DE19712331B4 - Crystal pulling system - Google Patents
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Abstract
Kontinuierlich arbeitende Kristall-Ziehanlage zur Erzeugung eines Kristallblockes, welche in einem Behälter einen Tiegel aus Quarz für den Kristallblock bildendes, schmelzbares Material hat, bei der der Tiegel durch ein Trennrohr in einen zentralen Ziehraum und einen ringförmigen Nachchargierraum unterteilt ist, in welchen eine Granulatzuführung mündet und der innerhalb des Schmelzbades eine Verbindung zu dem Ziehraum hat, und bei der Mittel zum Führen eines Schutzgasstromes über das Schmelzbad nach außen vorgesehen sind, wobei das Trennrohr (10) an seiner oberen Seite von einem den Nachchargierraum (12) abdeckenden und von dem Behälter (1) getragenen Abdeckring (9) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckring (9) unter Bildung eines Freiraumes (15) mit Abstand unterhalb einer bis über den Ziehraum (11) und an den Kristallblock (13) heranreichenden Tiegelabdeckung (14) angeordnet ist und eine Schutzgas-Strömungsverbindung (1. Schutzgasstrom 19) von einem Raum (16) oberhalb der Tiegelabdeckung (14) über die Oberfläche des Schmelzbades im Ziehraum (11) und durch den Freiraum...A continuous crystal pulling apparatus for producing a crystal block having in a container a crucible of quartz for the crystal block forming, fusible material, wherein the crucible is divided by a separating tube in a central drawing room and an annular Nachchargierraum into which a Granulatzuführung and which has a connection to the drawing room within the molten bath and in which means are provided for guiding an inert gas flow outwards through the molten bath, the dividing pipe (10) being surrounded on its upper side by a recharging compartment (12) and by the container (1) supported cover ring (9) is held, characterized in that the cover ring (9) to form a free space (15) at a distance below about the drawing room (11) and the crystal block (13) zoom reaching crucible cover (14) is arranged and a protective gas flow connection (1st inert gas flow 19) from a space (1 6) above the crucible cover (14) over the surface of the molten bath in the drawing room (11) and through the free space ...
Description
Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Kristall-Ziehanlage zur Erzeugung eines Kristallblockes, welche in einem Behälter einen Tiegel aus Quarz für den Kristallblock bildendes, schmelzbares Material hat, bei der der Tiegel durch ein Trennrohr in einen zentralen Ziehraum und einen ringförmigen Nachchargierraum unterteilt ist, in welchen eine Granulatzuführung mündet und der innerhalb des Schmelzbades eine Verbindung zu dem Ziehraum hat, und bei der Mittel zum Führen eines Schutzgasstromes über das Schmelzbad nach außen vorgesehen sind, wobei das Trennrohr an seiner oberen Seite von einem den Nachchargierraum abdeckenden und von dem Behälter getragenen Abdeckring gehalten ist.The The invention relates to a continuous crystal pulling apparatus for producing a crystal block, which in a container a Crucible made of quartz for has the crystal block forming, fusible material, in the the crucible through a separating tube in a central drawing room and an annular Nachchargierraum is divided, in which a Granulatzuführung opens and within the Melting bath has a connection to the drawing room, and the means to lead a protective gas flow over the molten bath to the outside are provided, wherein the separating tube at its upper side of a Nachchargierraum covering and carried by the container Cover ring is held.
Solche
Kristall-Ziehanlagen sind zur Durchführung von CCZ-Ziehprozessen
(Continuierliche Czochralski-Ziehverfahren) bekannt. Als Beispiel
für den
Stand der Technik sei auf die
Es hat sich gezeigt, dass auch bei Kristall-Ziehanlagen mit einem in das Schmelzbad ragenden Trennrohr, welches den Nachchargierraum vom zentralen Ziehraum trennt, trotz der Schutzgasströmung nicht auszuschließen ist, dass geringe Mengen feiner Partikel des einchargierten Granulates über das Trennrohr in den zentralen Ziehraum zu gelangen und dort Schaden anzurichten vermögen. Deshalb wird der Vorteil höherer Produktivität kontinuierlich arbeitender Kristall-Ziehanlagen gegenüber solchen Anlagen, die zum Chargieren stillgesetzt werden müssen, mit einem wesentlich höheren Risiko von Fehlern im Kristallblock erkauft.It has been shown that even with crystal drawers with an in the melt bath projecting separator tube, which the Nachchargierraum does not separate from the central drawing room, despite the inert gas flow excluded is that small amounts of fine particles of einchargierten granules on the Separation pipe to enter the central drawing room and there damage to be able to do. Therefore, the advantage becomes higher productivity continuous working crystal drawers over such Plants that need to be shut down for charging a much higher one Risk of mistakes in the crystal block bought.
