Установка для ориентированной резки монокристаллов
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 766685 28 О 5/04 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТО МУС ВИДЕТЕЛ ЬСТ(54) УСТАНОВКАНОЙ РЕЗКИ МОНО(57) Использованирентгендифрактомки и ориентированкристальных матер ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАН- КРИСТАЛЛОВ е: в оборудовании для етрической ориентировной резки слитков моно- алов, преимущественно лов, вклю т (дифрак- иентирую- тгеновскозь между 1(56) Авторское свидетельство СССРЪ 443431, кл. Н 01 1 7/68, 1974.Авторское свидетельство СССРМ 364129, кл, В 28 О 5/00, 1971.Боид В.Л. Технология кристаллов,Недра, 1980, с.171 - 177,Изобретение относится к оборудованию для рентгеноструктурного анализа монокристаллов и их механической обработки, в частности к рентгендифрактометрической ориентировке и ориентированной резке слитков полупроводниковых материалов, и может быть использовано в производстве монокристальных элементов полупроводниковых приборов, преимущественно при ориентированной резке слитков пластичных и хрупких полупроводниковых материалов, а также слитков с незакономерной ориентацией структуры монокристаллов по отношению к огранке слитков,Известны также установки для ориентированной резки монокристалчающие рентгеновский аппаратометр), режущее устройство и орщую приставку к гониометру ренго а и парата, при этом свя пластичных и хрупких, а также слитков с незакономерной ориентацией структуры кристаллов по отношению к огранке слитков. Сущность изобретения; установка включает режущее устройство, рентгеновский дифрактометр, ориентирующую приставку к его гониометру и подъемный столик с базовыми элементами для крепления съемных монтажных пластин, на которые переклеиваются сориентированные слитки, Новизна предлагаемого устройства заключается в том, что положение подъемного столика относительно рентгеновского гониометра Фиксировано, что, в свою очередь, допускает использование ориентирующих приставок с одной поворотной осью, расположенной под прямым углом к оси гонио метра, 1 з.п. Ф-лы, 3 ил,рентгеновским аппаратом и режущим устройством обеспечивается либо наличием согласованных базовых элементов на рентгеновском аппарате и режущем устройстве, на которых устанавливается съемная ориентирующая приставка с закрепленным в О ней слитком 1), либо непосредственным со- СЬ единением ориентирующей приставки с ( режущим устройством с помощью вспомо- (Л гательного устройства 2.Недостатки таких установок являются следствием закрепления слитка в процессе его резания в ориентирующей приставке.Во-первых, ввиду закрепления конца слитка, противоположного поверхности, по которой производится ориентировка, возникающие в процессе резания механические нагрузки распределяются по всему объему слитка, что в случае пластичных и хрупких монокристальных материалов ве5 10 20 30 35 40 45 50 55 дет к внесению в объем монокристаллов структурных нарушений. Во-вторых, крепление слитка к приставке ограничивает ди- апазон возможных направлений резания, который может быть достаточно широким в случае ориентированной резки слитков с незакономерной (не контролируемой в процессе выращивания) ориентировкой моно- кристаллов по отношению к огранке слитка. В-третый,"Исйользование ориентирующей приставки"в"качестве держателя разрезаемого слитка снижает производительность комплекса, особенно существенным такое снижение является в случае ориентированной резки слитков пластйчных и хрупких материалов, технологией резания которых предусмотрено использование станков с малыми скоростями резания, например проволочных или жилковых (химических) пил. Кроме того, использование ориентирующей приставки в качестве держателя ведет к усложнению ее конструкции ввиду необходимости сочетания высоких требований к точности ориентирующих поворотов слитка с аналогичными требованиями к жесткости конструкции и защите ее от воздействия агрессивных сред, в которых производится резание,Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является установка для ориентированной резки монокристаллов, включающая рентгеновский аппарат, режущее устройство, ориентирующую приставку к рентгеновскому гониометру рентгеновского аппарата и монтажный столик, содержащий монтажный суппорт и подъемный столик с закрепленными на его базовых элементах и идентичных базовых элементах режущего устройства монтажными пластинами. Входящая в состав комплекса ориентирующая приставка состоит .