Способ контроля процесса кристаллизации из расплава Советский патент 1992 года по МПК C30B15/24 

Изобретение относится к выращиванию монокристаллов нэ расплава и может быть использовано для контроля процессов кристаллизации поликристаллических и аморфных слитков методом Брнджменя.

Цель изобретения - повышение качества выращиваемых кристаллов.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит тигель 1, кристалл 2 г границей 3 раздела фаз, расплав 4, диск 5, вал 6, нагреватель 7, датчик 8 крутящего момента, привод 9 вращения диска, привод 10 линейного перемещения диска и датчик 1 1 положения диска.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом .

В полость нагревателя 7 устанавлн- нается тигель 1 с шихтой и затравочным кристаллом в зонной части тигля. После расплавления шихты начинается рост кристалла, для чего создается осевой «температурный градиент путем перемещения тигля вниз или изменением мощности секций нагревателя. В начале процесса кристаллизации в расплав 4 с помощью привода 10 вводится вращающийся с заданной скоростью диск 5, укрепленный на валу 6, связанном с датчиком 8 и приводом 9. Диск устанавливают на заданном расстоянии от , границы 3 расплав-кристалл, которое определяется по градуировочной зависимости крутящего момента в функции расстояния между диском и границей. При этом регистрируется положение лиска по датчику 11. По мере кристаллизации расплава диск 5 перемещается в направлении движения границы расплав- кристалл со скоростью, обеспечивающей постоянство или изменение в заданных пределах крутящего момента. Положение

г tf

ел

СО

оо Со

sl

гртницы раздела определяется пп покаяниям датчиков 8 и 1 1 и по градукро- почцом зависимости крутя1ч то момента 01 расстояния между диском и границей м гплап-кристалл. В конце процесса кристаллизации диск извлекается из

ТИГЛЯ .

Гртдуцрояочную зависимость крутя- МОМЕНТА в функции расстояния

между диском и границей раздала фа от грел«л жег следующим образом. В тигель г расплавом диаметром, например АО мм, пподя диск диаметром, например,35 мм, нрлщающнйся со скоростью 30 оС/мин, и опускают его до соприкосновения с кристаллом, которое отмечают по скачку момента на валу диска. Затем постепенно поднимают диск и через каждые 0,5 мм измеряют крутящий момент. Ус- 1анайливают днгк на заданном расстоянии от границы раздела фаз (например 1-2) и ведут процесс кристаллизации. Абсолютная погрешность определения положения границы расплав-кристалл при использовании данного способа составляет +0,5 мм.

Вращение диска в плоскости, параллельной границе раздела фаз, не создает ударных волн на фронт кристаллн- зацнн, тем самым данный способ контроля не вносит Шумов л механизм кристаллизации.

Формула изобретения Способ контроля процесса кристаллизации из расплава путем введения по осевой линии тигля в расплав зонда в виде диска, перемещения диска к границе раздела расплав-кристалл, с одновременным сообщением ему дополнительного движения относительно расплава и измерением параметра, характеризующего вязкостное действие расплава на диск, при котором диск устанавливают на заданном минимальном расстоянии от границы раздела и поддерживают его постоянным по мере роста кристалла за счет поддержания постоянства величины избранного измеряемого параметра, а о положении границы раздела судят по положению диска, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выращиваемых кристаллов, дополнительное движение относительно расплава диску сообщают путем его вращения относительно тигля, а в качестве параметра, характеризующего вязкостное воздействие расплава на диск, измеряют крутящий мент на валу привода диска или на валу тигля.

Изобретение относится к выращиванию монокристаллов из расплава и позволяет повысить качество выращиваемых кристаллов. Для этого определяют положение границы расплав-кристалл путем погружения в расплав диска, . приводимого в относительное вращение с тиглем, при этом измеряют крутящий момент на валу тигля или диска, по значению которого и по положению диска определяют положение границы раздела фаз. 1 ил.

7/