Die
vorliegende Erfindung geht aus von der
Aber auch diese Anordnung kann eine Staubübertragung auf den Kristall nicht vollständig verhindern.But Also this arrangement can be a dust transfer to the crystal not completely prevent.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine kontinuierlich arbeitende Kristall-Ziehanlage der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass ein Eindringen von Partikeln von dem nachchargierten Granulat in den Ziehraum mit möglichst großer Sicherheit vermieden wird.Of the Invention is based on the problem, a continuously working Crystal pulling system of the type mentioned above to be designed in such a way that an ingress of particles from the nachgrangierten granules in the drawing room with as possible greater Safety is avoided.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Abdeckring unter Bildung eines Freiraumes mit Abstand unterhalb einer bis über den Ziehraum und an den Kristallblock heranreichenden Tiegelabdeckung angeordnet ist und eine Schutzgas-Strömungsverbindung von einem Raum oberhalb der Tiegelabdeckung über die Oberfläche des Schmelzbades im Ziehraum und durch den Freiraum hindurch nach außen besteht, und dass der Abdeckring mit Abstand zur Oberkante des Tiegels angeordnet ist, wobei durch die Tiegelabdeckung und den Abdeckring Schutzgasdurchlässe geführt sind und eine zweite Schutzgas-Strömungsverbindung vom Nachchargierraum nach außen besteht.This Problem is inventively characterized solved, that the cover ring to form a free space at a distance below one to over the Drawing room and crucible cover reaching to the crystal block is arranged and a protective gas flow connection from a space above the crucible cover over the surface of the Melt pool in the drawing room and through the free space to the outside, and that the cover ring arranged at a distance from the top edge of the crucible is, are guided by the crucible cover and the cover inert gas passages and a second shielding gas flow connection from Recharging space to the outside consists.
Durch diese Gestaltung hat der Nachchargierraum nur unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Schmelzbades zum zentralen Ziehraum hin eine Verbindung. Dadurch können beim Nachchargieren entstehende, feine und noch kalte Partikel nicht unmittelbar über das Trennrohr hinweg in den Ziehraum gelangen und dort zu einer Verunreinigung des Kristallblockes führen. Vielmehr erfolgt die Abführung von Verunreinigungen durch einen über das Schmelzbad im zentralen Ziehraum streichenden Schutzgasstrom. Das Schmelzbad hat die Funktion eines Siphons und verhindert dadurch, dass über die einzigen, bestehenden Verbindungen zwischen dem Nachchargierraum und dem Ziehraum solche Partikel übertreten können. Des Weiteren werden durch die erfindungsgemäße Gestaltung die im Nachchargierraum freiwerdenden Stoffe und dort auftretenden Stäube zuverlässig nach außen transportiert, weil im Nachchargierraum eine gleiche Schutzgasströmung wie im Ziehraum vorliegt.By This configuration has the Nachchargierraum only below the liquid level the fusion pool to the central drawing room towards a connection. Thereby can when recharging, fine and still cold particles not immediately above the separating pipe get into the drawing room and there to a Lead contamination of the crystal block. Rather, the removal from impurities through a via the molten pool in the central Ziehraum stroking protective gas flow. The molten bath has the function a siphon, thereby preventing over the only existing ones Connections between the recharging room and the drawing room such Particles transgress can. Furthermore, by the design according to the invention in the Nachchargierraum Released substances and dust occurring there reliably transported to the outside, because in Nachchargierraum an equal protective gas flow as present in the drawing room.
Das Trennrohr darf den Tiegel nicht berühren, weil dieser rotieren können muss. Einen Übertritt der Schmelze vom Nachchargierraum in den Ziehraum erzielt man auf einfach Weise, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Trennrohr mit für den Durchlass der Schmelze ausreichendem Abstand vom Boden des Tiegels endet.The The separator tube must not touch the crucible because it is rotating can got to. A transfer of Melt from Nachchargierraum in the drawing room can be achieved on easy Way, if according to one advantageous development of the invention, the separation pipe with for the passage the melt ends a sufficient distance from the bottom of the crucible.
