КВАРЦЕВАЯ АМПУЛА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ Советский патент 1965 года по МПК C30B15/10 C30B29/42 

Известна разъемная кварцевая ампула для выращивания монокристаллов арсенида галлия из расплава по методу ЧохральскогоГреммельмайера, которую герметизируют с помощью галлиевого затвора, требующего создания противодавления.

Ампула состоит из двух разъемных частей. Верхняя часть снабжена отростком для мышьяка, который используется в качестве летучего элемента, и системой магнитного перемещения затравки.

С целью многократного использования ампулы и герметизации ее металлическим мышьяком, прел1,ложено в области сочленения разъемных частей установить холодильник, а над ним печь сопротивления. В верхней части ампулы выполнено смотровое окно.

На чертеже изображена предлагаемая ампула, общий вид.

Корпус / ампулы укреплен на подставке 2 с графитовым тиглем 5. Ампула имеет отросток 4 для летучего компонента (мышьяка) и смотровое окно 5. В нижней части ампулы размещен холодильник 6. Затравка 7 перемещается с помощью системы магнитного подъема 8. Заданное распределение температуры обеспечивают регулировкой печи 9, индукционного нагревателя 10 и холодильника 6. Ампула соединена с фланцем 11 с помощью обычного вакуумного уплотнения /2. Вакуум-провод 13

соединяет ампулу с системой вакуумных насосов.

Перед началом работы внутренние стенки ампулы и ее содержимое тщательно очищают. После сборки ампулу дополнительно очищают путем прокаливания в вакууме мышьяка при 250-300°С в течение 2-4 час (галлия при температуре 600-800°С около 2 час). При этом температура стенок ампулы все время

поддерживается 700°С. Затем температуру мышьяка повышают до 608°С. Некоторое количество его конденсируется в наиболее холодной- части ампулы вблизи холодильника. Мышьяк создает узкое плотное кольцо между

стенками кварцевых трубок амиулы и подставки. Часть мышьяка идет на синтез арсенида галлия и создание необходимого давления внутри ампулы. Интенсивный синтез происходит при температуре 1240°С.

Высокую стабильность температуры мышьяка обеспечивает мышьяковый отросток, удаленный от зоны высоких температур. На отросток надета медная толстостенная труба. Оплавление затравки и вытягивание монокристалла наблюдагот через смотровое окно.

После получения монокристалла мышьяковое уплотнение перемещается путем прогрева в вакууме в нижнюю часть внутренней кварцевой трубки. Ампула пригодна для повторного

Предмет изобретения

1. Кварцевая ампула для выращивания монокристаллов арсенида галлия из расплава галлия, состоящая из двух разъемных частей, из которых верхняя снабжена отростком для размещения мышьяка в качестве летучего комнонента м системой магнитного перемещения затравки, отличающаяся тем, что, с целью многократного использования ампулы и герметизации ее металлическим мышьяком, в области сочленения разъемных частей установлен ледяной холодильник, а над ним печь сопротивления.

2. Ампула по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя часть ее снабжена смотровым окном.