Устройство для вытягивания кристаллов из расплава

(5 Ц 5 С ЗО В 15 ОЗ СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВРДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)ОЛБСАЯИЕ ИЗОБРЕТЕ АРВИД тигель для расплава с кольцевой еверхней части. Емкость имеет сстенку с отверстием Над емкостьюран в виде шайбы, а в тигле распоформе полого цилиндра, установленотносительно дна тигля. При выращристаллов йаЗ диаметром 320 и вполучен выход в годную продукциютабл. Л.ГПроценко В.Г ИВАНВЯ КРИСполучению искусстает повышение выстройство содержит(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА(57) Изобретение относится квенных кристаллов и обеспечихода годных монокристаллов. У мкостью в его тиглем общую размещен экложен экран в ного с зазором ивании монокысотой 600 мм 90 оИзобретение относи ся к технике получения искусственных кристаллов, а более конкретно к вытягиванию кристаллов иэ расплава на затравку с подпиткой расплава твердым измельченным материалом,Целью изобретения является повышение выхода годных монокристаллов,На чертеже представлено устройство, продольный разрез.Устройство содержит камеру роста 1 в которой размещены тигель 2 с расположенной коаксиально его верхней части кольцевой емкостью 3, которая имеет с тиглем общую стенку 4. Б стенке 4 выполнены одно или несколько отверстий 5. Под кольцевой емкостью и тиглем размещены секции 6 и 7 нагревателя соответственно,На камеое 1 размещен питатель 8 для подачи измельченного материала в емкость 3. Над кольцевой емкостью 3 установлЕн экран 9, выполненный в форме шайбы, наружный диаметр которой равен наружному диаметру кольцевой емкости 3, а внутренний - внутреннему диаметру тигля 2, Экран 9 подвешен на регулируемых по высоте тягах 10 и имеет отверстие 11 для размещения питателя 8, В тиле 2 расположен экран 12, выполненный в форме полого цилиндра. Экран 12 установлен с зазором 13 относительно дна тигля 2. Наружный диаметр экрана 12 составляет 0,99-0,998 внутреннего диаметра тигля, а вь,соту выбирают из соотношения,Но Нэ Нт,где Но - расстОЯние От дна тиГлЯ 2 ДО Оси отверстия 5;Нэ - высота экрана 12;Н - высота стенки тигля 2,Кроме того на чертеже изображены затравка 14, вытягиваемый кристалл 15 и расплав 16,Работа устройства осуществляется следующим образом.В тигель 2 загружают сырье. После этого включают обе секции б и 7 нагревателя и расплавляют сырье в тигле 2. Затем соприкасают затравку 14 с расплавом 16, разращивают кристалл 15 по диаметру и вытягивают его в вцсоту при проведении постоянной подпитки измельченным материалом через питатель 8, проходящий через отверстие 1 г экране 9, подвешенном на регулируемых Тягах 10, Подпитывающий материал расплавляется в кольцевой емкости 3, Применение экрана 9 позволяет снизить температуру перегрева расплава, который через отверстия 5 в стенке 4 перетекает в тигель 2. Поток расплава стекает вниз между стенкой тигля 2 и экраном 12 ко дну тигля 2. Преимущества устройства состоят в том, что размещение в тигле экрана позволяет направить поток расплава, текущего из кольцевой емкости, в нижнюю часть тигля и в связи с этим расплав не размывает моно- кристалл, Размещение экрана над кольцевой емкостью позволяет уменьшить температуру перегрева расплава в ней, что также уменьшает вероятность подплавления монокристалла. При этом фронт кристаллизации устойчив в течение всего процесса выращивания.Указанные выше соотношения размеров как цилиндрического, так и отражающего экрана выбраны конструктивно из условий наилучшего обеспечения поставленной цели. Данное устройство было испытано привыращивании монокристаллов ЙацП) диаметром 270-320 мм, высотой до 600 мм и массой свыше 200 кг, Размеры ростовой камеры: 0950 х 1300 мм, Диаметр цилиндрического тигля - 400 мм, высота - 100 мм.Коаксиально верхней части тигля расположена кольцевая емкость, имеющая с тиглем общую стенку с отверстиями. Высота кольцевой емкости тигля 70 мм, внутренний диаметр 400 мм и наружный диаметр 450 мм, 30 Размеры экрана втигле 0396 х 110 мм. Наружный диаметр экрана, установленного над емкостью 450 мм, внутренний диаметр 400 мм, Диаметр отверстия, через которое проходит питатель для подачи шихты, со ставляет 35 мм. Экран подвешен на трехтягах из нихромовой проволоки диаметром 2 мм. Расстояние между верхней частью кольцевой емкости и экраном составляет 15 мм, Мощности бокового и донного нагрева телей, расположенных ПОД дном кольцевойемкости и дном тигля соответственно составляют по В кВт.Процесс подготовки установки к выращиванию и выращивание монокристаллов 45 состоял из следующих операций.Загружали в тигель 30 кг ИаЗ, закрепляли затравку 50 мм в кристаллодержателе, Вакуумировали обьемы ростовой камеры и сушили исходное сырье при 500 С в течение 50 24 ч. Затем повышали температуру секциинагревателя тигля до 820 С и секции нагревателя емкости до 850 С, Через 2 , после расплавления сырья в тигле соприкасали затравку с расплавом, сплавляли ее -О удаления поверхностных дефектов и подбирали равновесную температуру секции нагревателя тигля, при которой плавление затравки прекращалось, Зат"-м путем Снижения температуры этого нагревателя до 1-3 Сыч ра.Кандрвхинв оррек ап Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 аказ 34 б 8 оизводствеино-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101