Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава

 

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов, а именно к установке для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава, и обеспечивает повышение качества кристалла за счет уменьшения механических нарушений. Установка состоит из станины с несущей колонкой, установленной на опорной плите, камеры роста, в которой на нижнем штоке установлен тигель, а на верхнем водоохлаждаемом штоке закреплен затравкодержатель. Штоки соединены с механизмами их вращения и перемещения, имеющими каретку, установленную с возможностью перемещения по вертикальной направляющей, и винтовую шариковую пару, гайка которой закреплена в каретке, а ходовой винт соединен с электромагнитной муфтой,взаимодействующей с электродвигателем рабочего перемещения и электродвигателем ускоренного перемещения . Отличие заключается в том, что камера верхней частью жестко связана с несущей колонной, а нижней - с опорной плитой. Камера, несущая колонна, станина и опорная плита образуют жесткий 0-образный контур. Каждьй механизм перемещения штоков снабжен дополнительной электромагнитной муфтой для соединения винта с электродвигателем ускоренного перемещения . Гайка выполнена из двух независимых частей, а каретка имеет возможность самоустановки. Верхний шток выполнен из двух коаксиальных труб, разделенных продольными перегородками на две части. Каждая из них снабжена штуцерами. Верхние торцы перегородок соединены полукольцом. Отличие состоит также в том, что установка снабжена модульными редукторами. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. с S (Л оо со О1 сд сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (б1) 4 С 30 В 15/00, 15/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3946561/31-26 (22) 09. 08. 85 (46) 23.05.88. Бюл. Р 19 (71) Институт физики твердого тела

АН СССР (72) Ю.А. Осипьян, В.А. Татарченко, Н.И. Козин, Г.С. Медько, А.N.Àâðóòèê, С.Н. Россоленко, Б.С. Редькин, В.А. Бородин, В.Н. Курдов, . Т.Н. Яловец, С.И. Столяров (SU)

А. Трифонов, И. Караризов, П. Бончев, И. Тойчийский, P. Велков, Г.Шишков, К. Морев, С. Михайлов, Н. Алексеев, Н. Латев, Х. Георгиев, Н. Шопова и Н. Атларски (BG) (53) 621.315.592(088.8) (56) Проспект Equipment for Production of Nonocrystals and Epi waters

of Gallium Arsenide Research and development crystals puller for GaAS, 1978. (54) УСТАНОВКА ДПЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ТУГОПЛАВКИХ ОКИСЛОВ ИЗ

РАСПЛАВА (57) Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов, а именно к установке для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава, и обеспечивает повышение качества кристалла за счет уменьшения механических нарушений. Установка состоит из станины с несущей колонкой, установленной на опорной

ÄÄSUÄÄ 1397555 А1 плите, камеры роста, в которой на нижнем штоке установлен тигель, а на верхнем водоохлаждаемом штоке закреплен затравкодержатель. Штоки соединены с механизмами их вращения и перемещения, имеющими каретку, установленную с возможностью перемещения по вертикальной направляющей, и винтовую шариковую пару, гайка которой закреплена в каретке, а ходовой винт соединен с электромагнитной муфтой, взаимодействующей с электродвигателем рабочего перемещения и электродвигателем ускоренного перемещения. Отличие заключается в том, что камера верхней частью жестко связана с несущей колонной, а нижней— с опорной плитой. Камера, несущая колонна, станина и опорная плита образуют жесткий О-образный контур.

Каждый механизм перемещения штоков снабжен дополнительной электромагнитной муфтой для соединения винта с электродвигателем ускоренного перемещения, Гайка выполнена из двух независимых частей, а каретка имеет возможность самоустановки. Верхний шток выполнен из двух коаксиальных труб, разделенных продольными перегородками на две части. Каждая из них снабжена штуцерами. Верхние торцы перегородок соединены полукольцом, Отличие состоит также в том, что установка снабжена модульными редукторами.

1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1397555

Изобретение предназначено для получения монокристаллов тугоплавких окислов вытягиванием на затравку из расплава по способу Чохральского и может быть использовано 1ля выращивания монокристаллов ниобата лития, танталата лития„ алнмоиттриевого граната, сапфира, рубина и др.