иэ двух шарнирных соединений с рукояткой, обеспечивающих необходимую для осуществления с помощью данного устройства воэможность вращения кристалла вокруг трех взаимно перпендикулярных осей Р 1Недостатками рассматриваемого устройства являются низкая производительность и высокая трудоемкость выполнения операции кристаллографической ориентировки слитков с незакономерной ориентацией монокристаллов по отношению к огранке слитка, что вытекает из отсутствия гарантии быстрого достижения ориентации слитка, отвечающей условию регистрации дифракционного отражения, поворотом каждого из двух шарниров вокруг соответствующей устанавливаемой вертикально оси, если в начальном положении слитка вектор дифракции заданного рентгеновского отражения отклонен от оси рукоятки ориентирующей приставки в произвольном направлении на угол, превышающий величину аппертуры детектора рентгеновского излучения, вероятность указанной ситуации особенно велика в случае невозможности предварительной (грубой) ориентировки слитка, предусматриваемой реализуемым с помощью устройства-прототипа способом,по рудиментарным граням роста или иным признакам.Другой недостаток прототипа состоит в снижении точности и производительности за счет переноса ориентирующей приставки с опор гониометра на опоры суппорта монтажного столика, который выполняет роль связующего элемента между рентгеновским дифрактометром и режущим устройством, при этом снижение производительности обусловлено выполнением операций освобождения приставки из опор гониометра и крепления в опорах суппорта, а снижение точности связано с погрешностями установак сверочного цилиндра в обеих опорах, а также неточностями формы и расположения перечисленных конструктивных элементов,Указанный выше недостаток прототипа связан также стем, что ориентирующая приставка последнего содержит три поворотные оси, каждая из которых в процессе ориентирования требует стопорения и характеризуется погрешностями поворотов, увеличивающими конечную погрешность кристаллографической ориентации плоско-. сти реза.На фиг.1 схематически показана конструкция и схема монтажа входящего в состав предлагаемой установки кристаллосъемника, вид сверху на дифрактометрическую стойку рентгеновского аппарата; на фиг.2 - вид А на фиг,1; на фиг.3 - схема крепления монтажной пластины на подъемном столике, выносной элемент на фиг.2.Установка включает рентгеновский дифрактометр, в пределах дифрактометрической стойки которого на плите 1 располагается рентгеновский гониометр 2 с детектором 3 рентгеновского излучения, источник 4 рентгеновского излучения, установленный на поворотной плите 5, ориентирующую приставку для кристаллографической ориентировки слитков моно- кристальных материалов, установленную на поворотной (относительно оси гониометра) плите 6, которая через переходную втулку 7 закреплена на столике образцов гониометра 2, а также вспомогательное устройство - кристаллосъемник, обеспечивающее воз10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 можность переклеивания сориентированного слитка 8 на поверхность монтажной пластины 9; являющейся связующим элементом между дифрактометром и входящим в составпредлагаемого устройства станком для резки монокристаллов.Кристаллосъемник представляет собой сборную конструкцию, один конец которой опирается на поворотную плиту 10, идентичную плите 5, а второй на подшипник 11, внешнее кольцо которого установлено во втулке 7 так, что ось его вращения совпадает с осью поворота гониометра 2 и втулки 7. Кристаллосъемник состоит из закрепленного на плите 10 кронштейна 12, подвижного относительно него по установленным вертикально линейным направляющим кронштейна 12, перемещаемого вращением винта 14 с возможностью отсчета величины перемещения по закрепленному на кронштейне 13 индикатору 15 часового типа, несущей плиты 16, опирающейся одним концом через полуось 17 на подшипник 11, а другим на верхний срез кронштейна 13 и установленной горизонтально с возможностью обеспечиваемого винтом 18 поворота (в пределах 1 - 2 угловых градусов) вокруг оси гониометра и отсчета углов поворота с помощью закрепленного на кронштейне 13 индикатора 19 часового типа, кронштейна 20, перемещаемого по линейным направляющим плиты 16 