2. Wirkungsquerschnitte und Streulängen - Liss, Klaus-Dieter

DER REAKTIONSOFEN 635.2.2. Der ReaktionsofenIm Gegensatz zu den Vorarbeiten sollte ein neuer Ofen so konzipiert werden, daß Si 1-x Ge xKristalle mit bis zu 10 cm Substratdurchmesser gezogen werden können. Dazu muß eine handelsüblicheSiliziumscheibe auf eine Temperatur zwischen 1100 K und 1500 K geheizt werden,während das Reaktionsgemisch über ihre Oberfläche strömt. Da sich die Trägergase anallen heißen Oberflächen zersetzen, müssen, um einen ungewollten Niederschlag zu vermeiden,sowohl die Ofenwände als auch eventuelle elektrische Zuleitungen gekühlt werden.5.2.2.1. Versuche mit einem Halogenlampenofen1400HalogenlampenZunächst verwendeten wir einen von derFirma JIPELEC ® neu entwickelten, srahlengeheiztenOfen, dessen Reaktionskam-Gaseinla§Quarzglaszur PumpeSubstratmer in Abbildung (37) schematisch dargestelltist. Das Substrat liegt auf drei StützenINOX-GehŠuseAbbildung (37):im unteren Teil des wenige Zentimeter hohenRaumes. Seitlich sind oben Gaseinlaß-heraus, daß eine interne Heizung notwendigLampengeheizter Ofen. Es stellte sich sehr baldwird.düsen und unten ein ringförmiger Gasauslaßvorgesehen. Der Deckel der Kammer besteht aus einer doppelten Quarzglasscheibe, durchderen Zwischenraum, ebenso wie durch Kanäle in den Wänden, Kühlflüssigkeit strömt.Geheizt wird durch ein Feld von Halogenlampen, das sich über dem Fenster befindet unddessen thermische Strahlung dieses durchdringt um vom Substrat mit heizender Wirkungabsorbiert zu werden. Die Temperatur kann durch ein Thermoelement oder ein Pyrometergemessen und geregelt werden.Wie schon erwähnt sind die mit diesemOfen durchgeführten Experimente vongroßen Schwierigkeiten begleitet: Zunächstkonnten nur relativ tiefe Prozeßtemperaturenvon maximal 900 °C erreicht werden,da sonst die Lampen überlastet wurden unddurchgebrannt sind. Eine erfolgversprechendeIdee war, das im infraroten absorbierendeKühlwasser zwischen den beidenScheiben des Quarzfensters durch eine wenigerabsorbierende Flüssigkeit zu ersetzen.Die Herstellerfirma des Ofens entwickelteTemperatur [K]13001200110010009004060WasserÖl80 100 120 140 160Lampenspannung [V]180Abbildung (38):Verbesserung der Heizwirkung durch Wechselnder Kühlflüssigkeit zwischen den Quarzscheibendes Eintrittsfensters. Vierecke: H 2 O,Kreise: VOLTALEF ® - Öl. Das Öl absorbiertweniger im Infraroten, so daß die Prozeßtemperaturenbei gleicher Lampenleistung um etwa300 K höher liegen.