Устройство для выращивания кристаллов

Устройство для выращивания кристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике выращивания искусственных кристаллов и обеспечивает контроль за ростом кристалла из-под слоя флюса в глубоком тигле. Устройство содержит камеру роста с коаксиально установленными тиглем, нагревателем и тепловыми экранами. Средство контроля за ростом кристалла содержит световод, выполненный в форме вертикально установленной внутри камеры прямой призмы. Входная грань призмы визирована на боковую поверхность тигля под углом к уровню расплава. Выходная грань через смотровое окно и оптическую систему сопряжена с объективом телевизионной камеры. Приведены соотношения углов входной, выходной и отражательных граней призмы. Устройство обеспечивает наблюдение вдоль фронта кристаллизации без оптических искажений. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) С 30 В 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1. (21) 4453754/23-26 (22) 04.07,88 (46) 07,11.90. Бюл. )! - 41 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт ред-.

11 коме талличе ской промышленности Гиредмет" (72) D.Â. Гусев, В.И. Забельш енский, А.5. Левандовский, С. С. Обрывков, В.А, Гуреев, A.Ï. Васильев и !О.А. Глазунов (53) 621.315,592 (088.8) (56) Техническая документация RD .

503/01 на установку "Galaxie Lark IV" фирмь "ЬА PkIYSI0UE АРР I0UEE INDIST-.

RIE", T.PAl Франция, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРА!!!)(ВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к технике выращивания искусственных кристаллов !

Изобретение относится к области получения кристаллов полупроводниковых материалов и может быть использо- . вано в полупроводниковой и электронной промышленности.

Целью изобретения является обеспечение контроля за ростом кристалла из-под слоя @люса в глубоком тигле.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — светоьод многократного отражения; на фиг. 3 — световод с двумя отражательными гранями.

Устройство содержит камеру 1 роста высокого давления, внутри которой установлен нагреватель 2. с системой

2 и обеспечивает контроль за ростом кристалла из-под слоя флюса в глубоком тигле. Устройство содержит камеру роста с коаксиально установленными тиглем, нагревателем и тепловыми экранами. Средство контроля за ростом кристалла содержит световод, выполненный в форме вертикально установленной внутри камеры прямой призмы.

Входная грань призмы визирована на боковую поверхность тигля под углом к уровню расплава. Выходная грань че- . рез смотровое окно и оптическую систему сопряжена с объективом телевизионной камеры. Приведены соотношения углов входной, выходной и отражатель- . ных граней призмы. Устройство обеспе- Ж чивает наблюдение вдоль фронта кристаллизации без оптических искажений.

2 з.п. ф-лы, 3 ил. С: коаксиально расположенных тепловых („), экранов 3, глубокий кварцевый тигель lagh

4, высота которот о по меньшей мере QQ равна диаметру. Снаружи камеры 1 рос- ф та коаксиально тиглю 4 установленэлектромагнит 5. Устройство включает также средство контроля за ростом кристаллов 6 из-под слоя 7 флюса, которое содержит световод 8, выполненный в виде прямой призмы иэ кварца, передающую телевизионную камеру 9 с оптической системой, содержащей пос-: ледовательно установленные тепловой фильтр 10, поляризационные фильтры 11 и объектив 12, а также телевизионный приемник 13. Световод 8 размещен

1 604867 внутри камеры 1 роста между боковыми экранами 3 вертикально и прикреплен к стенке 1 камеры посредством обоймы

14 так, что выходная грань 15 призмы световода 8 расположена на одном уров5 не со смотровым оком 16. Входная грань

17 через выполненные в нагревателе 2 экранах 3 отверстия 18 визирована на

1 боковую поверхность тигля 4 под уг- . лом 5-45 к уровню расплава 19. На . выходную грань 15 световода 8 визирована ось оптической системы и телеви, зионной камеры 9, которые установлены с возможностью перемещения относительно смотрового ока 16. Величину угла визирования входной грани 17 по

1 отношению к уровню расплава 19 выбирают в зависимости от конкретных размеров устройства, при этом нижний предел угла определен по радиусу кривизны.

Предусмотрено два варианта выполнения кварцевого световода. В первом варианте (фиг. 2) световод выполнен в виде призмы многократного отражения прямоугольного сечения с двумя параллельными отражательными гранями 20 и

21, к одной из которых под углом, равным выбранному-углу визирования (О, расположена входная грань 17, а под углом 8 к ней выполнена нижняя: отражательная грань 22,при этом угол

o!+ f где 0 — угол визирования входной грани световода к уровню расплава, град, Е - угол многократного отражения. 40

rp ад.

