage 15 claims 9 figures

Claims (1)

P a t e n t a n s p r ü c h e Vorrichtung zur Verhinderung einer unerwünschten Rückdiffusion von Gasen, insbesondere 1er atmosphärischen Luft, in das offene, von einer Schutzgas- und/oder Transportströmung durchflossene Präparationsrohr von Rohröfen insbesondere der Halbleitertechnik sowie von horizontalen Rohranlagen er Epitaxie, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein dünnes, hakenförmm ges Röhrchen mit einer ersten klammerartigen, auf den Rand des offenen Ausgangs eines Präparationsrohres aufsteckbaren Biegung versehen ist, daß das Röhrchen an seinem Ende mindestens eine Düsenöffnung aufweist, daß das Röhrchen vor der Düsenöffnung eine zweite Biegung aufweist, so daß die Düsenöffnung des mit der ersten Biegung auf das Präparationsrohrende aufgesteckten Röhrchens sich ungefähr in der Rohrachse im Innern des Präparationsrohres befindet und nach dem Ausgang des Präparationsrohres hin geöffnet ist, und daß der Abstand zwischen erster und zweiter Biegung des Röhrchens und die trfchterförmige öffnung so bemessen sind, daß der Mantel des aus der Düsenöffnung austretenden Schutzgas strahls mit seiner kegelförmigen, räumlichen Ausdehnung die ganze öffnung des Präparationsrohres voll ausfüllt und die Randzone der inneren Nand des Präparationsrohres überdeckt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des durch das Röhrchen transportierten ochutzgases durch eine Druckregeleinrichtung derart regulierbar ist, daß die Strahl geschwindigkeit im Querschnitt des Ausgangs des Präparationsrohres überall größer ist als die hiervon unabhängig einstellbare maximale Strömungsgeschwindigkeit der Schutzgas und/oder Transportströmung im Präparationsrohr. P a t e n t a n s p r ü c h e Device to prevent a unwanted back diffusion of gases, especially 1er atmospheric air, in the open preparation tube through which a protective gas and / or transport flow flows of tube furnaces, in particular of semiconductor technology, and of horizontal tube systems he epitaxy, which does not show that a thin, hook-shaped ges tube with a first clamp-like, on the edge of the open outlet a preparation tube attachable bend is provided that the tube at its end has at least one nozzle opening that the tube in front of the nozzle opening has a second bend so that the nozzle opening has the first bend The tube attached to the end of the preparation tube is approximately in the axis of the tube located inside the preparation tube and after the exit of the preparation tube is open, and that the distance between the first and second bend of the tube and the horn-shaped opening are dimensioned so that the jacket of the from the nozzle opening escaping protective gas jet with its conical, spatial extension the the entire opening of the preparation tube and the edge zone of the inner one Nand of the preparation tube covered, the flow rate of the through the tube transported protective gas through a pressure control device in this way it is adjustable that the beam speed in the cross section of the exit of the Preparation tube is larger everywhere than the independently adjustable maximum Flow velocity of the protective gas and / or transport flow in the preparation tube. 2. Vorriöhtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die am Ende des dünnen Röhrchens angebrachte Düsenöffnung einen über die Düsenöffnung trick terförmig hinausragenden, den Strahl begrenzenden Ausgang aufweist 3o Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d-a d u r c h. g ek e n n z e i c h n e t, daß das dünne Röhrchen aus feuerfestem Glas besteht 4.Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß das dünne Röhrchen aus Quarz bes-eht e 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß das dünne Röhrchen aus Metall besteht.2. Vorriöhtung according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the nozzle opening attached to the end of the thin tube has one over the nozzle opening trick ter-shaped protruding, the jet limiting exit comprises 3o device according to claim 1 or 2, d-a d u r c h. g ek e n n z e i c h n e t that the thin tube is made of refractory glass 4.Device according to Claim 1 or 2, d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the thin tube from quartz bes-eht e 5. Device according to claim 1 or 2, d a d u r c h g ek e Note that the thin tube is made of metal. 6o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das dünne Röhrchen einen äußeren Durchmesser von etwa 4 mm Dicke und einen inneren Durch messer von etwa 2 - 3 mm aufweist, 7o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Düsenöffnung einen Durchmesser von etwa 1 mm aufweist.6o device according to one of claims 1 to 5, d a -d u r c h g It is not noted that the thin tube has an outer diameter of about 4 mm thick and an inner diameter of about 2-3 mm, 7o device according to one of claims 1 to 6, d ad u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the nozzle opening has a diameter of about 1 mm. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Winkelöffnung des trichterförmigen Ausgangs, der über die Dü-Düsenöffnung des- Röhrchens um etwa 1 cm hinaussteht, ungefähr 45° beträgt0 9 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Höhe der ersten klammerartigen Biegung des Röhrchens etwa 1 cm und der Abstand zwl ehen erster und zweiter Biegung des Röhrchens etwa 5 - 6 cm beträgt und daß die Höhe der zwei ten Biegung vor der Düsenöffnung des Röhrchens derart bemessen ist, daß die Düsenöffnung bei auf das Präparationsrohr aufgestecktem Röhrchen ungefähr im Zentrum des Rohrquerschnittes des Präparationsrohres angeordnet ist c0 Vorrichtung nach einem der ansprüche 1 bis 9, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Röhr chen an seinem Ende zwei auf gleicher Höhe nebeneinanderstehende Düsenöffnungen aufweist und daß der trichter förmige Ausgang entsprechend abgeflacht und seitlich verbreitert isto 11 Vorrichtung nach Anspruch 