PVT-Verfahren und Apparatur zum prozesssicheren Herstellen von Einkristallen

• Main Authors: Baumecker, Tomas, Viehmann, Karsten, Vogel, Lorenz, Schöler, Michael
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 21.03.2024
• Subjects: AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR; CHEMISTRY; CRYSTAL GROWTH; METALLURGY; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; SINGLE-CRYSTAL-GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL

Um in einem PVT-Verfahren ein Reaktivgas wie Wasserstoff als Prozessgas einsetzen zu können, bedarf es einer besonderen Sicherung, um das Verfahren prozesssicher durchführen zu können. Eine Apparatur zur Durchführung des PVT-Verfahrens besteht aus einer hoch erhitzbaren Wachstumszelle, die in einer Prozesskammer angeordnet ist, deren Wandung aus einem hitzebeständigen Material wie typischerweise Quarzglas besteht. Über ein Einlassventil wird die Prozesskammer mit Wasserstoff befüllt. Eine Heizeinrichtung besteht aus einer Induktionsspule, die die Prozesskammer auf Höhe der Wachstumszelle umgibt und die Wachstumszelle auf über 2.000 °C bis zu 2.400 °C erhitzt. Die Verwendung eines Reaktivgases bringt aber das Problem mit sich, dass bei einem nicht ganz auszuschließenden Bruch der Kammerwandung der Prozesskammer sich das Reaktivgas mit der Umgebungsluft mischen kann, so dass ein zündfähiges Gasgemisch entsteht, das sich an den heißen Teilen der Apparatur sogleich entzünden würde. Die Prozesskammer ist daher von einem Sicherheitsbehälter umgeben, der mit einem Inertgas befüllt wird.