Способ управления процессом выращивания монокристаллов из расплава

 

1щ859490

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз боветских

Социалистических

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.12.79 (2!) 2856546/22-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5!) M. Кл з

С ЗОВ 9/00

G 05D 27/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 66.0! 2-52 (088.8) (43) Опубликовано 7..07. .82: Бюллетень № 25 оо делам изобротеиий н открытий (45) Дата опубликование описания (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩКВАНИЯ

МОНОКРКСТАЛЛОВ КЗ РАСПЛАВА

Изобретение относится к способам управления процессом выращивания монокристаллов из расплава и может быть использовано при выращивании тугоплавких кристаллов различными методами.

Известен способ управления процессом вь!ращивания монокристаллов из расплава, включающий регулирование мощности нагрева и скорости перемещения кристалла по заданной программе .(1).

Недостатком данного способа является отсутствие обратной связи по параметрам процесса, а заданная заранее программа управления не учитывает всех возмущений, действующих на процесс, и вызывающих дефекты в кристалле.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления процессом выращивания монокристаллов из расплава путем регулирования мощности нагрева и/или скорости перемещения кристалла с обратной связью по результатам измерения диаметра растущего кристалла (2).

Недостатком известного способа является отсутствие в процессе выращивания информации о возникновении структурных дефектов в кристалле, образующихся

Ьследствие неоптимальности ряда параметров процеСса, в частности температурных градиентов, Цель изобретения — повышение структурного совершенства монокристаллов.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе выращивания измеряют интен5 сивность импульсов акустической эмиссии, возникающих в монокристаллах при образовании в нем структурных дефектов, в зависимости от которой регулируют мощность нагрева и/или скорость перемещения

10 кристалла.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа управления процессом выращивания монокристаллов из расплава.

I5 Устройство содержит тигель, 1 с расплавом 2, кристалл 3, преобразователь 4 аку- стической эмиссии в электрический сигнал, привод 5 перемещения кристалла, первый нагреватель 6, второй нагреватель 7, источ20 ники 8 и 9 питания, регуляторы !О и 11 мощности, подводимой к нагревателям, усилитель 12 импульсов акустической эмиссии, блок 13 измерения интенсивности импульсов акустической эмиссии, регулятор 14

25 скорости перемещения кристалла, электродвигатель !5 привода кристалла, Способ осуществляется следующим образом.

В процессе выращивания монокристалла, Зо например лейкосапфира, непрерывно изме859490

Формула изобретения

Составитель В. Федоров

Техред А. Камышникова

Корректор Н. Федорова

Редактор Л, Письман

Заказ 2009 Изд. № 182 Гираж б0 !1однисное

11ПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау1иская наб., д. 4/5 г

ППП, П атеит рнется интенсивность импульсов акустической эмиссии. Если кристалл 3 растет без структурных дефектов, на выходе преобразовазеля 4 акустической эмиссии сигнал отсутствует на входах регуляторов 10 и 11 мощности, подводимой к нагревателям 6 и

7, и регулятора 14 скорости перемещения кристалла отсутствуют корректирующие сигналы.

Если при росте кристалла 3 происходит образование структурных дефектов, в нем возникают импульсы акустической эмиссии, которые воспринимаются преобразователем 4. Электрические импульсы с выхода преобразователя 4 поступают на вход усилителя 12 и далее — в блок 13 измерения интенсивности импульсов акустической эмиссии. Сигнал с выхода блока 13 измерения интенсивности импульсов акустической эмиссии, пропорциональный измеренной интенсивности, воздействует на регуляторы

10 и 11 мощности первого и второго нагревателей. Соотношение мощностей устанавливается таким образом, чтобы уменьшить температурный градиент в кристалле 3. Одновременно сигнал с выхода блока 13 измерения интенсивности импульсов акустической эмиссии поступает на регулятор 14

4 скорости перемещения кристалла 3, уменьшая скорость электродвигателя 15.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить число кристаллов вы5 сокого структурного совершенства с 60 до

85 — 90%, что дает большой экономический эффект.

Способ управления процессом выращивания монокристаллов из расплава путем регулирования мощности нагрева и/или скорости перемещения кристалла, отличаю15 шийся тем, что, с целью повышения структурного совершенства монокрнсталлов, измеряют интенсивность импульсов акустической эмиссии, возникающих в монокристалле при образовании в нем структурных дс20 фектов, в зависимости от которой регулируют мощность нагрева и/илн скорость пе. ремещения кристалла.

Источники информации, принятые во внимание ири экспертизе

25 1. Теоретические основы химической технологии. 1973, т. 1, № 6, с. 848 — 858.

2. Патент США № 3621213, кл. 235 — 150, 1969.