10, da d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dan der Abstand zweier Düsenöffnungen ungefähr 0,8 - 1 cm beträgt0 12 Vorrichtung nach Anspruch 1, d a u u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Druckregeleinrichtung ein Hahn ventil ist0 13o Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß durch das Röhrchen ein Schutzgasstrom gelei tet wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Schutzgasstromes im Röhrchen von der Strömungsgeschwindigkeit der Schutzgas und/oder Transportströmung im Präparationsrohr unabhängig ist, so daß die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit der Schutzgas und/oder Transportströmung im Präparationsrohr nur für den Präparationsprozess selbst verfügbar wird0 140 Verfahren nach 'Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der aus der Düse des Röhrchens austretende Schutzgasstrahl so eingestellt wird, daß die Strahlgeschwindigkeit im Rohrausgang des Präparationsrohres an allen Stellen des Rohrquerschnittes größer als die maximale Geschwindigkeit der Schutzgas- und/oder Transportströmung im Präparationsrohr ist, wobei diese einstellung durch den manipulierbaren Druck an der Schutzgaszuführung des Röhrchens vorgenommen wird, so daß insbesondere in der Nähe der inneren Rohrwand des Präparationsrohres die resultierende Strömungsgeschwin digkeit einstellbar so weit vergrößert wird, daß der in das Präparationsrohr eindringende Luftstrom quantitativ steuerbar auf ein bestimmtes Maß reduziert und praktisch abgedrosselt wird0 15o Verfahren nach Aspruch 13 oder 14, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Düsenöffnung ungefähr im Zentrum des Rohrouerschnittes des Präparationsrohres in einem solchen Abstand vom Präparationsrohrende angeordnet und durch die Düsenöffnung ein Schutzgasstrom mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit in Richtung des Präparationsrohrendes geblasen wird, daß der anteil des Strahlkegels noch etwa 1 - 3 cm vor dem Ausgang des Präparationsrohres auftrifft, so daß der Strahl mit seiner kegelförmigen räumlichen Ausdehnung die ganze Rohröffnung des Präparationsrohres voll ausf;llt und eine Strecke der inneren Rohrwand des Präparationsrohres von etwa 1 - 3 cm Tiefe überdeckte L e e r s e i t e8. Device according to one of claims 1 to 7, d ad u r c h g e it does not indicate that the angular opening of the funnel-shaped outlet, the protrudes about 1 cm beyond the nozzle orifice of the tube, is about 45 ° 9 Device according to one of Claims 1 to 8, d u r c h g e k e n n n z e i c n e t that the height of the first clamp-like bend of the tube is about 1 cm and the distance between the first and second bends of the tube is about 5 - 6 cm is and that the height of the two th bend in front of the nozzle opening of the tube is dimensioned such that the nozzle opening when attached to the preparation tube Tubes arranged approximately in the center of the tube cross-section of the preparation tube is c0 device according to one of claims 1 to 9, d a -d u r c h g e k e n n shows that the small tube at its end is two adjacent to each other at the same height Has nozzle openings and that the funnel-shaped outlet is flattened accordingly and laterally widened isto 11 device according to claim 10, since d u r c h g e No mark, then the distance between two nozzle openings is approximately 0.8 - 1 cm is 0 12 The device according to claim 1, d a u r c h g e n n nz e i c h n e t that the pressure control device is a cock valve0 13o method of operation a device according to one of claims 1 to 22, d u r c h g e k e n n z e i c hn e t that a protective gas flow is directed through the tube, the Flow velocity of the protective gas flow in the tube depends on the flow velocity the protective gas and / or transport flow in the preparation tube is independent, so that the setting of the flow rate of the protective gas and / or transport flow is only available in the preparation tube for the preparation process itself0 140 Method according to claim 13, d u r c h g e n nz e i c h n e t that the from the nozzle of the tube exiting inert gas jet is adjusted so that the Jet velocity in the pipe outlet of the preparation pipe at all points of the Pipe cross-section greater than the maximum speed of the inert gas and / or The transport flow is in the preparation tube, this setting being controlled by the manipulable Pressure is made on the protective gas supply of the tube, so that in particular the resulting flow velocity in the vicinity of the inner pipe wall of the preparation pipe speed is adjustable so far that the penetrating into the preparation tube The air flow is quantitatively controllable, reduced to a certain level and practically throttled wird0 15o method according to claim 13 or 14, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the nozzle opening is approximately in the center of the pipe cross section of the preparation pipe arranged at such a distance from the end of the preparation tube and through the nozzle opening a protective gas flow with such a flow velocity in the direction of the preparation tube end Blowing is carried out so that the part of the jet cone is still about 1 - 3 cm in front of the exit of the preparation tube impinges, so that the beam with its conical spatial Expansion completely fills the entire tube opening of the preparation tube and a distance the inner tube wall of the preparation tube about 1 - 3 cm deep L. e e r e i t e
DE19691946384 1969-09-12 1969-09-12 Back diffusion preventer for tubular - furnace Pending DE1946384A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691946384 DE1946384A1 (en) 1969-09-12 1969-09-12 Back diffusion preventer for tubular - furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691946384 DE1946384A1 (en) 1969-09-12 1969-09-12 Back diffusion preventer for tubular - furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1946384A1 true DE1946384A1 (en) 1971-03-18

