Устройство для выращивания кристаллов Советский патент 1991 года по МПК C30B35/00 

Изобретение относится к области производства монокристаллов и может быть использовано преимущественно для вьфащивания кристаллов из расплава как вертикальньми, так и горизонтальными методами,

Цель изобретения - обеспечение поворота камеры на 360 в направлв нии как продольной, так и поперечной оси, расширение за счет этого функциональных возможностей устройства и упрощение его обслуживания.

На фиг.1 изображено устройство, смонтированное для выращивания кристаллов вертикальньми методами, с горизонтальным расположением продоль ной оси 0-0 корпуса камеры, вертикальные расположением оси 0л фланцев и механизмом вытягивания, установленным на верхнем фланце.

к

На фиг.2 - устройство, смонтированts3ное для вьфащивания кристаллов вертиСОкальными методами, с горизонтальные расположением продольной оси 0-0 корфпуса камеры, вертикальным расположе.нием фланцев и механизмом вытягивания, установленным на нижнем фланце (для этого корпус камеры перемещен относительно положения, изображенного на фиг.1, вверх вдоль от 0|-0 на расстояние, достаточное для размещения механизма вытягина кия снизу камеры между се корпусом и станиной, и зафиксирован в этом положении с помощью крепежных элементов через пазы в стойках). На фиг.З - устройство, смонтированное для выращивания кристштов горизонтальными методамиj с горизонтальным расположением продольной оси 0-0 корпуса камеры, горизонтальным расположением оси фланцев, на одном из которых также горизонтально устанавливается механизм вытягивания (для этого корпус камеры повернут на 90 вокруг оси 0-0 относительно своего положения, изображенного на фйг.1). На фиг.4 - устройство, смонтированное для вьфащивания кристаллов вертикальными методами, с вертикальным расположением продольной оси 0-0 корпуса камеры, горизонтальным расположением оси Of- 0 фланцев, механизмом вытягивания, установленным на фланце одной из крьппек, и подсоединением патрубка вакуумно-газовой системы к одному из фланцев корпуса камеры (для этого корпус камеры повернут относительно своего положения, изобр женного на фиг.1, на 90 вокруг точки пересечения осей 0-0 и 0, плоскости, определяемой этими осями). Возможны и другие варианты размещения указанных элементов устройства относительно друг друга. Устройство содержит станину 1с двумя боковыми стойками 2 с вертикаль.ными пазами 3, через которые с помощью крепежных элементов 4 крепят ся опорные средства 5, снабженные кронштейнами 6 и установленные на камере роста 7, имеющей фланцы 8 для закрепления механизмов вытягивания 9 обеспечиваюпщх перемещение и вращени рабочего объекта (не показан) с зада ньми скоростями вертикально вверх ил вниз или в горизонтальном направлении в зависимости от проводимого спо соба кристаллизации и расположения камеры. Корпус камеры роста: 7 снабжен крышками 10 и 11. Через крышку 1 с псмощью токовводов 12 в рабочий объем камеры введен нагреватель 13 (резистивный или индукционный), в полости которого размещается контейнер 14. К фланцу 15 крышки 11 подсое диняется патрубок 16 вакуумно-газо- вой системы (не показана). К крышке 10 через патрубок 17 крепится смотровое oKrto 18. Опорные средства 5, выполненные в виде хомутов, охватывающих корпус камеры роста, обеспечивают (в зависимости от выбранного варианта размещения элементов устройства) возможность фиксирования камеры 7 на стоках 2 при ее повороте вокруг продольной оси 0-0 и/или оси О.ц-0;(, проходящей через центры фланцев В. Стойки 2, установленные на станине 1, соединены между собой также с помощью поперечных связок 19 (см. фиг.З), служащих также для поддержки механизмов вытягивания 9. В экспериментальном образце предлагаемого устройства камера выполнена с внутренним диаметром 590 и длиной 580 мм, высота боковых стоек станины 1840 мм, длина паза в стойках станины составляет 615 мм. I. . Работа устройства для выращивания кристаллов заютючается в следующем. 8полости нагревателя 13 устанавливается контейнер 14 с исходньм материалом (не показан), далее с помощью вакуумно-газовой системы рабочий объем вакуумируется или заполняется газовой средой до заданного давления. Затем включается нагрев установки, исходный материал расплавляется и далее в зависимости от применяемого способа выращивания кристаллов осуществляется либо вертикальное или горизонтальное перемещение контейнера 14 с расплавом в температурном поле нагревателя 13 с помощью механизма вытягивания 9(например, способ Стокбаргера), либо вытягивание затравки с растущим кристаллом из контёйн гра с расплавом (например, способ Чохральского). После окончания кристаллизации производится снижение температуры врабо чем до комнатной, напуск воз- , духа или нейтральной газовой среды в рабочий объем, если рост кристалла осуществляется в вакууме, и затем ерез переднкяо крышку 10 или один из фланцев 8 извлекается выращенный Кристалл.

Фтг.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ, включающее камеру роста, установленную на стойках, размещенные внутри нее нагреватель и контейнер для исходного материала, и имеющую снаружи фланцы для крепления механизма перемещения, смотрового окна и соединения камеры с вакуумной системой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения поворота камеры на ЗбО в направлении как продольной, так и поперечной оси, расширения за счет этого функциональных возможностей устройства и упрощения его обслу живания, стойки размещены на станине и имеют пазы, через которые с по§ мощью крепежных элементов на Камере установлены опорные средства, снабженсл ные кронштейнами. с