Устройство для выращивания профилированных кристаллов с внутренней полостью

СОЮЗ СОВЕТСК 11 ХСОЦПАЛ 1 СТПЧЕСКИХ РЕСПУБЛП(1 с 11 ОЦЦСАЯЦК ИЗОБРКТКЯЦ ГОСУДЛРСТВЕН 11 ОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 11 АПТОРС 1(ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯПРОФИЛИРОВАННЫХ 1(РИСТАЛЛОВ С ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТЫО(57) Изобретение касается технологии полупроводниковых материалов, в частности устройства дляВыращивания профилированных кристаллов с внутренней полостью, и позволяет улучшить качество(19) ЯЗ (И) 1313027 А 1 (51) 5 ЗОВ 15 34 кристаллов и повысить производительность труда Устройство состоит из тигля с размещенным в нем пучком капилляров и расположенного на его верхнем торце формообразователя в виде коаксиальных колец с капиллярным зазором между ними. формообразователь снабжен установленным с капиллярным зазором с его внешней стороны соосным перфорированным кольцом, имеющим возможность фиксированного поворота относительно оси формообразователя, а его кольца имеют счквозные соосные отверстия 5 ип. 1 табл.10 15 20 25 30 35 40 45 50 Изобретзние касается получения профип 11 роианных монокристаллоо методомСтепаноод и мажет быть использооано напредприятиях, оырдщиодющих профилиро днные кристаллы,Целью изобретения является улучшен е качества профилированных кристаллови паоыозе ие произоодительнобти процесса,На фиг, 1 представлена схема предложенного устройства; на фиг, 2 и 3 - соосныеотзорстия о кальцдх форл 1 ообзазоодтеля; нафиг, 4 - перфорированное кольцо тз тигле; нафиг, 5 - перфорированное кольцо,Устрайсз во зклачает тигель 1 с раэл 1 ещсн;ым в нгм пучком кдпилляров 2, нал".;рхнем азца катарсГО расположен фарм цздзаодз. ь 3, С рабочей поверхностьоформаобразаодтеля 3 контактирует эаграпачный кристалл 4, с помощью которого вырдщподюз кристалл 5 с внутреннейполостью 6, Зорл 1 аабрдзооэтель 3 состоит1 з устдноо "снных с кдпиллярным зазоромкод кс 1 альных колци 8 са скВОзнымиоз зерстиями 9, С внешней стороны формообрдзаоа ел. 3 установлено перфорированное кольцо 10 с обздзооанием капиллярногоздзорд 11, Количества церфоззаций 12 опредт.ляется копичес; оом скосзных отверстий 9о кольцах 7 и 8:рормоабрдэавдтеля 3,) стгзойстоо;-;дтзатдет следующим образа 1.В тигель 1 доме дают исходное сырье.1 д оерхий торец кдпилпярного пучка 2 уст "ядвлиод от 1 дпилппрный формообразовдтель 3. Устр истое о сборе помещают ондгреодтепьнь й злзле 11 т, е показан). Темпсрэтурд тиглд подн 11 мд;зтся да расплавления сырья о т 1 гле 1. К верхнему торцукдпилпярнога формоабрдзо ателя 3 подво;,ится здграоо 1 ый кристалл 4, диаметр котарозо расея ипи больше диаметра кольца7, Перфорация 12 герфарировдннога кольца 10 соззмещдезся с отверстиями 9. Здтраоачный кристдп 1 4 подплаоляется индчиндется рост иэделия, Благодаря наличи а отверстий 9 и их совпадению с перфордцией 12 капьцд 10 даопенз 1 е о полости 6(фиг, 1) равно ндрузкному давлению в ростовой камере -орлзп кристалла не изменяется.