Family

ID=5745385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691946384 Pending DE1946384A1 (en) 1969-09-12 1969-09-12 Back diffusion preventer for tubular - furnace

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1946384A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2583779A1 (en) * 1985-06-25 1986-12-26 Montaudon Patrick Device for reducing the oxidation of objects placed in a gas treatment enclosure when they are extracted therefrom

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2583779A1 (en) * 1985-06-25 1986-12-26 Montaudon Patrick Device for reducing the oxidation of objects placed in a gas treatment enclosure when they are extracted therefrom

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0324810B1 (en) Quartz glass reactor for mocvd installations
DE2716182C2 (en) Method and device for forming a coating from a metal or a metal compound
DE2249554A1 (en) FLUID SWITCH
DE1508204B1 (en) Device for regulating the gas outflow from a nozzle, for example an oxygen lance for refining pig iron in the converter
DE3728557A1 (en) Process for the distribution of ammonia in a gas stream and apparatus for carrying out the process
DE2701671A1 (en) DEVICE FOR PLASMA SPRAYING
DE3638435C2 (en) Method and device for pyrolytically forming a metal oxide coating on glass
DE3838164C2 (en) Device for the growth of substances from the gas phase
EP0337073A2 (en) Process for the removal of nitrogen oxide from a flue gas stream and furnace with elements for performing the process
DE1924825A1 (en) Method for depositing a semiconductor material
DE1275721B (en) Method and device for the production of fibers from mineral materials such as glass
DE2827304A1 (en) BURNER
DE1946384A1 (en) Back diffusion preventer for tubular - furnace
DE2721197A1 (en) DEVICE FOR ADJUSTING THE THICKNESS OF A LIQUID COATING OF A CONTINUOUS BELT
AT513618B1 (en) Lance for the combustion or flaring of flammable exhaust gases
DE1696607C3 (en) Process for producing an insulating layer consisting essentially of silicon and nitrogen
DE4134512C2 (en) Sample delivery system with sample container for connection to the central tube of the burner of an ICP-AES spectrometer
DE60005769T2 (en) Device and method for drawing optical fibers from a preform
DE1946385A1 (en) Back diffusion preventor for tubular - furnace
EP0388639A1 (en) Device for adding one gas to another flowing through a tube
DE3642609C1 (en) Method of preparing test gas mixtures containing nitrogen oxides and device for carrying out such a method
DE3721686C2 (en) DEVICE FOR MIXING TWO GASES
DE1946336A1 (en) Back diffusion preventer for tubular - furnace
DE2529484A1 (en) Epitaxial silicon layer growth - in diffusion furnace with growth rate control by substrate source height difference adjustment
DE2143834C3 (en) Method for adjusting the dopant concentration of semiconductors during zone cutting