Устройство для выращивания монокристаллов из расплава

ГОСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71 Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова и Специальное конструкторское бюро Инс итута кристаллографии им А.В,Шубникова(5 б) Вильке К,Т, Выращивание кристаллов. Л.: Недра. 1977, с.341.Установка типа МЯР 1 или МЯР 2, ПроСпЕкт фирмЫ МЕТа 15 ВЕ 5 ЕагСП",54) УСТРЭЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ 1.1 СНОКРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА (57) Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов, а более конкретно к устройствам для выращивания монокристаллов из расплава, и обеспечиваИзобретение относится к устройствам для выращивания монокристаллов иэ расплава преимущественно по методу Чохральского.Целью изобретения является увеличе ние стабильности скорости перемещения кристаллодержателя при скоростях вытягивания кристаллов порядка 0,1 - 10 мм/ч.На фиг.1 схематически изображено заявемое устройство с датчиком массы тигля, о щий вид; на фиг.2 - механизм перемещения с датчиком положения кристаллодержателя; на фиг,3 - устройство с датчиком массы кристалла, общий вид; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 - вид Б на фиг,4. Ет увеличение стабильности скорости пе;- мещения кристаллодержателя при . оростях вытягивания кристаллов пс рдка 0 1-10 мм /ч, устройстео состоит из ка с нагревателем и тиглел датч;.з ";с сь л.-, сталла или тигля с бл корегче:;:; - ,:,:1" мощности нагревателя. м:хапз,;а вытг,;- вания крстаяла с датчополо; е .; кг нсталлодеожа.еля и р.г,лруеь 1 ым . аь р - приводом. Стличие эаклга тся е тс .Чт,; датчик положени криста,"лс с-. я полнен в виде двух пндукт водна иэ которых закреплена на направля; - .- щих корпуса меланиз 1 а ьытягеа ич а др.- гая - ча касатке и б;с;. р г,;с.; а н 1 соединеннаоз;есп;.п с ",.,:,ние вьода шо:а рзз.еи .-;о е .,-., с кане. Сопряжен 1:,;. по: .н -, ., - , .1 направляющих еь "о",н. н плс.мера соединена с механизмом аь; -г," через упругй элемент, 5 ил Устройство содержи 1 стону 1, утановленную на ней ,р,;стаялзационную ла. меру 2 с нагревателем 3 и 1 иглем 4, датчик 5 массы тигля 4. механизм б вытягивания кристалла 7 с регулируемым электроприводом, включающ; и двигатель 8 постоянного тока, например, ДКс талоге ератсро. е, полупроводниковый г рес браззцзтеь 10 выполненный, напри";ер, на базе линс,н" с преобразователя типа УПЛ-, и блок ,1 р . гистрации, например, Б" НИ, д , х оожения кристаллодержател-,. выпол.ано. в виде двух индуктивных личеек 12,:,а з которых закреплена на корпусе с наг; е. л дющими 13 механизма б вытягивания, а е;рая - на его аретке 14 Дь чю 5 массы тигля 4 электрически соед;с с н=гп"ьэт;- лег 1 3 через блок 15 регул 1 гг.эни= ло;.,н: сти нагревателя, Кристалгизац;:н.:ч камера 2 соединена с механизмом Ь ьь гягиьания кристалла через упругий элемент 16 ьыполненный, например, ь виде мажеты из эластичного материага или с,1 л 4 она ит.п,Устройство может быть выполнено сдатчиком 17 массы растущего кристаллан:-ч эт ин.(,ктиьных гинеек 12 дэтчкачо.О.енес к-,ис 1 эччс(деря этеля с дискре.т(ом по д.-, е в 5 м,м пгдэется через бгок11 рЕГИСтрац 1 И В ТЕЧЕНИЕ ЕСЕГО ПроцЕССаристэг,чизации в преобрэзоеэте,.ь 8 регу 1 руемого электроприесдэ Заданная скоппс ь тягиьания кристалла о,еспечиеа-; ся при помощи преобразователя 10 котос. й сравнивает два сигнала - сигнач задания и сигнал тахогенерэтора 9,,с;э овленного нэ еэлу злектподеигателя 8"1 рл нэл чии рассогласпьания скоростьэчектродеи этеля 8 аетс.