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公开(公告)号：WO2014075650A1
公开(公告)日：2014-05-22
申请号：PCT/DE2013/000627
申请日：2013-10-20
Applicant: FORSCHUNGSVERBUND BERLIN E.V.
Inventor： RIEMANN, Helge , WÜNSCHER, Michael
Abstract: Um Kristalle mit großen Kristalldurchmessern nach dem FZ-Verfahren unter Verwendung von scheibenförmigen Induktionsheizspulen herzustellen, muss die angelegte Spannung erhöht werden, damit die erforderliche Leistung in die Schmelzzone induziert werden kann. Mit steigender Spannung steigt aber die Wahrscheinlichkeit von Überschlägen insbesondere am Spalt und an den Stromzuführungen der Induktionsheizspule. Um die Gefahr von Überschlägen zu verringern werden isolierende Schichten auf die Induktionsspule aufgebracht und isolierende Bauteile in den Spalt eingefügt. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kristallstäben nach dem tiegelfreien Floating Zone(FZ)-Verfahren mit der elektrische Durchschläge an der HF-Induktionsheizspule vermieden werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Induktionsspule (3) mit einer Zentralöffnung (3.1), in die der Hauptschlitz (3.2), der als Stromzuführung dient, einmündet. Unterhalb der Induktionsspule (3) ist in einem definierten Abstand (a) eine Abschirmung (4) angeordnet, die zumindest den Bereich (b) unterhalb des Hauptschlitzes (3.2) gegenüber der Schmelzzone (2.1) thermisch und strömungstechnisch abschirmt. Die Abschirmung (4) besteht aus einem durchschlagsfesten Material mit niedrigen dielektrischen Verlusten und geringer Wärmeleitung. In dem Spalt (a) zwischen der Induktionsspule (3) und der Abschirmung (4) befindet sich eine kältere Gasschicht, die insbesondere die Gastemperatur im Hauptsschlitz (3.2) und dessen Umgebung reduziert.
Abstract translation: 为了通过使用圆盘状的感应加热线圈的FZ法生产具有大直径的晶体的晶体，所施加的电压必须被增加，使得所需要的功率可以在熔融区来诱导。 的电压增加，但击穿的概率尤其是在间隙增大和感应加热线圈的电源线。 绝缘层，以减少飞弧的危险减少插入间隙施加到感应线圈和绝缘部件。 本发明涉及一种能够避免用于生产由自由坩埚浮区（FZ）方法将RF感应加热线圈的电击穿晶体棒的装置。 本发明的装置包括具有中央开口（3.1），在该主缝隙（3.2）用作电源，将打开的感应线圈（3）的。 下面的感应线圈（3）具有屏蔽（4）是在限定的距离（a）被布置，其中屏蔽至少该区域在熔化区（2.1）主缝隙（3.2）（b）所示的热和流体。 屏蔽（4）由具有低介电损耗和低的热导率的渗透材料制成。 在该间隙中的（a）位于所述感应线圈（3）和所述护罩（4）的气体的较冷层之间，特别是，在主缝隙（3.2）的气体温度和降低它的周围。
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Patent Agency Ranking2.发明申请
公开(公告)号：WO2003093540A1
公开(公告)日：2003-11-13
申请号：PCT/DE2003/001515
申请日：2003-05-06
Applicant: FORSCHUNGSVERBUND BERLIN E.V. , ABROSIMOV, Nikolai, V. , RIEMANN, Helge
Inventor： ABROSIMOV, Nikolai, V. , RIEMANN, Helge
IPC: C30B15/08
CPC classification number: C30B13/20 , C30B15/08 , C30B29/06 , Y10T117/10 , Y10T117/1052 , Y10T117/1056
Abstract: Bei einer Anordnung zur Herstellung von Kristallstäben mit definiertem Querschnitt und kolumnarer polykristalliner Struktur mittels tiegelfreier kontinuierlicher Kristallisation, die mindestens einen mit Kristallmaterial gefüllten Tiegel mit einer zentralen Ableitung zum Transport des Tiegelinhalts auf einen unter dem Tiegel angeordneten wachsenden Kristallstab, wobei die zentrale Ableitung in den Schmelzmeniskus auf der oberen Stirnfläche des Kristallstabes eintaucht, Mittel zum stetig regelbaren Beschicken des Tiegels mit festem Kristallmaterial und Mittel zur gleichzeitigen Zufuhr der Schmelzenergie und der Einstellung der Kristallisationsfront aufweist, ist zur Herstellung von Kristallstäben mit definiertem Querschnitt und kolumnarer polykristalliner Struktur bei Einsatz technisch weniger aufwendiger Heizmittel bei hohen Kristallisationsraten und stabiler Phasengrenze erfindungsgemäss das Mittel zur gleichzeitigen Zufuhr der Schmelzenergie und der Einstellung der Kristallisationsfront auf dem wachsenden Kristallstab (8) eine flache Induktionsspule (5) mit einer Öffnung, wobei die Induktionsspule (5) in ihrem Abstand zum Tiegel (4) und/oder zur Kristallisationsfront vertikal beweglich angeordnet ist.
