Устройство для зонной очистки и слива расплава

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»i 899738 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02.06.80 (21) 2932114/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.82. Бюллетень И 3

Дата опубликования описания 25..01.82 (51)M. Кл.

С 30 В 13/00 евсудврстеенный квинтет

СССР йо делам. изобретений и отерытнй (53) УДК62 1.315. .592 (088.8) (72) Авторы изобретения

ll. Jl. Бари, В. П. Гришин, M. И. Гинзбург, Э. С. Миленин, С. П. Сахаров и Л. Ф. Федорова

Госуцарственный ордена Октябрьской Революции научноисслеаовательский н проектный институт рецквмееаллической про мышле кн ос ти "Гир еда е т

I ) (7I ) Заявитель цл (1. . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗОННОЙ ОЧИСТКф

И СЛИВА РАСПЛАВА

Изобретение относится к получению материалов высокой чистоты, в частности к выращиванию монокристаллов полупровоцниковых материалов и может быть использовано, преимущественно, в установках совмещенного процесса зонной очист.ки н послеауюшего выращивания монокриталлов по Чохральскому из очищенного материала в оцном рабочем обьеме.

Известно устройство аля эонной очист ки и слива очищенного материала в тигель, из которого осуществляется выращивание монокристалла по Чохральскому, содержащее лодочку с двойным цном, в полости которого помещен стержень, связанный с манипулятором, перемещение которого обеспечивает частичное открытие щели и слив очищенной части материала. Лодочка соецинена с толкателем аля перемещения в процессе зонной очистки Ц .

Недостатком устройства является сложность выполнения лоаочки с цвойным дном и ненапежность при ее эксплуатации иэпп г»1эчо>кного прилива капель расплава в щель, препятствующих плавному перемещению, вхоцяшего в полость цна, стержня.

Наиболее близким техническим решешением к прецлагаемому является устройство аля зонной очистки материала, включающее лоцочку со щелью в дне, свобоано расположенную на поддоне, установленном с воэможностью продольного перемещения. Поццон имеет хвостовик с продольными прорезями, алина которых должна составлять не менее 1/3 длины лодочки. В прорези помещена жестко закрепленная вилка. Лоцочка и подцон соединены с толкателем при помощи кулачков. Толкателем осуществляют совместное перемещение лоцочки и поацона на величину длины прорези в ноццоне (в процессе установки начала щели лоцочки нац тиглем, в который осуществляют слив очищенного материала) и относительный сдвиг лодочки при непоцвижном положении поццона, удерживаемого жестко закреплен899738 4 емкость 12 цля слива очищенного матеной вилкой (во время слива очишенного материала).

Д анн ая конструкция более проста и более надежна в эксплуатации, чем устройство, соцержашее лоцочку с двойным, пном jP) .

Оцнако из-за необходимости наличия прорезей достаточно большой цлины—

140 мм, при алине лодочки л440 мм в хвостовике поццона она имеет слецуюшие 10 не достатки.

M ал ая поле зн ая цлин а ло ц о чк и при большой общей плине устройства.

Сложность изготовления поцпона с алинным хвостовиком из хрупких материалов и необходимость частой замены поцаона иэ-эа поломок.

Ограничены возможности изготовления лодочки большей плины из-за ограниченной величины выпускаемых промышленнос- З тью графитовых заготовок, так как цлина лоцочки должна быть меньше цлины поддона, по крайней мере, на длину прорезей.

Следовательно, ограничена произвоцительность устройства. 25

Llewü изобретения — упрощение изгс товления устройства и повышение производительности за счет увеличения QJ!HHbl лоцочк и.

Указанная цель цостигается тем, что устройство, соцержашее лопочку, свободно расположенную на поцаоне и имеющую шель в цне пля слива расплава и установленный поп ней тигель, привод горизонтального перемещения, снабженный толкателем с кулачками, вэаимоцействуюшими

35 с лодочкой и поццоном, инцукционный зонный нагреватель и крючок, соединенный с поддоном, снабжено втулкой, свобоцнопосаженной на толкателе и соециненной с

Щ к рючк ом.

