Устройство для выращивания профилированных кристаллов с внутренней полостью

 

Изобретение касается технологии полупроводниковых материалов, в частности устройства для выращивания профилированных кристаллов с внутренней полостью, и позволяет улучшить качество кристаллов и повысить производительность труда Устройаво соаоит из тигля с размещенным в нем пучком капилляров и расположенного на его верхнем торце формообразоватепя в виде коаксиальных колец с капиллярным зазором между ними. Формообразователь снабжен уаановленным с капиллярным зазором с его внешней стороны соосным перфорированным кольцом, имеющим возможноаь фиксированного поворота относительно оси формообразоватепя, а его кольца имеют счквозные соосные отверстия 5 ил. 1 табл.

СОЮЗ COGETCVIIX

СОЦПАЛ11СТПЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВ ЕН110 Е ПЛТЕНТП О Е

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕЦТ СССР) IC АПТОРСЕОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3882027/26 (22) 10.04.85 (46) 15.11.93 Бюл. % 41-42 (72) Андреев ЕП. Литвинов ЛА; Пищик В.В. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

ПРОФИЛИРОВАННЫХ l(PPICTAJUlOB С ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТЫО (57) Изобретение касается технологии полупроводниковых материалов, в частности устройства для

Выращивания профилированных кристаллов с внутренней полостью, и позволяет улучшить качество (в) SU (и) 1313027 Al (51) 5 ЗОВ15 34 кристаллов и повысить производительность труда

Устройство состоит из тигля с размещенным в нем пучком капилляров и расположенного на его верхнем торце формообразователя в виде коаксиальных колец с капиллярным зазором между ними.

Формообразователь снабжен установленным с капиллярным зазором с его внешней стороны соосным перфорированным кольцом, имеющим возможность фиксированного поворота относительно оси формообразователя, а его кольца имеют счквозные соосные отверстия 5 ил. 1 табл.

1313027

15

25

50

Изобретение касаетсл получения проф 1л11рованных лонокристаллов методом

Степанова и мажет быть использовано на предприятиях, выращивающих профилированние кристаллы.

Целыа изобретения лвллетсл улучшеIII.å качества профилированных кристаллов и повыц)ение производительнобти процесса, На фиг. 1 представлена схема предлох(еннота устройства; на фиг, 2 и 3 — соосные от )ерстил в кольцах формообразователл; на фиг. 4 — перфорированное кольцо в тигле; на фиг, 5 — перфорированное кольцо, Устрайс)во включает тигель 1 с раэмещ.иным в lif:м пучком капилллров 2, на в(-:рхнем тарцo котс рсго расположен форI", оц)азоват»; ь 3. С рабочей поверхность.о фармаобразавателя 3 контактирует эагравач ый кристалл 4, с помощью которого выращнВаЮ1 крИСтаЛЛ 5 С ВНутрЕННЕй полостью 6, Зормоабразовэтель 3 состоит 1з уст;; of "е ных с капилллрным зазором

vo 3l с!1вльных кале! 1 и 8 са сквозными

o1 г)o f) ст4!л м и 9, С в и P. LLI I! f= . стo pоl I ы фо рмообрoзoiвател. 3 уi:тà Iol|ilo!1а перфорированное I;uf».цо 10 с образованием капиллярного зазора 11, Количество перфораций 12 опре,«.ляется каличес; вом сквазньгх отверстий 9 о кольцах 7 и Б формоабраэавателя 3.

) стройстве;-; f)o)aeт следующим образам.

В тигель 1 поме дают исходное сырье. -1а верхний торец Kçïèëëÿðíoão пучка 2 ус т "яавлива от (опилллрный формообразоватзль 3. Устр:1стео в сборе помещают в наг ревательнь и зл:.:Мент, е показан). Темпсрэтура тигля поднима)тся до расплавле ил сырья в Tilгле 1. К верхнему торцу к=:пиллярнога формообразо ателя 3 подво

;,ится заграва гнь1й кгисталг. 4, диаметр коTopolo расея иги больше диаметра кольца

Р

7. Перфорация 12 перфорированного кольца 10 совтлещается с отверстиями 9. Затравочный кристалл 4 подплавллется и

Ilа гинаетсл рост иэд л,1л. Благодаря нали .и о отверстий 9 и I1x совпадению с перфорацией 12 кольца 10 давление в полости 6 (фиг. 1) равно нару)кному давлению в роста; ай камере — 1oрм.- vp:<сTäi;f.а не изменяеTсп.