Abstract translation: 在用于生产具有限定的横截面，并且通过无坩埚连续结晶的方法的柱状晶结构的晶体杆中的一个装置，包括至少填充有具有用于输送所述坩埚内容到坩埚生长的晶体杆下设置一个中心导体晶体材料的坩埚的容器中，所述中央耗散到熔体液面 骤降的晶棒的上端面，包括用于与固晶材料的坩埚的连续可调的充电装置和用于同时供给熔融能量并调整结晶前，采用在技术上较不复杂的加热装置，当是用于生产具有限定的横截面和柱状晶结构的晶体棒的 在根据本发明的高结晶速率和稳定的相边界，用于同时供给熔融能量并调节Kristallisati的装置 onsfront上生长的晶体杆（8）为（5）具有开口的扁平感应线圈，其中，所述感应线圈（5）被布置在从坩埚（4）和/或结晶前可垂直移动的距离。
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公开(公告)号：EP2920342B1
公开(公告)日：2019-04-03
申请号：EP13798234.4
申请日：2013-10-20
Applicant: Forschungsverbund Berlin e.V.
Inventor： RIEMANN, Helge , WÜNSCHER, Michael
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4.发明公开
公开(公告)号：EP2504470A1
公开(公告)日：2012-10-03
申请号：EP10801372.3
申请日：2010-11-23
Applicant: Forschungsverbund Berlin E.V.
Inventor： RIEMANN, Helge , ABROSIMOV, Nikolai, V. , FISCHER, Jörg , RENNER, Matthias
CPC classification number: C30B15/14 , C30B15/10 , C30B29/06 , Y10T117/1056
Abstract: The invention relates to a method and an apparatus for producing single crystals with the material properties of the FZ method from semiconductor material using an inherent crucible. The typical disadvantages of the known methods are intended to be avoided with the method. In the case of the Czochralski method, the melt and thus the crystal are contaminated by the crucible. In the case of the pedestal method, the pulled single crystal always has a smaller diameter than the raw rod used. According to the invention, the single crystal (6) is pulled on a seed crystal through the central opening (5) of an inductor (4) formed from a flat disc arranged above a granular bed composed of the semiconductor material (2) that is situated in a vessel (1) transmissive to high-frequency magnetic fields. The inductor (4) has an additional opening, through which semiconductor material can be refilled by means of a recharging apparatus (10). The granular semiconductor material forms, as a vessel for the melt pool (7), as it were an "inherent crucible". The size of the melt pool (7) can be controlled by means of the inductor (4) arranged above the melt pool (7). In order that, for large crystal diameters, the melt pool (7) is sufficiently deep in the centre below the crystallization phase boundary, an additional induction heating system (8, 9) is provided. Said induction heating system (8, 9) is preferably configured in the form of a multi-turn coil, the turns of which are arranged around the vessel. An apparatus for carrying out the method is proposed.
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公开(公告)号：EP2920342A1
公开(公告)日：2015-09-23
申请号：EP13798234.4
申请日：2013-10-20
Applicant: Forschungsverbund Berlin e.V.
Inventor： RIEMANN, Helge , WÜNSCHER, Michael
Abstract: In order to produce crystals having large crystal diameters according to the floating zone process using disc-shaped induction heating coils, the applied voltage must be increased such that the required power can be induced in the melting zone. However, as the voltage increases, the probability of flashovers increases, in particular at the gap and at the power feeds of the induction heating coil. In order to reduce the risk of flashovers, insulating layers are applied to the induction coil and insulating components are inserted into the gap. The invention relates to a device for producing crystal rods according to the non-crucible floating zone (FZ) process by means of which electrical breakdowns at the HF induction heating coil are avoided. The device according to the invention consists of an induction coil (3) having a central opening (3.1) into which the main slot (3.2) serving as power feed merges. A shield (4) is arranged at a defined spacing (a) below the induction coil (3) and at least in the region (b) below the main slot (3.2) is thermally and fluidically shielded with respect to the melting zone (2.1). The shield (4) consists of a breakdown-resistant material of low dielectric loss and low thermal conductivity. In the gap (a) between the induction coil (3) and the shield (4) there is a relatively cold gas layer, which reduces in particular the gas temperature in the main slot (3.2) and the area surrounding the same.
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6.发明授权
公开(公告)号：EP2504470B1
公开(公告)日：2013-11-27
申请号：EP10801372.3
申请日：2010-11-23
Applicant: Forschungsverbund Berlin E.V.
Inventor： RIEMANN, Helge , ABROSIMOV, Nikolai, V. , FISCHER, Jörg , RENNER, Matthias
CPC classification number: C30B15/14 , C30B15/10 , C30B29/06 , Y10T117/1056
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