DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A MONOCRYSTALLINE SILICON ROD IN A ZONE-MELTING PULLING SYSTEM

• Main Author: MOOS, Patrick
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 22.09.2022
• 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

Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines monokristallinen Stabes aus Silizium in einer Ziehanlage zum Zonenschmelzen, enthaltend folgende Schritte (1) das zur Verfügung stellen eines Vorratsstabes aus Silizium, der an einem Ende eine azimutale Nut umfasst; (2) das Anbringen eines Unterteils, das drei Greifarme umfasst, wobei ein Greifarm so geformt ist, dass ein Ende in die azimutale Nut des Vorratsstabes passt, und ein anderes Ende rotierbar an dem Unterteil angebracht ist; (3) das Einhängen des Unterteils zusammen mit dem Vorratsstab an ein Oberteil, das ein Verbindungselement enthält, das mit einer Ziehwelle der Zonenziehanlage verbunden ist, so dass das Oberteil und das Unterteil radial form-schlüssig miteinander verbunden sind, wobei das Oberteil ein Element zur radialen Ausrichtung enthält und drei in der Länge verstellbare Abstandselements so am Oberteil angebracht ist, dass sie Kraft auf jeweils einen Greifarm ausüben können; (4) Verfahren des Elements zu radialen Ausrichtung, so dass die Rotationsachse des Vorratsstabes am Ende, an dem sich die Nut befindet, mit der Rotationsachse der Ziehwelle übereinstimmt; (5) Einstellen der in der Länge verstellbares Abstandselemente, so dass die Rotationsachse des Vorratsstabes am Ende, das gegenüber der Nut liegt, mit der Rotationsachse der Ziehwelle übereinstimmt; (6) Ziehen eines konischen Teile eines monokristallinen Stabes; (7) Ziehen eines zylindrischen Teiles des monokristallinen Stabes. The invention relates to a method and a device for pulling a monocrystalline silicon rod in a pulling system for zone melting, the method comprising the following steps: (1) providing a stock rod made of silicon, which comprises an azimuthal groove at one end; (2) attaching a lower part, which comprises three gripping arms, each gripping arm being shaped such that one end fits into the azimuthal groove of the stock rod and another end is rotatably attached to the lower part; (3) suspending the lower part, together with the stock rod, on an upper part, which contains a connecting element connected to a pulling shaft of the zone-melting pulling system, such that the upper part and the lower part are radially interlockingly connected to each other, the upper part comprising an element for radial orientation, and three length-adjustable spacing elements being attached to the upper part such that the spacing elements can apply force to respective gripping arms; (4) moving the element for radial orientation such that the axis of rotation of the stock rod at the end at which the groove is located corresponds to the axis of rotation of the pulling shaft; (5) setting the length-adjustable spacing elements such that the axis of rotation of the stock rod at the end remote from the groove corresponds to the axis of rotation of the pulling shaft; (6) pulling a conical part of a monocrystalline rod; (7) pulling a cylindrical part of the monocrystalline rod. L'invention concerne un procédé et un dispositif permettant le tirage d'une tige de silicium monocristallin dans un système de tirage pour fusion de zone, le procédé comprenant les étapes suivantes : (1) la fourniture d'une tige réfractaire en silicium, qui comprend une rainure azimutale à une extrémité ; (2) la fixation d'une partie inférieure, qui comprend trois bras de préhension, chaque bras de préhension étant façonné de telle sorte qu'une extrémité s'ajuste dans la rainure azimutale de la tige réfractaire et qu'une autre extrémité est fixée en rotation à la partie inférieure ; (3) la mise en suspension de la partie inférieure, en même temps que la tige réfractaire, sur la partie supérieure, qui contient un élément de liaison, lié à un bras de tirage du système de tirage par fusion de zone, de telle sorte que la partie inférieure et la partie supérieure sont reliées radialement l'une à l'autre par verrouillage, la partie supérieure comprenant un élément pour orientation radiale, et trois éléments d'espacement, à longueur réglable, fixés à la partie supérieure de telle sorte que les éléments d'espacement peuvent appliquer une force aux bras de préhension respectifs ; (4) le déplacement de l'élément pour orientation radiale de telle sorte que l'axe de rotation de la tige réfractaire à l'extrémité de laquelle est située la rainure correspond à l'axe de rotation de l'arbre de tirage ; (5) la mise en place des éléments d'espacement à longueur réglable de telle sorte que l'axe de rotation de la tige réfractaire à l'extrémité éloignée de la rainure correspond à l'axe de rotation de l'arbre de tirage ; (6) le tirage d'une partie conique d'une tige de monocristal ; (7) le tirage d'une partie cylindrique de la tige de monocristal.