этическ 11 коррек суется Погрешность поддержэ я скоро:ти вытягивания при этсм не превышает0,5.Для поддержания постоянства диаметра еыращиеаемого кристалла екчючаетсядатчик 5 массы тиля 4 с блоком 15 регулирования мощности нагревателя 3 (при схемеработы устройства с контролел массы растущего кристалла включается датчик 17 массы кристалла), При появлении сигналарэссоласоеания датчиков 5 или 17 массы5101520 25 КР 1 С аЛЛЭ ИЛИ ГИГгЯ С ЭдддНОЙ ПРОГРаммой блок 15 регул 1"оеания мощности нагревателя изме 1 яет режим питания нагревателя 3, меняя те 1 се .ым температуру е рабочей зоне, чем достигается псддержание постоянства диаметра еыращиваемого кристалла.При возникновении колебания давле.- ния в системе водяного охлаждения двустенная водоохлаждаемая кристаллизационная камера 2 изменяет в такт изменению давления воды свои геометрические размеры (в том числе и по высоте), Изменение вертикальных размеров каглеры может достигать до 0.8 мм,Упругий элемент 16, помещенный межлу ксисталлизационной камерой 2 и 4 ланцем 21 механизма 6 вытяг вания кристалла, ьосг,риниласт -э себя колебание размеров кристаллизэционной кэ;леры, препятствуя г=,:иэдиче:кол незэпрогрэ;1111 рсеанному ИЗЛЕ 1 ЕГ(И,: г(ОЛО;,ЕН 1 Я КРЛСтЭЛ,ЧОДЕРжатЕ- ля по с н и., 11 ю к тиглю. Тел са ль м стабиЧ 1и Р У Е Т С Я СО Р О С ( Ь Г Ы т Я Г К 1 Е Э Н И Я кр.;стелла и пг;шается стэ ильность рэбоы ссте;.ь:ссоэОГО кон рочя и сиг,темыгу, г руе;." .г,. ,трог(и(одаЧе;-д и" э-.орьм роцссо л г;.Истэг;лзэц, л ,еоео.1;э От еак;л е уплотнение ;8 ее,д(а штока 19 ь коис Изгционную кэ;л:р 2 Для этг.о стх;,учиьэ от гайку 22, . ы- ,ьа,т Г а:- 2. и ОС, ".СтвчяЮт прог((=,к,," Э у,1 О, Е(- и Гср одл 1 Е Сх (, .". ( Г(,д И ЧЛЭТНЬ(ИИ О 50 55 знг1 д:; г.ител.но Осесг 1-.циьэеГ ПСЬЫ.,Ени: СтаСЛЛЬНССти П:РЕМЕ(ЦЕНИЯ крл(С 1 элчс держателя1 з бр тсние позволяет пслу-ить плае ОЕ П:Рк".ЦЕИЕ КРИСтаЛЛОДЕ= КатЕЛЯ ПРИ СКОростяХ 0,1 - 1 О лЛ/Ч С ПОГЕШНССГ-Ю ПОддержэния скорости эытягиеэ ля не более 0,5 г.ула изобрет ля1. Успойс(во для вырэщ(.ения моно. криста лоь из расплава, пре 1 мущестеенчо по кетоду Чохрэчьского, содержащее станину, уст,.-ч-,ьг:-чье нэ ней кристагт изаци. онную камеу с нагревателем и тиглем, датчики мэгсы кристалла или тигля с блоком регулиооьания лоцност: нагревателя и мехэнзм вытягиьэния кристалла с датциком ПОЛОЖЕ ИЯ х РИСтаЛЛОДЕРжатЕ.ЧЯ И РЕГУЛИРУ- емым электроприводом, включающий корпус с направляюцими, шток кристаллодержателя, каретку и уплотнение ввода штока в кристаллиэационную камеру, о т л и ч а ющ е е с я тем, что. с целью увеличения стабильности скорости перемещения кристаллодержателя при скоростях вьтягиеания кристаллов порядка 0,1-10 лм/ч,1707089 10 датчик положения кристаллодержателя выполнен из двух индуктивных линеек, одна из которых закреплена на направляющих корпуса механизма вытягивания, а другая - на каретке, и блока регистрации, соединенного с регулируемым электроприводом, корпус механизма вытягивания снабжен фланцем с укрепленным в нем посредством разьемого соединения стаканом, в котором размещено уплотнение ввода штока и сопряженные поверхности каретки и направляющих выполнены плоскими.5 2. Устройство по п.1, отл ича ю щеес я тем, что кристаллизационная камера соединена с фланцем механизма вытягивания кристалла через упругий элемент.Г 5 Составитель Г,ЗолотоваТехред М,Моргентал 2 Тираж ПодписноеИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 10