Konstruktiv besonders einfach ist es, wenn der Abdeckring von einem zwischen dem Behälter und einem dem Tiegel seitlich umgebenden Heizer angeordneten Schutzrohr gehalten ist. Ein solches Schutzrohr, welches ohnehin vorteilhaft ist, um den Behälter vor zu hohen Temperaturen zu schützen, vermag dadurch zusätzlich zu dieser Schutzfunktion die Funktion des Haltens des Abdeckringes auszuüben.It is structurally particularly simple if the cover ring is held by a protective tube arranged between the container and a heater laterally surrounding the crucible. Such a protective tube, which is in any case advantageous to the To protect containers from excessively high temperatures, in addition to this protective function, can thus perform the function of holding the cover ring.
Das Schutzgas vermag zugleich den Behälter zu kühlen, wenn die Schutzgas-Strömungsverbindung von dem Freiraum zwischen dem Behälter und dem Schutzrohr nach unten und von dort nach außen führt.The Shielding gas at the same time can cool the container when the protective gas flow connection from the space between the container and the protective tube down and out there.
Zum weiteren Schutz des Behälters vor zu hohen Temperaturen trägt es bei, wenn die zweite Schutzgas-Strömungsverbindung zwischen der Außenseite des seitlichen Heizers und dem Schutzrohr führt und unterhalb des Heizers im Schutzrohr Durchlässe angeordnet sind, über welche die zweite Schutzgas-Strömungsverbindung in die erste Schutzgas-Strömungsverbindung mündet. Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt inTo the further protection of the container carries too high temperatures when the second shielding gas flow connection between the outside the side heater and the protective tube leads and below the heater in the protective tube passages are arranged over which the second shielding gas flow connection in the first shielding gas flow connection empties. The invention leaves different embodiments to. To further clarify their basic principle are two of them shown in the drawing and are described below. The drawing shows in
Die
Das
innere Schutzrohr
Aus
dem Ziehraum
Mehrere
Schutzgasdurchlässe
Bei
der Ausführungsform
nach
Die
Zufuhr des den Kristallblock
Die
Ausführungsform
nach der
- 11
- Behältercontainer
- 22
- Wandwall
- 33
- Kühlkanalcooling channel
- 44
- Tiegelcrucible
- 55
- Heizerstoker
- 66
- inneres Schutzrohrinner thermowell
- 77
- äußeres Schutzrohrouter protective tube
- 88th
- Ringraumannulus
- 99
- Abdeckringcover ring
- 1010
- Trennrohrseparation tube
- 1111
- Ziehraumdrawing room
- 1212
- NachchargierraumNachchargierraum
- 1313
- Kristallblockcrystal block
- 1414
- TiegelabdeckungA crucible cover
- 1515
- Freiraumfree space
- 1616
- Raumroom
- 1717
- SchutzgaseinlassInert gas inlet
- 1818
- SchutzgaseinlassInert gas inlet
- 1919
- erster Schutzgasstromfirst Protective gas flow
- 2020
- SchutzgasauslassSchutzgasauslass
- 2121
- SchutzgasdurchlassProtective gas passage
- 2222
- zweiter Schutzgasstromsecond Protective gas flow
- 2323
- Durchlässepassages
- 2424
- Isolierunginsulation
- 2525
- Granulatzuführunggranulate feed
- 2626
- Isolationisolation
- 2727
- Quarzrohrquartz tube
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712331A DE19712331B4 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Crystal pulling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712331A DE19712331B4 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Crystal pulling system |
Publications (2)
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---|---|
DE19712331A1 DE19712331A1 (en) | 1998-10-01 |
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Family
ID=7824454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712331A Expired - Lifetime DE19712331B4 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Crystal pulling system |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (2)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0303409A1 (en) * | 1987-08-06 | 1989-02-15 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Single crystal pulling |
JPH06340493A (en) * | 1993-05-27 | 1994-12-13 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | Apparatus for growing single crystal and growing method |
-
1997
- 1997-03-25 DE DE19712331A patent/DE19712331B4/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH06340493A (en) * | 1993-05-27 | 1994-12-13 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | Apparatus for growing single crystal and growing method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 06340493 A, Patent Abstracts of Japan * |
Also Published As
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---|---|
DE19712331A1 (en) | 1998-10-01 |
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