Способ получения монокристаллов сложных окислов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИРЕСПУБЛИК 1 б 5095 А 5 С 30 В 15 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТ А ВТОРСКОМУ СВИ 1) 3638193/262) 30.05,836) 30.02.93. Бюл 2) В,А.Асланов, И.Промоскаль О,изменеГ 4С,Скоробогатов,Стрювер и Л,А.Коваленко(56) Биллинг, Гассон, П кристаллических слитко дом вытягивания. В сб. чении монокристаллов по М.: Изд. иностранной ли 1962, с. 69-88,Конаков П.К. и др, Т обмен при получении мон М,: Металлургия, 1971,олуцение моно- кремния метоНовое в полулупроводников. тературы,пло- и массокристаллов.226-234,(54) СПОСОБ ПОЛ СЛОЖНЫХ ОКИСЛОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ лов сложных оки ление исходной индукционного э затравливание н ЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛ И УСТРОЙСТВО РЛЯ Е ния моно включающ с исполь магнитно авку, ее ристалй плавованием о поля, разраолуц лов,хты ктр зат ретение Изо выращи быть и электр водств таллов троник Изв криста ходног затравотносится к области окристаллов и может но в химической и мышленности при произ емпературных монокрис емых в квантовой элек ледую- анного ания мо пользов нной пр ысоко римен ор,алловд,стен сплов, вклматери соб выращивания моноючающий плавление исла, затравливание наащивание монокристалГОСУДАРСТВ Е Н НОЕ ПАТЕ НТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) щивание до заданного диаметра нием температуры расплава и последую щее вытягивание монокристалла, о тл и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью улучшения оптицеской однородности монокристаллов, осуществляют изме нение температуры верхней части расплава с помощью дополнительного элек тромагнитного поля над поверхностью расплава, направленного встречно электромагнитному полю, используемого для плавления шихты.2. Устройство для получения моно- кристаллов сложных окислов, включающее тигель для расплава, размещенный в основном индукторе, и установленный над ним затравкодержатель, о т л и ц а ю щ е е с я тем, цто, с це лью улучшения оптической однородности монокристаллов, над тиглем вокруг затравкодержателя установлен дополнительный индуктор, соединенный с механизмом его вертикального и горизонтального перемещения,ла до заданного диаметра с по щим его вытягиванием,Устройство для реализации д способа содержит камеру, тигел подставке, помещенный в индукт шток для вытягивания монокрист и источник индукционного нагре Разращивание монокристалла осуествляют понижением температуры раслава за счет уменьшения мощности, 11650 Э 5подаваемой от источника индукционного нагрева к индуктору.После достижения заданного диаметра мощность медленно повышают длясохранения постоянного диаметраСущественным недостатком данного способа и устройства является охлаждение всего объема расплава при разращивании.монокристалла. Действитель- щоно, с уменьшением мощности, подводи" мой от источника индукционного нагрева к индуктору, понижается темпе" ратура всего тигля и, следовательно, всего обьема расплава в целом. Это влечет за собой уменьшение эффективности его конвективного перемешивания и, как следствие, увеличение толщины диффузионного слоя вблизи фронта кристаллизации, что благоприятствует скопЛению в этом слое примеси скоэффициентом вхождения меньше единицы, Вследствие эффекта концентрационного переохлаждения скопление такой примеси в диффузионном слое ведет к 25ячеистому росту монокристалла, резкоухудшающему его оптическую однородностьНаиболее близким техническим решением является способ выращивания монокристаллов, включающий плавление исходного материала, затравливание на затравку, ее разращивание до заданного диаметра изменением температуры расплава и последующее вытягивание монокристалла.Устройство для реализации данного способа содержит камеру, тигель наподставке, размещенный в индукторе, шток для вытягивания монокристаллов и источник индукционного нагрева,кроме этого, в данном устройстве установлен дополнительный нагреватель, служащий для разращивания монокристалла и теплового экранирования егонижней части, Дополнительный нагреватель представляет собой полый графитовый цилиндр, имеющий лапы для под" соединения к токовводам, которые вмонтированы в верхнюю часть камеры. Внутри нагревателя размещена кварцевая втулка, Кварцевая втулка находится во взвешенном состоянии, касаясьрасплава. В процессе выращивания онаопускается вместе с расплавом, экра"нируя нижнюю часть растущего монокристалла, Нагреватель центрируетсяотносительно оси затравки и в началевыращивания устанавливается на рас5 11650 вокруг затравкодержателя установлен дополнительный индуктор, соединенный: с механизмом его вертикального и го-: ризонтального перемещения.На чертеже показана схема устройства для получения монокристаллов.Устройство для реализации предлагаемого способа содержит герметичную 1 О камеру 1, тигель 2, установленный на подставку 7, основной индуктор 1, затравку 5, прикрепленную к штоку 6,имеющему возможность вертикального перемещения и вращения (механизмы 15 вращения и перемещения не показаны), дополнительный индуктор 7, соединенный с источником индукционного нагрева 8, расположенный над индуктором илИ соосно с ним и имеющий возможность вертикального и горизонтального перемещения в двух плоскостях, источник индуктивного нагрева 9, к которому подключен индуктор , механизм перемещения дополнительного индукто ра 10.В примере конкретной реализации дополнительный индуктор предлагаемой конструкции был изготовлен из медной трубки диаметром 10 мм, Внутренний 30 диаметр дополнительного индуктора составлял 80 мм.Дополнительный индуктор такой конструкции был установлен в серийную установку нКристалл", на которой было проведено выращивание монокрис" таллов иттрийаломиниевого граната, активированного неодимом, диаметром до 30 мм.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.В камере 1 устанавливают тигель 2 с наплавом на подставку 7 так, чтобы его кромка находилась на одном уровне с кромкой верхнего витка индукто" ра 4, Затравку 5 прикрепляют к штоку 6, связанному с механизмом вращения и перемещения затравки, Дополни" тельный индуктор 7, подключенный к источнику индукционного нагрева 8,1165095Составитель Редактор Т.йарганова Техред М.Иоргентал Корректор М,Самборская Заказ 1090 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб, д 1/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101