Устройство для выращивания профилированных кристаллов

Устройство для выращивания профилированных кристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии получения профилированных кристаллов вытягиванием из расплава и обеспечивает упрощение затравления и повышение выхода годных кристаллов. Устройство состоит из тигля с формообразователем и затравкодёржателем со средством захвата затравки. Последнее выполнено в виде тйг. Нижний конец тяг имеет полки для затравки. Верхний конец шарннрио присоединен к вытягиваюшему штоку. Центры тяжести тяг смеп(ень1 к оси тигля. На формообразователе размеп(ают прокладки из кристаллизуемого материала. На полках тяг устанавливают затравку и опускают ее на прокладки. После оплавления прокладки затравка опускается на торец формообразователя. Предлагаемое устройство обеспечивает фиксированную с высокой точностью температуру затравления, исключает термоудары при контакте затравки с торцом формообразователя , обеспечивает надежное смачивание затравки расплавом и ее минимальное оплавление. ГТовьтгаётся выход годных кристаллов в 3 раза и уменьпгается время затравления в 18 раз. 2 ил., 1 табл. с ( (Л

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СО1.1ИА ЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 30 В 15/34 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTGPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ1 СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 07, 01. 93. Бюл. Р 1 (21) 4205593/26 (22) 04.03.87 (72) Е.И. Бутинев, Л.А. Литвинов и В.В. Пищик (56) Р.11. Hall. Иопс1amping sied

Holder for Czochralski crystal grovt.—

J. Cryst. Gro>rth, 1974, v. 22, 1г 1, р. 65-66. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к технологии получения профилированных кристаллов вытягиванием из расплава и обеспечивает упрощение затравления и повышение выхода годных кристаллов.

Устройство состоит иэ тигля с bopMoобразователем и затравкодержателем со средством захвата затравки. 11o— следнее выполнено в виде тяг. Нижний

„„SU„„144 488 А1 конец тяг имеет полки для затравки.

Верхний конец шарнирно присоединен к вытягивающему штоку. Центры тяжести тяг смещены к оси тигля. На формообразонателе размещают прокладки иэ кристаллизуемого материала. Иа полках тяг устанавливают затравку и опускают ее на прокладки. После опланления прокладки затравка опускается на то— рец формообраэователя. Предлагаемое устройство обеспечивает фиксированную с высокой точностью температуру затравления, исключает термоудары при контакте затравки с торцом формо— обраэователя, обеспечивает надежное смачинание затравки Распланом и ее минимальное оплавление. Повышается выход годных кристаллов н 3 раза и уменьшается время эатравления н

18 раэ. 2 ил., 1 табл. С::

1443488

Изобретение относится к устройствам для выращивания монокристаллов методом Степанове и может быть использовано в электронной, химической про5 мышленности и сельском хозяйстве.

Целью изобретения является упрощение эатравления и повышение выхода годных кристаллов.

На Фиг. 1 изображена схема устрой- 10 ства для выращивания профилированных кристаллов до оплавления прокладох; на фиг. 2 - то же, после оплавления прокладок.

Устройство включает тигель 1. с установленными над иим эатравкодержателем со средством захйата, выполненным в виде тяг 2, Нижняя часть тяг 2 снабжена, полками 3 для размещения затравки 4. Верхняя часть тяг

2 закреплена с помощью шарниров 5 на штоке 6 вытягивающего механизма (на фигурах не изображен).

Центры тяжести тяг 2 смещены к оси тигля, В тигле 1 установлен формооб-.

25 раз он атель 7, на верхнем торце ко торого размещают прокладки 8, выпол.ненные из кристаллизуемого материала.

Расплав к формообраэователю 7.подают:, через систему 9 капиллярной подпитки. 30

Исходный материал в тигле 1 расплавляют нагревателем 10. Устройство работает следуюшим образом.

