Графитовый нагревательный элемент установок для выращивания кристаллов Советский патент 1977 года по МПК H05B3/42 B01J17/18 

который выполняет роль подпорното. Другое кольцо 4, донное, примыкает к внутреннему цилиндру и имеет центральное сквозное отверстие для прохода контейнера или штока контейнера. Если высота цилиндров будет более, чем 0,35, а толщина донного и соединительных колец более 1,1 диаметра внутреннего цилиндра, то теряются «подпорные тепловые свойства нагревателя. То же самое происходит, если отношение диаметров внешнего и внутреннего цилиндров будет более 1,5. Если высоту цилиндров выбрать менее 0,25 диаметра внутреннего цилиндра, то зона нагрева становится настолько узкой, что при выборке расплава из тигля режим вытягивания становится неустойчивым, рост монокристалла прекращается. При толщине верхнего и нижнего колец менее 1,1 уменьшается осевой градиент температуры, рост кристалла становится неустойчивым, уменьшается выход монокристаллической части. Наименьщее значение отношения диаметров наружного и внутреннего диаметров, равное 1,05, обусловлено технически достижимой минимальной величиной зазора между цилиндрами. Если толщина стенки наружного цилиндра менее 1,2 стенки внутреннего, это приводит к снижению потребляемой мощности, у стенок тигля возможно образование центров кристаллизации, рост становится неустойчивым.

Применение предлагаемого графитового нагревательного элемента позволяет установить в системе расплав-кристалл оптимальные с точки зрения получения монокристалла температурные градиенты при выращивании кристаллов в защитной атмосфере при давлении, больше атмосферного. При этом на 10-15% уменьшается потребляемая мощность. Это позволяет уменьшить габариты камеры установки или увеличить диаметр кристалла при неизменных габаритах камеры и потребляемой мощности. В случае применения фосфида галлия на 20-25% возрастет выход монокристаллов, что дает возможность на 300- 400 руб. уменьшить себестоимость 1 кг фосфида галлия.

Формула изобретения

Графитовый нагревательный элемент установок для выращивания кристаллов, выполненный в виде двух коаксиальных цилиндров и двух колец, одно из которых соединяет цилиндры у одного торца, а другое примыкает с противоположного торца к внутреннему цилиндру, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д. за счет оптимизации температурных градиентов, соотношения размеров нагревательного элемента приняты следующими:

.05-1,2;

0,25-0,35;

О, D,

1,2-1,5; ,0-I,l,

biа

где DI - диаметр внутреннего цилиндра; DZ - диаметр наружного цилиндра; bi - толщина стенки внутреннего цилинДра;

bz - толщина стенки наружного цилиндра;

а - толщина колец; h - высота цилиндров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Сборник трудов МИИТа № 254 «Исследование тепло-массообмена в процессах получения монокристаллических полупроводниковых материалов и теплообмена в каналах, 1967, стр. 78.

2. Вильке «Методы выращивания кристаллов, 1968 г., стр. 201.

3. Труды Гиредмета, т. ХХП1, 1971, стр. 121.

У i

Т ТТТ Л

xXXA- -x J