в радиальном по отношению к оси гониометра) направлении, посредством реечной передачи, на валу зубчатого колеса которого закреплен маховик 21, перемещаемого по установленным на кронштейне 20 вертикально линейным направляющим с помощью винта 22 подьемного столика 23, на горизонтальной плоскости которого установлена монтажная пластина 9. Плита 16 снабжена противовесом 24, компенсирующим нагрузки кристаллосъемника и ориентирующей приставки на столик образцов гониометра,Воспроизводимость ориентации монтажной пластины 9 относительно положения гониометра и плоскости реза режущего устройства обеспечивается установкой столика на базовые элементы.В рассматриваемом варианте конструкции базовыми элементами пластины являются его опорная (нижняя) поверхность и . три базовых штифта 25 подъемного столика 23, при этом наклоны базовой поверхности монтажной пластины 9 относительно экваториальной плоскости гониометра контролируются положением посадочной поверхности подъемного столика 23, а повороты в базовой плоскости - штифтами 25. Подъемный столик станка для резки монокристаллов снабжен идентичными базовыми элементами, причем базовая поверхность расположена перпендикулярно плоскости реза, а расположение базовых штифтов обеспечивает соответствие перпендикуляра к плоскости реза направлению перемещения пластины 9 приперемещении кронштейна 20 по направляющим плиты 16 кристаллосъемника,Посадка и съем) монтажной пластины 9 на подъемный столик 23 обеспечивается винтом 26, установленным на кронштейне столика 23 с возможностью вращения вокруг собственной оси, Вращение винта 26, головка которого представляет собой зубчатое колесо, осуществляется водном из крайних положений кронштейна 20 и столика 23, в котором зубья головки винта 26 находятся в зацеплении с зубьями промежуточной шестерни 27, закрепленной на плите 16 через полуось 28 и приводимой во вращение червяком 29, на валу которого закреплен маховик 30.Ориентирующая приставка 31, позволяющая вращать закрепленный в ней слиток вокруг оси, лежащей в экваториальной плоскости и перпендикулярной оси гониометра, установлена на подвижной относительно плиты 6 в радиальном (относительно оси гониометра) направлении платформе 32,Установка работает следующим образом.Перед ориентировкой партии слитков постоянного состава детектор 3 рентгеновского излучения устанавливают таким образом, что его входная щель расположена в экваториальной плоскости гониометра под расчетным углом (брэгговский угол отражения для заданной кристаллографической плоскости) к направлению распространения падающего пучка рентгеновского излучения, Поворотом плиты 10 кристаллосъемник устанавливают в такое положение, что направление перемещения кронштейна 20 по направляющим плиты 16 совпадает с биссектрисой угла между направлениями из оптического центра гониометра к входным щелям гониометра и детектора рентгеновского излучейия, Монтажную пластину устанавливают посадочными отверстиями на штифты 25 и фиксируют ее рабочее поло- жение, затягивая винт 26 поворотом маховика 30.Ориентируемый слиток 8 закрепляют на оси поворота ориентирующей приставки так, что ось слитка (или направление удлинения) совпадает или параллельна этой оси поворота. Перемещением платформы 32 с установленной на ней ориентирующей при10 20 25 30 35 40 45 50 55 ставкой 31 совмещают поверхность слитка 8 с оптическим центром гониометра, т.е. точкой пересечения экваториальной плоскости с осью гониометра. Облучают эту поверхность пучком характеристического рентгеновского излучения, приводят слиток во вращение вокруг оси приставки 31 и одновременно поворачивают плиту 6 с приставкой 31 вокруг оси гониометра 2. После достижения отражающего положения слитка прекращают поворотное и вращательное движение слитка, тонкими поворотами слитка вокруг осей приставки 31 и гониометра 2 добиваются максимальной интенсивности дифракционного отражения, регистрируемого детектором 3. При этом отражающая кристаллографическая плоскость устанавливается перпендикулярно экваториальной плоскости гониометра под углом к падающему и отраженному пучкам (на фиг.1 - 3 это положение условно показано направлением штриховки слитка 8), Перемещают столик образцов вдоль плиты 16 вращением маховика 21 и приставку 31 с платформой 32 навстречу друг другу, добиваясь такого положения, что слиток 8 находится над монтажной пластиной 9. Поворотом винта 22 поднимают столик 32 до образования минимального зазора между поверхностями пластины 9 и слитка 8, Переклеивают слиток 8 на поверхность пластиныы 9 и освобождают слиток из приставки 31. Поворотом маховика 21 и винта 22 переводят кронштейн в положение, в котором головка винта 26 находится в зацеплении с шестерней 27, и поворотом маховика 30 осу- ществляют съем монтажной пластины с закрепленным на ней слитком. Переносят монтажную пластину на подъемный столик станка для проволочной или химической резки и отрезают пробную пластину моно- .