Устройство контроля положения фронта кристаллизации Советский патент 1991 года по МПК C30B15/20 

Kil-

otjсо

со

-sj

Изобретение относится к выраищ- )аиик) монокристаллов нз расплава и 1Йожет использоваться п производстве , Ьоликристаллнческих и аморфных спит- koBo

Цель изобретения - упрощение конт роля положения фронта кристаллизации,

На чертеже представлена схема устройства кристалли: ации из распла™

«

Устройство содержит катушку 1 ин.уктивности, подвеску 2 катунщи, датчик 3 положения катушки, привод 4 катушки, блок 5 управления приводом, 5лок 6 измерения электрических параметров катушки, индикатор 7 положения lipoHTa кристалл из auifflf нагреватель 8, гигель 9 с расплавом 10 и фронтом 11 кристаллизации и кристалл 12. I Устройство работает следующим об разом.

В исходном состоянии катушка 1 ин цуктивности, укрепленная на подэеске 2, находится вне полости нагревателя 8. В полость нагревателя 8 устанавливается тигель 9 с шихтой. После включения нагревателя в тигле образу ется расплав, При создании темпераг турного градиента (пу-тем перемещения тигля или его рхлаждения) из распла- JBa 10 начинает расти кристалл 12, при этом фронт 11 кристаллизации перемещается вдоль оси тигля. С на ; чалом процесса кристаллизации блок 5 включает привод 4, которьй вводит ;катушку 1 в полость нагревателя 8 И I подвигает ее вдоль оси тигля 9с Iпомощью подвески.2, являющейся связующим кинематическим звеиом между приводом и катушкой и фиксирующей ее положение относительно оси тигля, ;Координата катушки при этом измеря- 1ется датчиком 3 положения кату1ш и, соединенным с входом индикатора 7 положения фронта кристаллизации. Во время движения катушки вдоль оси тиг- ля ее индуктивность и/или сопротивление непрерывно измеряются связанным с ней блоком 6 измерения электрических параметров. При пересечения катушкой фронта 1 кристаллизац1ш ее индуктивность и/или сопротивление меняются скачкообразно из-за различия в электропроводности расплава и кристалла при этом на выходе блока 6 появляет- ся сигнал, поступающий на второй вход индикатора 7. Этот сигнал фиксирует в индикаторе 7 текущее значение ко

катушки, поступившее с датчика 3 положения катушки в качестве координаты фронта кристаллизации. В эт от момент с вьгхода индикатора направляется сигнал на вход блока 5 управления приводом катушки, которьй реверсирует привод и возвращает ка- Тушку в нсходное положение, после чего привод выключается до поступления очередного сигнала на проведение измерения. Для большинства процессов кристаллизации отношение времени пребьшания катушки в полости нагревателя к паузе между изменениями менее 1:10.

При движении катуипси сверху и Пересечении ею границы расплава с газом а1И вакуумом также происходит скачкообразное изменение электрических параметров катушки. Этот сигнал может быть использован в качестве |Важной дополнительной информации о процессе - положен ии уровня расплава что необходимо для МОДРЯИ управления процессом. Однако реверс движения катушки должен включаться, как было указано вьше, после пересечения фронта кристаллизацииJ т.е. после второго сигнала,

При движении, катушки снизу первый скачок ее параметров происходит при пересечении фронта кристаллизации. Поэтому, если необходима информация об уровне рас5глава, катушка должна продвигаться дальше вверх до появления второго скачка и после этого реверсироваться,

В горизонтальном и вертикальном вариантах зонной плавки в зависимости от направления движения катушка вначале пересекает фронт кристаллизации, а затем границу плавления исход його материала или наоборот. При это может быть получена информация не только о положении фронта кристаллизации, но и о длине зонь расплава и оставшемся I объеме исходного материала, что необходимо дпя модели управления процессом. Последовательность переключений привода катушки анало-, гична рассмотренным выше.

Формула изобретения

Устройство контроля положения фронта кристаллизации, содержащее электропривод -с блоком управления, индикатор положения фронта кристаллизации, отличающееся

31/.0

тем, что с целью упрощения контроля, оно допол|1нтельно содержит подвеску с катушкой индуктивности, расположенную соосно с нагревателем и тиглем с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси нагревателя, блок измерения электрических параметров и датчик положения катушки, при этом людвеска катушки кинематически

1937-

связана с датчиком положения катушки и с электроприводом, один из йходов индикатора положения фронта кристаллизации подклшчен через блок измерения электрических параметров к катуу ке, другой вход соединен с выходом

10

датчика положения катушки, а выход с входом блока управле1гий электроприводом.

Изобретение относится к устройству определения положения фронта кристаллизатДии,, используемому при кристаллизации кристаллов методами зонной плавки Бриджмена-Стокстаргера с целыо упрощения контроля положения фронта крист.аллизаггии. Устройство со дepжIiт нйгреватель 8, тигель 9 с расплавом 10 и фронтом 11 кристаллизации, кристалл 12, подзеску 2 с катушкой 1 индуктивности, расположенную соосно с нагреват.елем и тиглем с возможностью Еозвратио-поступательиого перемещения относительно нагревателя 8, при этом подвеска 2 катушкм 1 кинекати чески связана с электро17риводом 4 и датчиком 3 положенгш , вход электропривода Д связан с выходом блока 5 управления приводом, вход ко торого соедин ен с вьтходом индикатора 7 положения фронта кристалльгзацнИ;, один из входов V ЭТОРОГО связан с ВЫ ходом датчика 3 положения катушки, а другой подключен через блок измере- ник э шктрических пап,лметров к кату- ткй 1 ИНДУ к тиз нести, .1 ил.