Способ определения формы и кривизны фронта кристаллизации

ц 479486 Яавв Советских Совиалистичесиих Реслубликрисоединением зая Государственный комитет Совета Министров СССР ло иолам изобретений 23) Приоритет 3) УДК 669.046-172(088.8) иковано 05,08.75. Бюллетень29 и открытии ата опубликования описания 18.11.754) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ И КРИВКР ИСТАЛЛ ИЗАЦИ И ФРОНТА переменразнымамплитбой. ия волнообразной форм ации эоздействие ультра ами повторяют после из исталлизации, прнводяще ивизны онта к исталли мпуль талли лнооб талли Изобретение относится к способам получения информации о кривизне и форме фронга кристаллизации при выращивании монокристаллов направленной кристаллизацией метода 1 ми Чохральского и бестигельной зонной плавки.Известеи способ определения формы и кривизны фронта кристаллизации при выращиваяни монокристаллов направленной кристаллизацией расплава, включающий воздействие на фронт кристаллизации ультразвуковыми импульсами частотой 30 - О Мтц и сравнение амплитуд отраженных импульсов с эталонной амплитудой, полученной отражением импульса от плоского фронта кристаллизации.Известный способ позволяет рассчитать величину кривизны в зависимости от расстояния между источником ультразвука и фронтом кристаллизации.Однако извеспный способ не позволяет определить направление выпуклости (знак кривизны) фронта кристаллизации и не может быть применен для анализа фронтов кристаллизации, имеющих волнообразную форму. Кроме того, известный способ аозволяет аналитически рассчитать кривизну фронта кристаллизации только при априорном знанви формы фронта.Цель изобретения - определение знака кривизны фронта кристаллизации - доститается рев, С, Н. Грачев, Е. В, филипчИльченкоудового Красного Знаменизический институт ем, что на фронт кристаллизации по о воздействуют двумя пучками с глами расхождения и сравнивают ы отраженных импульсов между со С целью выявленыфронта кристаллиззвуковыми импульсменения условий кр0 го н увеличению кр фр Рзации.Сравнение амплитуд отраженных исов до и после изменения условий крис зации позволяет уточнить форму (во разная или сферическая) фронта крис зации.П р и м е р 1, Монокристалл Я диаметром30 мм выращивают зонной плавкой на затравке сечением 4 р,4 мм и длинной 100 мм, 11 а 0 холодный конец затравки наклеивают пьезоизлучатель - кварц х-среза сечением 4 М 4 мм и толщиной 0,18 мм. Пьезоизлучатель возбуждают попеременно от двух независимых генераторов, частоты которых могут подстраиваться в пределах 45+2 и 75+2 Мтц, т. е. на третьей и пятой гармонистке пьезоизлучателя у 1 казанной толщины.Угол расхождения луча 20 для частот 45и 75 Мтц составляет: 6 и: 4 соответ ственно,Редактор Т. Шарганова Корректор Т, Гревцова Заказ 2817/2 Изд. Мо 956 Тираж 782 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Для упрощения анализа для каждого угла расхождения луча отбирают только те амплитуды отраженных импульсов, которые соответствуют одному и тому же значению эталонной амплитуды.Соотношение А,/Аз между амплитудами импульса луча с меньшим (А,) и большим (Аг) углом расхождения для фронта, выпуклого в сторону расплава, и франта, выпуклого в сторону монокристалла, при длине кристалла к=100 мм и радиусе кривизны г= =25 мм составляет = 37,5 и 0,18 соответственно,Таким образом, сравнение, величин А 1 и А 2 однозначно определяет знак кривизны фронта кристаллизации,Абсолюгное значение радиуса кривизны вычисляют по формуле:Амакс/А 1= (212 + 1) з,где Амакс - эталонная амплитуда;1 - кривизна фронта кристаллизации;г - длина выращенного монокристалла, Знак плюс в формуле соответствует фронту кристаллизации, выпуклому в сторону расплава, а знак минус - фронту, вьппуклому в сто ону монокристалла.р(имер 2. Луч с большим утлом расхождения можно получить также при втором отражении от холодного конца затравки.Для этого в монокристалле возбуждаю 1 ультразвуковой пучок, который, дойдя до фронта кристаллизации, отражаегся в виде пучка, угол расхождения которото определяется кривизной фронта кристаллизациями, Этот пучок, в свою очередь, отражается от холод- ното конца затравки как от плоского зеркала, образуя пучок с большим углом расхождения, который вторично отражается от фронта кристаллизации. При увеличении кривизны фронта кристаллизации увеличивается и угол расхождения второго отражения, С увеличением угла расхождения амплитуды отраженных импульсов 5 оудут уменьшаться независимо от формыфронта кристаллизации, но по мере увеличения угла расхождения скорость уменьшения амплитуды для сферического франта будет монотонно возрастать, в то время как при 1 О волнообразном фрояте она начинает уменьшаться, начиная с того момента, когда расходящийся пучок начинает охватывать участки с изменяющейся кривизной, Пробное воздействие производят поэтапно, постепенно 15 увеличивая угол расхождения луча, и определяют яа каждом этапе разность амплитуд.Предмет изобретения1, Способ олределения формы и кривизны 2 О фронта кристаллизации при выраш/иваниимонокристаллов направленной кристаллизацией расплава, включающий воздействие на фронт кристаллизации ультразвуковыми импульсами с последующим сравнением ампли туд отраженных импульсов с эталонной амплитудой, полученной отражением импульса от плоского фронта кристаллизации, отлич а ю щ и й с я тем, что, с целью определения знака кривизны фронта кристаллизации, на ЗО него попеременно воздействуют двумя пучками с разными углами расхождения и сравнивают амплитуды отраженных импульсов между собой.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что, с целью выявления волнообразной формы фронта кристаллизации, воздействие ультразвуковыми импульсами повторяют после изменения условий кристаллизацииприводящего к увеличению кривизны фронта кристал лизации.