После получения изделия эдпднной длины перфорированное кольцо 10 поворачивается таким абгзззом, чтобы отверстия 9 несаопаддпп с пе 1 зфордцией 12. В этол 1 случаетззсппав каг ипппрными сипдми затягивается в кдпиппярный эдзар 11 между перфорираззанныл 111 кольцам 10 и кольцом 7формообразоодтеля 3. Полость 6 оказываетСЯ ИЗОПИЗОВД Н НОЙ ПЗ 1 ПО 1 лГЗЩИ ТаКОГ 0 ЖИД костного затвора, по мере роста изделия давление о ней падает, Перепад наружного и внутреннего давления приводит к изменению формы вплоть до полного здхлспывания полосги 6, после чего кольцо 10 пооорачиодется таким образом. чтобы отверстия 9 совпадали с перфорацией 12, Открыва,отся отверстия 9, при этом жидкостный затвор перестает действовать. и процесс выращивания повторяется П р и м е р. Выращивают монокристаллические пробирки из корунда наружного диаметра 8 мм, внутреннего 5 мм, длиной 40 мм, Для получения изделий используют молибденовый тигель диаметром 80 мм ц высотой 80 мм, В крышке тигля закреплвот пучок молибденовых капилляров, на верхний торец которого устанавливают капиллярный формообразователь со следующим геометрическими размерами: диаметр кольца 7 - 8 мм, толщина стенки 0,5 мм; внутренний диаметр перфорирооанного кольца 10-10 мм: диалетр отверстий 9 - 3 мм, количество отверстий четыре, размер перфорации 12-3 мм, количестоа прорезей четыре, высота колец 7 и 8 - 6 мм; высота перфорированного кольца 10 - 4 мм.В тигель 1 помещают исходное сырье в виде отходов Вернейлевского производства корунда, Нд верхний торец капиллярного пучка 2 устанавливают капиллярный формообразооатель 3. Устройство в сборе помещают о индуктор, установленный о камере высокочастотной установки типа "Кристалл 606", Кольцо 10 фиксируют в экранной теплоизоляции, устанавливаемой над тиглем (не показана) в положении, при котором перфорации о кольце совпадают с отверстиями 9 в кольцах формообразователя, После предварительной откачки и заполнения ростовой камеры инертным газом температура тигля поднималась до расплавления сырья о тигле (Т=2050 С). К верхнему торцу формообразователя 3 подводят затраоочный кристалл 4 диаметрол 12 лм. Проводят затраоление и выращивание кристалла до заданной длины. После этого поооротолз тигля или перфорированного кольцд 10 отверстия 9 соол 1 ец 1 ают с глухой стенкой, При этом о зазор между кольцом 10 и кольцол 1 7 капиппярнь 1 ми силал 1 и затягивается расплав. Полость 6 о с 11 стеме кристалл - фармообразаодтель изолируется от наружной атмосферы пленкой расплава, по мере роста кристалла о нем растет разряжение, которое приводит к изменению фарл 1 ы кристалла вплоть до полного замыкания профиля. Затем выполняется обратный поворот кольца 10 да совмещения отверстий 9 с перфорацией 12, и процесс выращивания104 1, 105 5 10 - 5 10 510 - 110 2,8 25-30 1-2 25-30 15 - 17 повторяется. При длине изделия 40 мм ирабочем ходе штока 1000 мм е одном процессе удается получать до 15-17 изделий заодин цикл выращивания. 5 В таблице приведены сравнительные данные по качеству иэделий, полученных сПлотность дефектоо:одиночных 2 дислокаций, см смпротяженность границ блоков, смНеконтролируемоеизменение диаметрарастущего кристалла,%Количество изделийза один цикл выращивания Формула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛОВ С ВНУТРЕНЕЙ ПОЛОСТЬЮ, включающее тигель с размещенным в нем пучком капилляров, и расположенный на его верхнем торце фармооб разо ватель в виде коаксиальных колец с капиллярным зазором между ними, отличающееся тем, что, с применением устройства аналога прототипа и предлагаемого устройства,(56) Патент США М 3915656,кл, 23 - 301, от 1975.Авторское свидетельство СССРМ 762256, кл. С 30 В 15/34, 1978. целью улучщения качества кристаллов и повышения производительности процесса, формообразоеатель снабжен соосным перфорированным кольцом, установленным с капиллярным зазором с его внешней стороны и имеющим возможность фиксированного поворота относительно оси формообраэователя, а его кольца имеют сквозные соосные отверстия,