Цель изобретения- повышение качества кристалла за счет уменьшения механических нарушений при выращивании кристаллов, На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 — механизм пере- 15 мещения штока, общий вид, на фиг.3 винт и гайка, выполненная из двух независимых частей, затягиваемых относительно друг друга, на фиг. 4 — взаимное расположение винта, вертикальной направляющей и водоохлаждаемого штока; на фиг. 5 — механизм вращения штока; на фиг. 6 — водоохлаждаемый верхний шток и его соединение с датчиком веса, разрез А-A. 25 Установка содержит станину 1 с перемещаемой в ней телескопической колонной 2, опорную плиту 3, пилиндрическую обечайку герметичной камеры 4 с дверью 5, дно 6 и верхнюю крышку 30

7 камеры, укрепленную на кронштейне

8, Внутри камеры размещены тигель 9 с оасплавом, вытягиваемый на затравку кристалл 10, система 11 теплоизоляции тигля и кристалла, а также

35 индуктор 12, В полость камеры введе, ны верхний шток 13 и нижний шток 14., Верхний и нижний штоки перемещаются и вращаются с помощью верхнего меха низма 15 перемещения и вращения што- 10 ка и механизма 16 перемещения и вращения нижнего штока„Камера установлена на. столе 17.

Механизль перемещения штоков име45 ют ходовой винт 18 с гайкой 19, выполненной из двух независимых частей„ укрепленных в обойме 20, плавающей в каретке 21 Каретка снабжена роликами 22, катящимися по вертикальной направляющей 23,. Винт снабжен двумя эпектромагнитными муфтами 24 и 25,. Шестерни 26 служат для вращения валов редукторов, собранных из модульных редукторов 2?. Рабочее

5с перемещение штока обеспечивается электродвигателем 28, ускоренное перемещение — электродвигателем 29, В cllvсае необходимости возможно ручное перемещение штока с помощью маховика 30.

Две полуоси 31 и расширенные относительно полуосей отверстия 32 обеспечивают возможность плавного смещения обоймы с гайками относительно каретки. Внутренняя труба 33 образует канал для ввода тяги весового датчика. Две перегородки 34 разделяют полость между двумя коаксиальными трубами на две части. Двигатель 35 служит для вращения штока и передачи вращения через редуктор

36 и зубчатые колеса 37 на вал 38.

HB валу выполнены шпицевые пазы 39 для скольжения шестерни 40, находящейся в зацеплении с шестерней 41, жестко укрепленной на штоке. Полукольцо 42 соединяет верхние торцы вертикальных перегородок. Герметичная полость 43 непосредственно примыкает к датчику 44, имеющему тягу

45. Уплотнение 46 герметизирует полость весового датчика и штока, Штуцеры 47 и 48 служат для ввода и вывода воды.

Установка действует следующим образом.

Через индуктор, штоки и систему охлаждения камеры пропускают охлаждающую воду. Подают высокочастотное напряжение на индуктор 12, Увеличивают напряжения до расплавления загрузки н тигле 9. Расцепляют электромагнитную муфту 24 с винтом 18. Включают электродвигатель 29 ускоренного перемещения затравки, Через редуктор

27, шестерни 26 и электромагнитную муфту 25 вращение от двигателя передается винту 18, на который накручиваются гайки 19, перемещая вниз обойму 20 и каретку 21. При этом полуоси 31, смещаясь в отверстиях

32, гасят колебания, возникающие при работе механизма. Каретка 21 ро.пиках 22 катится па направляющей 23, перемещая при этом вниз шток 13.После того, как затравка окажется в нескольких миллиметрах от уровня расплава, двигатель 29 отключают. Включают двигатель 35, который через редуктор 36, зубчатые колеса 37 приводит во вращение вал 38, вращающий скользящую по шлицевым пазам 39 шестерню, приводящую во вращение шток

13, через шестерню 41. Затем отключают электромагнитную муфту,25, освобождая винт 18 от связи с электро40

Формула изобретения

1. Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава, включающая станину с несущей колонной, установленную на опорной плите, камеру роста с размещенным в ней индуктором, внутри которого на водоохлаждаемом нижнем штоке установлен тигель с системой теплоизоля45

3 13975 двигателем 29. Включают электромагнитную муфту 24, связывая винт 18 с электродвигателем 28, Включают электродвигатель 28 и перемещают шток до погружения затравки в расплав. Затеи

5 включают подъем штока с помощью электродвигателя 28 и начинают разращивание кристалла. Кристалл 10 через тягу 45 передает усилие датчику веса.