кристалла, Измеряют разориентацию поверхности реза относительно заданной кристаллографической плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях, одно из которых параллельно, а второе перпендикулярно опорной поверхности столика образцов. При необходимости проводят корректировку положения базовых элементов кристаллосъемника, которая осуществляется поворотами винтов 14 и 18, величины корректирующих поворотов отсчитывают по показаниям индикаторов 13 и 19, После этого проводят ориентированную резку всех слитков партии,Другой вариант предлагаемого устройства отличается тем, что на подвижной плите 32 установлена ориентирующая приставка, При этом кристаллографическая ориентировка плоскостей, наклоненных под малыми углами к оси слитка, осуществляется согласно описанию указанного предполагаемого изобретения. После достижения максимальной интенсивности отражения слиток переклеивается на поверхность монтажной пластины и освобождается от роликового зажимного устройства, Пластина 9 переносится на подъемный столик режущего устройства и режется на пластины. При этом также достигается цель настоящего изобретения.Дополнительное повышение производительности предлагаемой установки достигается включением в его состав нескольких режущих устройств, подъемные столики которых снабжены идентичными базовыми элементами для крепления взаимозаменяемых монтажных пластин 9, В этом варианте корректировка положения базовых элементов кристаллосъемника по результатам измерения разориентации плоскостей пробных срезов производится для каждого из режущих устройств и показания индикаторов 13 и 19 восстанавливаются перед переклеиванием слитков на монтажные пластины, устанавливаемые впоследствии на соответствующем режущем устройстве. В альтернативном варианте выполнения ориентированного резания с использованием предлагаемого комплекса согласование положений базовых элементов осуществляется доворотами подъемных столиков режущих устройств,Формула изобретения 1, Установка для ориентированной резки монокристаллов, включающая рентгеновский аппарат с гониометром, ориентирующую приставку, установленную на гониометре, режущее устройство и кристаллосъемник, на подъемном столике которого размещены базовые элементы и монтажная пластина, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности за счет повышения точности ориентированной резки монокристаллов, кристаллосъемник жестко закреплен на рентгеновском аппарате относительно гониометра, а подъемный столик кристаллосъемника выполнен с возможностью плоскопараллельного движения относительно оси гониометра,2, Установка по п,1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что ориентирующая приставка выполнена одноосной,1766685 9 25 16 8 Савин дакт каз 3508 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Составитель Г, АТехред М.Морге генова Корректор В. Петраш
СмотретьЗаявка
4726315, 01.09.1989
ЧЕРНОВИЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ЗАВОД "КВАРЦ", ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-3726
ШЕЛУДЬКО СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ТЕСЛЮКОВ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ТОМСОН АНДРЕЙ СЕМЕНОВИЧ, ОСАДЧЕВ ЛЕОНИД АЛЕКСЕЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: B28D 5/04
Метки: монокристаллов, ориентированной, резки
Опубликовано: 07.10.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-1766685-ustanovka-dlya-orientirovannojj-rezki-monokristallov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Установка для ориентированной резки монокристаллов</a>
Предыдущий патент: Гравитационный смеситель
Следующий патент: Устройство для чешуирования расплавов полимерных материалов
Случайный патент: Устройство определения критической частоты ионосферного канала