На фиг. 1 показано устройство во время проведения процесса зонной очистки; на фиг. 2 — то же, при совместном пере45 мешении лоцочки и подцона с расплавленной частью материала перец провепением операции слива на фиг. 3 — то же, во время перемешения лодочки относительно поцаона и слива материала.

Устройство включает лодочку 1 со

50 щелью 2, свобоцно расположенную на поддоне 3, толкатель 4 с запорными кулачками 5 и 6, расположенными со смешением на 90 оцин относительно цругого, о зонный нагреватель 7, крючок 8, оцин конец которого входит в отверстие 9 поцдона, втулку 10, свободно посаженную на толкателе, жестко закрепленный упор 11, риала.

Устройство работает слецуюшим образом.

B процессе зонной очистки (фиг. 1) толкателем 4 устанавливают положение, при котором кулачок 5 зацеплен за под4 пон, а кулачок 6 — за лоцочку, что исключает перемещение лодочки 1 относительно поддона 3. При этом втулка 10 расположена от упора 11 на расстоянии, соответствуюшем расстоянию от начала щели в лодочке цо оси емкости 12, в которую сливают очишенный материал. Нагревателем 7 соэцают расплавленную зону и перемещением его вцоль лодочки осушествляют зонную очистку. После проведения зонной очистки расплавляют часть очишейного материала и перемещают совместно лодочку 1 и поццон 3 (фиг. 2) цо остановки втулки 10 упором 11. Начало ше ли лоцочки нри этом расположено над емкостью 12, предназначенной amr слива очищенного материала.

Путем поворота толкателя 4 относительно оси на 90 (фиг, 3) произвоцят о расцепление кулачка 5 с поддоном 3 и цалее перемещают лодочку 1 относительно подцона 3 толкателем 4, в результате чего расплав сливается в емкость.

При этом поддон 3 остается неподвижным за счет уцержания крючком 8. После слива материала толкатель поворачивают обратно на 90 вокруг оси, и лоб дочку с поддоном возвращают в исхоцное положение (фиг, 1).

Предлагаемое устройство, включаюшее лодочку и подпои, выполненные из графита, используют в установке совмешенного процесса зонной очистки и вырашивания монокристаллов по Чохральскому в оцном рабочем объеме, при получении высокочистого германия.

Длина лоцочки в прецлагаемом уст« ройстве увеличена на 30% за счет сокрашения алины хвостовика поддона по сравнению с известным устройством, в результате чего полезный объем лодочки увеличился на 44% при оцинаковой сб.:. ей длине всего устройства. Это постигается тем, что в предлагаемой конструкции цлина хвостовика поддона с круглыми отверстиями составляет 2% от обшей длины поццона, в то время как в известном устройстве длина хвостовика поцаона с продольными прорезями составляет

32% от обшей длины поааона.

Пре пл ага е мое ус тройс тво позволяет увеличить произвоаительность за один

5 8997 процесс в 1,7 раза по сравнению с известным устройством. формула изобретения

Устройство цля зонной очистки и слива расплава, соцержашее лоцочку, свободно расположенную на поццоне и имеющую щель в цне цля слива расплава в установ- ц) ленную поцней емкость, привод горизонтального перемещения, снабженный толкателем с кулачками, взаимоцействующими с .лодочкой и поццоном, зонный нагреватель и

38 6 крючок, соединенный с tloQQoHoM, о т л ич а ю щ е е с я тек:, что, с целью упрощения изготовления устройства и повышения производительности за счет увеличения цлины лоцочки, устройство снабжено втулкои, свободно посаженной на толкателе и соединенной с крючком.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 386536, кл. В 01 Ю L7/06, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

% 583558, кл. 8 01 4 17 08, 1975 (прототип). г.ужгород,уп.Проектная,4