При этом сигнал от датчика веса поступает в 3ВМ. Сигнал датчика веса является опорным сигналом для управления процессом. По мере выработки расплава осуществляется перемещение и вращение тигля с помощью перемещения и вращения тигля, аналогичного механизму перемещения и вращения верхнего штока.

При работе установки вода поступа- 20 ет в штуцер 47 штока 13, затем по полости, отделяемой вертикальными перегородками 34 между наружной и внутренней трубами, поступает до дна штока, проходит в другую полость между 25 наружной и внутренней трубами и выходит в штуцер 48.

Предлагаемая установка позволяет получать кристаллы тугоплавких окислов более высокого качества за счет 30 резкого снижения "аппаратурной полосчатости" кристаллов и снижения числа домен, так например, уменьшает локальные неоднородности показателя преломления на полосах роста в моно35 кристаллах ниобата лития в 5-8 раз и увеличивает длину монодоменной части кристалла в 4-6 раз.

55 ции, расположенный над тиглем и состоящий из нескольких коаксиачьных труб водоохлаждаемый верхний шток, соединенный с затравкодержателем, верхний и нижний штоки соединены с механизмами их вращения и перемещения, имеющими каретку, установленную с возможностью перемещения по вертикальной направляющей, и винтовую шариковую пару, гайка которой размещена в обойме, закрепленной в каретке, а ходовой винт соединен с электромагнитной муфтой, взаимодействующей с электродвигателем рабочего перемещения и с электродвигателем ускоренного перемещения, и на верхнем штоке размещен датчик массы кристалла, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества кристалла за счет уменьшения механических наруше- ний при выращивании кристаллов, камера верхней частью жестко связана с несущей колонной, а нижней — с опорной плитой, при этом камера, несущая колонна, станина и опорная плита образуют жесткий 0-образный контур, каждый механизм перемещения штоков снабжен дополнительной электромагнитной муфтой для соединения ходового винта с электродвигателем ускоренного перемещения, гайка винтовой шариковой пары выполнена из двух независимых частей, а обойма снабжена рас 1оложенными в горизонтальной плоскости, проходящей через вертикаль- ные оси винта и каретки, двумя соосными полуосями, верхний шток выполнен из двух коаксиальных труб, полость между которыми разделена продольными перегородками на две части, снабженные штуцерами, а верхние торцы перегородок снабжены полукольцом, разделяющим полость в поперечном сечении.

2. Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена модульными редукторами, соединяющими ходовой ви нт с электродвигателем ускоренного перемещения.

1397555

1397555

1397555

Составитель Г. Золотова

Техред И.Иоргентал КорректоР М. Пожо

Редактор Н. Тупица

Тираж 365 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д, 4/5

Заказ 2645

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения монокристаллов вытягиванием из расплава с применением формообразователей и позволяет улучшить качество кристаллов за счет уменьшения асимметрии теплового поля

Изобретение относится к устройству для контроля процесса кристаллизации, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить точность контроля структуры кристаллов в процессе их выращивания

Изобретение относится к способу получения монокристаллов гадолиний-галлиевого граната и позволяет увеличить выход монокристаллов диаметром до 80 мм за счет уменьшения длины конусной части до 5-15 мм

Изобретение относится к способам выращивания монокристаллов гадо лииий-гашшевого граната и позволяет увеличить выход годных монокристаллов диаметром 105-110 мм с апот-; ностью дефектов кристаллической структуры i7 см

Изобретение относится к элект- ipoHHoft технике, производству специальных материалов для изготовления диэлектрических подложек
Наверх