После получен.1л изделия заданной длины г)ерфорирт)ванное кольцо 10 поворачиваптсл таким образом, чтобы отверстия 9 не савпадэлп с перфаргл.,ией 12. В этом случае т)басилая капилллрными силами эатлгиваетсл в капилллрный зазор 11 между перфориf) oilýа н н ыми кольцом 10 и кольцом 7 формообразователл 3. Полость 6 ОказываетСл ИЗОЛИРОВапнай ПРИ Па лпЩИ TBVOro )КИД костного затвора, по мере роста изделия давление в ней падает. Перепад наружного и внутреннего давления приводит к изменению формы вплоть до полного захлспывания полосги 6, после чего кольцо 10 поворачивается таким образом. чтобы отверстия 9 совпадали с перфорацией 12.

Открыва.отся отверстия 9, при этом жидкостный затвор перестает действовать. и процесс выращивания повторяется

Пример. Выращивают монокристаллические пробирки из корунда наружного диаметра 8 мм, внутреннего 5 мм, длиной 40 мм. Длл получения изделий используют молибденовый тигель диаметром 80 мм ц высотой 80 мм, В крышке тигля закрепляют пучок молибденовых капилллров, на верхний торец которого устанавливают капиллярный формообразователь со следующим геометрическими размерами: диаметр кольца 7 — 8 мм, толщина стенки 0,5 мм; внутренний диаметр перфорированного кольца

10-10 мм: диаметр отверстий 9 — 3 мм, количество отверстий четыре, размер перфорации 12-3 мм, количество прорезей четыре, высота колец 7 и 8 — 6 мм; высота перфорированного кольца 10 — 4 мм.

В тигель 1 помещают исходное сырье в виде отходов Вернейлевского производства корунда. На верхний торец капиллярного пучка 2 устанавливают капиллярный формообразователь 3. Устройство в сборе помещают в индуктор, установленный в камере высокочастотной установки типа "Кристалл606", Кольцо 10 фиксируют в экранной теплоизоляции, устанавливаемой над тиглем (не показана) в положении, при котором перфорации в кольце совпадают с отверстиями 9 в кольцах формообразователя, После предварительной откачки и заполнения ростовой камеры инертным газом температура тигля поднималась до расплавления сырья в тигле (T=2050 Ñ). К верхнему торцу формообразователя 3 подводят затравочный кристалл 4 диаметротл 12 MM. Проводят эатравление l1 выращивание кристалла до заданной длины. После этого поворотом тигля или перфорированного кольца 10 отверстия 9 совмещают с глухой стенкой. При этом I) зазор между кольцом 10 и кольцом 7 капилллрн1лм11 силами затягивается расплав. Полость G г системе кристалл — фармообразаватель изолируется от наружной атмосф;ры пленкой расплава, по мере роста кристалла в нем растет разряжение, которое приводит к изменению формы кристалла вплоть да полного замыкания профиля. Затем выполняетсл обратный поворот кольца 10 до совмещения отверстий 9 с перфорацией 12, и процесс выращивания

Q13P27

П редл а гае мое устройство

Аналог (патент США

¹ 3915662) Прототип

N 762256 авт, св.

Сравнительный параметр

1 ° 104 1 1ф

5 10 — 5 10

5 10 — 1 10

2,8

25 — 30

1-2

25-30

15 — 17

999 10 повторяется. При длине изделия 40 мм и рабочем ходе штока 1000 мм в одном процессе удается получать до 15-17 иэделий за один цикл выращивания.

В таблице приведены сравнительные данные по качеству иэделий, полученных с

Плотность дефектоо: одиночных 2дислокаЦИЙ, СМ СМ протяженность границ блоков, см

-1

Неконтролируемое изменение диаметра растущего кристалла, %

Количество изделий за один цикл выращивания

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

ПРОФИЛИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛОВ С

BHYTPEHJ4EA ПОЛОСТЬЮ, включающее тигель с размещенным в нем пучком капилляров, и расположенный на его верхнем торце фармооб разо ватель в виде коаксиальных колец с капиллярным зазором между ними, отличающееся тем, что, с применением устройства аналога прототипа и предлагаемого устройства, (56) Патент США № 3915656, кл. 23 — 301, от 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 762256, кл. С 30 В 15/34, 1978. целью улучщения качества кристаллов и повышения производительности процесса, формообразователь снабжен соосным перфорированным кольцом, установленным с капиллярным зазором с его внешней стороны и имеющим возможность фиксированного поворота относительно оси формообраэователя, а его кольца имеют сквозные соосные отверстия, 1313027

999 10

7,8

Составитель Г.Золотова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А,Козориз

Редактор Е.Кравцова

Заказ 3242

Тираж Подписное

НПО" Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 415

Производственно-издательский крмбинат "Патент", г, ужгород. ул,Гагарина 101