СПОСОБ ГАЗОПЛАМЕННОГО ОТЖИГА МОНОКРИСТАЛЛОВ Советский патент 1965 года по МПК C30B11/10 

Известны способы снижения температурных градиентов и остаточных термических напряжений, которые заключаются в передаче тепла в процессе выращивания и отжига монокристаллов от керамического тела, передающего теплоту, выделяемую нагревателем, к телу монокристалла. Однако, несмотря на это, температурный граднепт остается довольно значительным (порядка нескольких сотен градусов) и команды «задерживаются но тенловому режиму кристалла, находящегося в нроцессе отжига.

Предлагается способ отжига монокристаллов, по которому, с целью снижения остаточных термических напряжений, только что выращенный и раскаленный в своей верхней части монокристалл (без отключения кристаллизационной горелки после прекращения подачи пудры) подвергают непосредственному и равномерному нагреванию - при необходимости до - по всей его длине. Нагревают монокристалл потоком газа через расположенные в зоне отжига и открывающиеся в жаровое пространство металлические или керамические трубки с калиброваными отверстиями. Газовые струи из трубок направлены по нормали к боковой поверхности приведенного носле окончания кристаллизации во вращение монокристалла, находящегося в динамической рубащке из водорода (создаваемой действием

кристаллизационной горелки) - в случае подачи через трубы кислорода - или в кислородной рубащке - при водородном дутье. Это позволяет создавать заданную окислительную или восстановительную атмосферу отжига.

Кроме того, с целью уменьшения концентрации дислокаций в монокристалле, во время кристаллизации проводят поочередное, начиная сверху, подключение трубок, расположенных по спирал.

Данный способ иллюстрируется конкретным примером его осуи1ествления для выращивания и отжига монокрнсталлов корунда (темнература плавления ) длиной 150 мм и диаметром до 25 мм с кристаллографической ориентировкой 0 15, 40, 60, 75° и 90° в стандартной печи. В зоне отжнга были проделаны нормальные к поверхности печи (стальному кожуху и алундовой жаровой трубе) круглые отверстия, расположенные по спиральной криво: таким образом, что каждое следующее отверстие выше (или ниже) предыдущего на 12 мм, а их оси смси.1,ены в проекции на горизонтальную плоскость на 30°.

Такое расположение ornepcTHii необходимо для того, чтобы нижние отверстия не нопадали в газовую «тень, образующуюся в движущейся вниз газовой «рубашке монокристалла после каждой области горения, напротив отверстия. Чтобы лучше сохранить мехаиическую прочность муфеля, спираль, по. которой расположены отверстия, может быть разбита па две-три спирали. Диаметр отверстий в жаровой алундовой трубе 8 мм, в следующей за ней шамотной и кожухе - около 20 мм. В отверстия вставлены стальпые трубки с резьбой, па которые павинчены жароупорные стальпые наконечники от горелок с отверстиями диаметром 3,5 мм. Во избежание перегрева калиброванные наконечники углублены в тело печи (от внутренней поверхности муфеля) на 35 мм. Трубки с наконечниками вмазаны в тело печи при помощи огнеупорной глины. В стальные трубки, Б свою очередь, вмазаны - на асбесте - фарфоровые трубки, которые при помощи резиновых щлангов с надетыми на них металлическими зажимами соединены через штуцеры с ротаметром. Предмет изобретения 1.Способ газопламенного отжига монокристаллов, выращенных из порощка в водороднокислородном пламени и приведенных во вращепие без отключения кристаллизационной горелки, отличающийся тем, что, с целью снижения остаточных термических напряжений, выращенный монокристалл подвергают непосредственному нагреву через трубки, открываюидиеся в жаровое пространство. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьщения концентрации дислокаций в выращепном монокристалле, проводят во время его роста поочередное, начиная сверху, подключение трубок.