Установка для выращивания кристаллов Советский патент 1974 года по МПК B01J17/06 

Изобретение относится к облает выращивания Еристаллов. В известной установке для выращивания кристаллов, работающей по методу Штобера и содержащей футерованную печь с неподвижным тиглем внутри и нагреватели, осев градиент температуры создают потоком от верхнего торцового нагре вателя через тигель в холодильник Однако при применении таких установок в процессе выращивания кристаллов (орма фронта кристаллизации не управляется, что приводит к возможности зарождения в основном блоке побочных кристаллов и образования поликристаллической структуры. Кроме того, величина осевого градиента температуры является практически нерегулируемой величиной и может не соответствовать условиям проведения процесса Во время перемещения фронта кристаллизации на высоте кристалла величина осевого градиента изменяется, что приводит к неоднородности свойств кристаллизуемого материала. По этим причинам процент выхода годны х кристаллов при выращивании в известных установках монокристаллов больших диаметров или кристаллов с соотношением высоты н диаметру менее 0,3 очень невелик. Цель изобретения - управление формой фронта кристаллизации. Для этого в предлагаемой установке на всей внутренней поверхности печи установлены секционированные нагреватели. На чертеже изображена схема описываемой установки, вид сверху, Убтановна содерЕИт нагреватели 1-4 с каждой торповой стороны

тигля и нёойолько иап{шмер три; бойОЕых нагревателей 5-7, теплоизоляцию 8 и неподвижный тигель 9

Бойовые нагреватели управляют формой фронта нриоталлизации за счет регулирования соотношения радиального и осевого тепловых потоков в кристаллизуемом материале. Осевой градиент температуры создают тепловым потоком между верхним 1,2 и нижними 3,4 торцовыми нагревателями.

Установка работает следующим образом.

После загрузки тигля и расплавления материала температуру нагревателей 1-7 подбирают тан, чтобы обеспечить необходимый температурный градиент по высоте расплава,«

Изменяя по программе температуру торцовых нагревателей 1,2 и 3,4 добиваются равномерного перемещения фронта кристаллизации по высоте расплава. Боковые нагреватели 5-7 сохраняют при этом постоянство соотношения радиальных и осевых тепловых потоков, управляя формой Дронта кристаллизации и обеспечивая ее постоянство во время всего процесса выращивания,

В момент окончания полного закристаллизовывания расплава

в самом холодном участке крисТ алла темйература должна быть не ниже температуры релаксации технических напряжений. Это полностью исключает растрескивание

полученн1й: кристаллов.

Но окончании процесса выращива ния с помощью нагревателей 1-7 создают изотермические условия во зсем объеме полученного кристалла, после чего проводят его отжиг по заданной программе.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Установка для выращивания кристаллов по методу Штобера, содержащая футерованную печь с неподвижным тиглем внутри и нагреватели, отличающаяся тел что, с целью управления формой фронта кристаллизации, на всей внутренней поверхности печи установлены секционированные нагреватали.