В нагреватель 10 помешают тигель 35

1 с сис емой 9 капнллярной подпитки расплава и Формообразователем 7. На верхнем торце формообразователя 7 размещают прокладки 8, выполненные из кристаллиэуемого материала (ку- 40 сочки выращиваемого кристалла заданной BblcoTbl) ° Затравку 4, изготовленную в виде пластинки, свободно уста" навливают на полках 3 тяг 2. Опускают .затравку 4 на прокладки 8. После достижения полками 3 уровня формообра" зователя 7 включают вытягиваюший ме",. ханнэм

Повышают температуру тигля 1 по заданной программе до начала плавле- я0 ния прокладок 8. По мере оплавления последних поверхность затравки 4, свободно установленной на них, плав-. но и медленно сближают с формообразователем 7. После полного оплавления прокладок 8 затравка 4 ложится на формообразователь 7 и полки 3, После контакта затравки 4 с полками

3 делают выдержку для стабилизации тепловых условий на фронте кристаллизации и начинают вытягивание кристалла известным способом. При этом тяги 2 самоцентрируются на затравке

4 за счет смещенного центра тяжести и наличия шарниров 5, фиксируя затравку 4 и растущий кристалл в заданном положении.

Пример. Выращивание сапфировых (А1 0з) тиглей цилиндрической формы с наружным диаметром 28 мм и. толщиной стенки 2 мм.

Выращивание проводят на установке

"Кристалл-606". Используют молибденовый тигель диаметром 80 мм и высотой

100 мм с системой подпитки расплава, выполненной из пучка молибденовых кацилляров. На торце пучка капилляров устанавливают формообразователь

7, изготовленный иэ молибдена и со" стоящий из двух коаксиальньпс колец с зазором между нимй для подачи расе плана на поверхность формообразователя. На поверхности формообраэователя 7 размещают прокладки в виде трех сапфировьпс пластинок толщиной

3 мм, расположенных под углом 120 одна относительно другой. На прокладках свободно размещают затравки в виде сапфирового диска диаметром

31.мм и толщиной 2,5 мм. На штоке вытягивающего механизма устанавливают на шарнирах затравкодержатель со .средством захвата затравки в виде .изготовленных иэ молибдена тяг 2 с полками.

Тигель до температуры 2050 С нагревают с течение 3 ч, Осевой температурный градиент в ростовой зоне составляет 150 град/см. Начало оплавления прокладок контролируют с помощью. телевизионной системы ПТУ-47 с .12-кратным увеличением иэображения эоны роста на телемониторе. После контакта затравки с полками тяг делают выдержку в течение 5 мин, а затеи кристалл выращивают известным спосо бом.

Предлагаемое устройство обеспечи" вает фиксированную с высокой точностью температуру эатравления, исключает термоудары при сближении затравки с кромкой формообразователя и обеспечивает надежное смачивание затравки pacnnasoM при минимальном оплавлении ее поверхности.

В таблице приведены сравнительные данные о получении профилированных

1443488

Время прЬведения затравления, мин

Фактические затраты времени опера тора на подбор режима затравления, мин

50

Трудоемкость изготовления устройства, усл. ед.

Трудоемкость изготовления затравочного. кристалла, усл. ед.

:.Выход годной продукции, 3

0,1

26,2

78 кристаллов на примере сапфировых тиглей диаметром 20 мм, длиной 60мм методом Степанова с применением различных устройств для затравления

Как видно из таблицы, предлагаемое устройство упрощает процесс затравления и практически исключает

5 субъективный фактор при затравленин.

При использовании такого устройства повышается выход годных кристаллов (почти в 3 раза), уменьшается трудог емкость изготовления затравки (в

1б 10 раэ), сокращается время затравления (в 18 раз).

Формула изобретения

15 Устройство для выращивания профилированных кристаллов, включающее тигель для расплава, установленный над ним затравкодержатель со средством захвата затравки и вытягиваний

2п механизм со штоком, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения эатравления H повышения выхода годных кристаллов, средство захвата затравки выполнено в виде тяг, ииж25 няя часть которых снабжена полками для размещения затравки, а верхняя шарнирно закреплена на штоке вытягивающего механизма, при этом центры тяжести тяг смещены к оси тигля.

1443488

Составитель Н. Давыдова

Редактор 3. Бородкина Техред М.яндык . Корректор Н, Король

Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 1084

Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Пр м кти»:,