Способ контроля диаметра кристалла

Способ контроля диаметра кристалла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз СовеFCKHI

Социалистических реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«<899740 (61) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-???? (22)???????????????? 23.05.78(21) 2643102>

{23) Приоритет

Опубликовано 23.01,82. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 25.01. 82 (53)M. Кд.

С 30 В 15/22 ЪеудлретванныИ квинтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй к е (53) УДК 621.315. .592 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. О. Шархатунян и В. М. Миняй

13

TF X,1 "

Особое конструкторское бюро Проблемной леборнторнн релкелконной физики Ереванского государственного университет< и (7) ) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРА КРИСТАЛЛА

Изобретение относится к выращиванию кристаллов из расплава по методу Чохральского и может быть использовано в электронной промышленности при производстве слитков полупроводниковых монокрис5 таллических материалов.

Известен способ контроля диаметра кристалла в процессе его вытягивания по методу Чохральского, включающий непрерывное взвешивание убывающего количест10 ва расплава в тигле и сравнение полученных результатов с данными, рассчитанными из условия постоянства диаметра растущего кристалла Я .

Однако при таком способе контроля

15 диаметра кристалла для повышения точности измерения веса расплава компенсируют первоначальный вес расплава и вес тигля с подставкой, что усложняет данный способ контроля.

Кроме того, недостатком этого способа является и то, что иэ-за испарения вещества расплава результаты измерения веса расплава необходимо корректировать.

Известен также способ контроля диаметра кристалла в процессе его вытягива. ния по методу Чохральского, включающий непрерывное взвешивание кристалла и сравнение полученных результатов с данными, рассчитанными иэ условия постоянства диаметра растущего кристалла.

Вес кристалла в данном случае пропорционален квадрату его диаметра и непрерывно увеличивается в процессе роста кристалла, причем вес кристалла за время процесса увеличивается в несколько десятков раз (2) .

Однако при контроле диаметра кристал° ла данным способом выращивают кристаллы с нестабильностью диаметра около

+ 0,5 мм. Такая величина нестабильности диаметра является значительной для некоторых типов кристаллов, так как влияет на их совершенство. Уменьшить величину нестабильности не позволяет н<:достаточная чувствительность иэвестцо« способа контроля диаметра кристалл:

Кроме того, в данном спо<.обе и « и« ° <

899740

° учитывать действие сил поверхностного натяжения и вес гидростатического столба расплава, что усложняет контроль.

11ель изобретения — упрощение и повышение чувствительности контроля диаметра кристалла в процессе вытягивания его из сопла по методу Чохральского.

Поставленная цель достигается тем, что контроль диаметра кристалла, вытягиваемого из расплава по методу Чохральс14 кого путем измерения параметров процесса, осуществляют измеряя в процессе выращивания момент сопротивления на валу привода и по его изменению судят об изменении диаметра кристалла.

Пример реализации предлагаемого способа изображен на чертеже.

Кристалл 1 вращается с постоянной угловой скоростью < Г и вытягивается с постоянной скоростью Н из расплава 2, 20 находящегося в цилиндрическом тигле 3.

Вращающее усилие на шток 4, на котором закреплен кристалл, передается от двигателя 5 через датчик 6 крутящего момента. Датчик 6 измеряет момент сопротивления на валу 7 привода. По показаниям этого датчика 6 контролируют диаметр кристалла 1 в процессе вытягивания. Увеличение или уменьшение показа30 ний датчика 6 свидетельствует соответственно об увеличении или уменьшении диаметра кристалла 1.

Расчеты показали, что в данном случае контролируемая величина (момент сопротивления на валу привода) пропорциональна четвертой степени диаметра растущего кристалла, в то время как при использовании весового метода контроля вес кристалла пропорционален второй степени его диаметра.

Таким образом, чувствительность предлагаемого способа контроля диаметра кристалла выше, чем чувствительность весового способа.

Кроме того, момент сопротивления, действующий на вр ашаюшийс я кр ист алл, в течение процесса роста в случае кристалла постоянного диаметра является величиной постоянной (в отличие от веса кристалла), что значительно упрощает контроль.

Фор мула изобретения

Способ контроля диаметра кристалла, вытягиваемого из расплава по методу

Чохральского путем измерения параметров процесса, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения и повышения чувствительности, измеряют в процессе выращивания момент сопротивления на валу привода и по его изменению судят об изменении диаметра кристалла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 A.J. Ме и яО, С.О.ЬГапб Е

О атЕ1ег CO@trot of СЛОСЬГа ski. с гол Сг $ а .ь — "Journal o Crvzha1. бгоьй.b, 1974, Ч. 26, М.1, р. 1-5.

2. Патент ФРГ М 1245317, кл. 12, с. 2, опублик. 1967 (прототип).

899740

Составитель В. Каминский

Редактор А. Шандор Техред М. Тенер Корректор M. ШаРоши

Заказ 12098/39 Тираж 372 ° Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4