Угол многократного отражения устанавливается исходя из условий

Е»Е где Я,„- угол полного внутреннего от- 45 ражения материала, использованного— для изготовления световода, и необходимости получения на отражательных параллельных гранях призмы, длину ко- торой определяет расстояние от смотрового ока до уровня расплава в тиг-. ле, четного числа отражений. Верхняя отражательная грань 23 выполнена под углом (90 + E)

2

Второй вариант выполнения световода (фиг.. 3) отличается от первого тем, что призма им ет только две отражательные грани: нижнюю 24, выполненную под углом Р к входной грани (90 + К)

2 где р — угол визирования входной грани световода к уровню расплава, град, и верхнюю отражательную грань 25, о выполненную под углом = 45 к боковой грани.

Для расширения поля зрения входная грань 17 призмы (в обоих вариантах выполнения световода) имеет форму вогнутой сферической поверхности..

Устройство работает следующим образом.

Ь процессе выращивания пучок расходящихся .лучей от нагретого кристалла 6 проходит через флюс 7 и стенку кварцевого тигля 4 и попадает на вогнутую сферическую поверхность входной грани 17 световода 8, визированного на фронт кристаллизации, отражается от задней отражательной грани 22 и многократно отражаясь под углом от боковых граней 20 и 21 выходит из световода, проходит через смотровое око 16 камеры 1 роста и передается в оптическую систему телевизионной камеры 9. Изображение кристалла на фронте кристаллизации формируется объективом 12 телевизионной камеры 9 в плоскости светочувствительного элемента видикона, где происходит преобразование светового излучения в электрический сигнал, который передается на телевизионный приемник 13.

В зависимости от параметров выбранного объектива 12, черно-белое или цветное изображение на экране телевизионного приемника 13 может быть получено с различной кратностью увеличения. Регулировка масштаба изображения производится перемещением телевизионной камеры 9 вдоль оптической оси и соответствующей фокусиров- кой объектива 12. Регулировка яркости и контрастности изображения производится регулировочными элементами, выведенными на лицевую панель телевизионного приемника 13. Согласование светотехнических характеристик видикона пере,";ающей телевизионной камеры

9 и нагретого кристалла осуществляется с помощью поляризационных 11 и теплового 10 фильтров оптической системы. I

Дистанционное включение телевизионной камеры 9 и формирование видеосигнала от передающей камеры на входе телевизионного приемника 13 может осуществляться с помощью пульта уп равления (не показан), подключенного к передающей камере 9 и телевизионному приемнику 13.

Техническим преимуществом предлагаемого устройства является возможность наблюдения за ростом кристалла на фронте кристаллизации вне зависимости от размеров тигля, в частности когда глубина его значительно превышает диаметр. роме того, наблюдение вдоль фронта кристаллизации позволяет получать изображение кристалла без оптических искажений.

Формула изобретения

604867 6 новленной прямой призмы, входная грань которой визирована на боковую поверхность тигля под углом к уровню

5 расплава, а в экранах и нагревателе выполнены отверстия.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что световод выполнен в виде прямой призмы прямоугольного сечения с двумя параллель- ными боковыми гранями с четным чис.лом отражений, входная грань выполнена к одной иэ боковых граней под углом, равным углу визирования к уровню расплава, верхняя отражательная грань выполнена под углом

90+ Е

2

) 20 а нижняя — под углом

1. Устройство для выращивания кристаллов, включающее камеру роста, коаксиально установленные внутри нее кварцевый тигель для расплава и нагреватель с тепловыми экранами, и средства контроля за ростом кристалла, содержащие световод, размещенный внутри камеры, выходная грань которого через смотровое око, расположенное в верхней части камеры, и оптическую систему сопряжено с объективом телевизионной камеры, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью обеспечения контроля за ростом кристалла из-под слоя флюса в глубоком тигле, световод выполнен в виде вертикально уста25 к боковым граням световода, где Π— угол визирования к уровню расплава; ; — угол отражения.

3. Устройство по п. 1, о т л u3p,÷ а ю щ е е с я тем, что световод выполнен в виде прямой призмы прямоугольного сечения, входная грань выполнена под углом О(, верхняя отраФ о жательная грань — под углом 45, а

Ф 90+K нижняя — под углом (=

2 к боковым граням световода.

1604867

Составитель В. Захаров-Черенков Техред Jl. Îëèéíüèñ КоРРектоР И.Зрдейи.

Редактор А. шандор

Заказ 3435 Тираж 347 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101