Устройство для выращивания монокристаллов

Устройство для выращивания монокристаллов, содержащее герметичную камеру с поддоном, тигель с расплавом, электронагреватель с шинами питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, долговечности работы установки и безопасности ее обслуживания, оно снабжено аварийным датчиком, установленным между тиглем и поддоном, ресивером с датчиком давления и реле, установленным на шинах питания, при этом аварийный датчик соединен с ресивером, а датчик давления подключен к реле.

Изобретение относится к области выращивания монокристаллов, например, кремния из расплава, находящегося в тигле.
Известно устройство для выращивания монокристаллов, содержащее герметичную камеру, в полости которой расположены тигель, содержащий расплав исходного материала, нагреватель тигля и систему тепловых экранов [1]
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для выращивания монокристаллов, содержащее герметичную камеру с поддоном, тигель с расплавом, электронагреватель с шинами питания [2]
По мере возрастания величины загрузки тигля увеличивается опасность, возникающая при аварии, связанной с нарушением герметичности тигля. Известные устройства для защиты поддона камеры от расплава не гарантируют полное отсутствие контакта расплава с поддоном герметичной камеры.
Особенно опасны аварии в тех случаях, когда несвоевременное выключение нагревателя приводит к утечке из тигля всей массы расплава.
Расплав, например, кремния, попадая на поддон камеры, активно взаимодействует с металлом, растворяя его и образуя в нем отверстия. Это приводит к попаданию в вакуумный объем камеры воды из рубашки водоохлаждения поддона.
Контакт воды с раскаленными элементами печи приводит к интенсивному испарению и может вызвать взрыв камеры. Кроме того, происходит окисление и выход из строя всех элементов теплового узла, выполненных из углеродных материалов.
В этих условиях особенно важно в самом начале аварии (как правило, расплав вытекает через трещину в тигле не мгновенно), выключить нагреватель, заполнить камеру инертным газом и оповестить об аварии оператора, который, обслуживая несколько установок одновременно, может не заметить аварию.
Известные устройства не имеют вышеуказанных средств обнаружения аварии, сигнализации о ней и отключения нагревателя.
Поэтому аварии подобного типа на большегрузных печах весьма опасны, приводят к длительным простоям оборудования и требуют больших средств и усилий по ремонту камеры.
Целью изобретения является повышение надежности, долговечности работы установки и безопасности ее обслуживания.
Поставленная цель достигается тем, что устройство предлагается снабдить аварийным датчиком, установленным между тиглем и поддоном, ресивером с датчиком давления и реле, установленным на шинах питания, при этом аварийный датчик соединен с ресивером, а датчик давления подключен к реле.
На чертеже представлена схема устройства для выращивания монокристаллов.
Устройство содержит герметичную камеру 1, тигель 2 с расплавом, электронагреватель 3, систему 4 теплоизоляции, аварийный датчик 5, трубопровод 6, поддон 7 герметичной камеры, ресивер 8, датчик 9 давления, реле 10, шины 11 питания, устройство 12 защиты поддона.
Устройство работает следующим образом.
В герметичной камере 1 расположены тигель 2, содержащий расплав, электронагреватель 3 и система теплоизоляции 4. Под тиглем 2 расположен аварийный датчик 5, связанный трубопроводом 6, герметично уплотненным в поддоне 7 герметичной камеры 1, с ресивером 8, на котором установлен датчик 9 давления. Токовый выход датчика 9 давления подключен к входу реле 10, осуществляющего подачу напряжения по шинам 11 питания к электронагревателю 3.
В случае нарушения герметичности тигля 2 в результате образования трещины расплавленный материал попадает на аварийный датчик 5, диаметр которого соизмерим с диаметром тигля 2 и, минуя его, начинает заполнять устройство 12 защиты поддона.
Первые капли расплава нарушают герметичность аварийного датчика 5. Инертный газ из ресивера 8 под давлением интенсивно поступает в герметичную камеру 1 по трубопроводу 6. Давление газа в ресивере 8 падает. Срабатывает датчик 9 давления, посылая сигнал на реле 10, которое отключает напряжение, подводимое к электронагревателю 3 по шинам 11 питания и подает сигнал об аварии.
Данное устройство позволяет своевременно обнаружить утечку из тигля расплава и выключить нагреватель, что предотвращает возникновение на установках опасных ситуаций, снижает простои оборудования, связанные с ремонтом поврежденных узлов, повышает надежность работы установок, безопасность их обслуживания, тем самым повышая эффективность производства.
Устройство для выращивания монокристаллов, содержащее герметичную камеру с поддоном, тигель с расплавом, электронагреватель с шинами питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, долговечности работы установки и безопасности ее обслуживания, оно снабжено аварийным датчиком, установленным между тиглем и поддоном, ресивером с датчиком давления и реле, установленным на шинах питания, при этом аварийный датчик соединен с ресивером, а датчик давления подключен к реле.