RU1443488C

RU1443488C - Device for growing profiled crystals

Info

Publication number: RU1443488C
Application number: SU874205593A
Authority: RU
Inventors: Е.И. Бутинев; Л.А. Литвинов; В.В. Пищик
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6496
Priority date: 1987-03-04
Filing date: 1987-03-04
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Изобретение относитс к технологии получени профилированных кристаллов выт гиванием из расплава и обеспечивает упрощение затравлени и повышение выхода годных кристаллов. Устройство состоит из тигл с формо- образователем и затравкодёржателем со средством захвата затравки. Последнее выполнено в виде тйг. Нижний конец т г имеет полки дл затравки. Верхний конец шарннрио присоединен к выт гиваюшему штоку. Центры т жести т г смеп(ень1 к оси тигл . На формооб- разователе размеп(ают прокладки из кристаллизуемого материала. На полках т г устанавливают затравку и опускают ее на прокладки. После оплавлени прокладки затравка опускаетс на торец формообразовател . Предлагаемое устройство обеспечивает фиксированную с высокой точностью температуру затравлени , исключает термоудары при контакте затравки с торцом формообразовател , обеспечивает надежное смачивание затравки расплавом и ее минимальное оплавление. ГТовьтгаётс выход годных кристаллов в 3 раза и уменьпгаетс врем затравлени в 18 раз. 2 ил., 1 табл. с ( (ЛThe invention relates to a technology for producing shaped crystals by melt extrusion and provides simplification of seeding and increased yield of suitable crystals. The device consists of a crucible with a former and a seed holder with a means of seizing a seed. The latter is made in the form of tig. The lower end of the drawbar has seed shelves. The upper end of the sharnrio is attached to the draw rod. The centers of gravity of the mixture (only 1 to the axis of the crucible. On the former, the gaskets are made of crystallized material. The seed is placed on the shelves of the engine and lowered onto the gaskets. After the gaskets are melted, the seed is lowered onto the end of the former. The proposed device provides a fixed with high accuracy, the temperature of the seed, eliminates thermal shock at the contact of the seed with the end face of the former, provides reliable wetting of the seed with the melt and its minimum melting. x crystals 3 times and time umenpgaets inoculated in 18 times. 2 yl., 1 tab. c ((A

Description

44

иЙЬIY

со liwith li

00 0000 00

Изобретение относитс к устройствам дл выращивани монокристаллов методом Степанова и быть исползовано в электронной, химической про мышпенности и сельском хоз йствеiThe invention relates to devices for growing single crystals by the Stepanov method and to be used in electronic, chemical industry and agriculture

Целью изобретени вл етс упрощение затравлени и повьппение выхода годных кристаллов.The aim of the invention is to simplify the seeding and to increase the yield of suitable crystals.

На фиг. I изображена схема устрой ства дл выращивани профилированных кристаллов до оплавлени прокладок на фиг. 2 - то же, после оплавлени прокладок. In FIG. I is a diagram of a device for growing shaped crystals before the gaskets are melted; FIG. 2 - the same after reflowing the gaskets.

Устройство включает тигель 1с установленными Над ним эатравкодер- жателем со средством захвата, выполненным в виде т г 2. Нижн «часть т г 2 снабжена .полками 3 дл размещени затравки 4. Верхн часть т г 2 закреплена с помощью шарниров 5 на штоке 6 выт гивающего механизма (на фигурах не изображен).The device includes a crucible 1 with a power holder mounted above it with gripping means made in the form of t 2. The lower part of the t 2 is equipped with shelves 3 for receiving the seed 4. The upper part of the t 2 is fixed with hinges 5 on the rod 6 bending mechanism (not shown in the figures).

Центры т жести т г 2 смещены к ос тигл , В тигле 1 установлен формооб- раэователь 7, на верхнем торце которого размещают прокладки 8, выполг ненные из кристаллизуемого материала Расплав к формообразователю 7 подают через систему 9 капилл рной подпитки Исходный материал в тигле I расплав л ют нагревателем 10.The centers of gravity of Tg 2 are shifted to the end of the crucible. In crucible 1, a mold 7 is installed, on the upper end of which there are spacers 8 made of crystallizable material. The melt is fed to the former 7 through a capillary feeding system 9. Initial material in the crucible I melt Heater 10.

Устройство работает следуийцим образом .The device operates as follows.

В нагреватель 10 помещают тигель 1 с системой 9 капилл рной подпитки расплава и формообразователен 7. На верхнем торце фbpмooбfJaзoвaтeл 7 размещают прокладки 8, выполненные из кристаллизуемого материала (ку- сочки выращиваемого кристалла заданной аысоты). Затравку 4, изготовленную а виде пластинки, свободно устанавливают на полках 3 т г 2. Опускаю затравку 4 на прокладки 8. После до- стижени полками 3 уровн формообра- зоватбл 7 включают выт гивающий мег канизм«A crucible 1 with a system 9 of capillary recharge of the melt is placed in the heater 10 and is shaped 7. The gaskets 8 made of crystallizable material (pieces of the grown crystal of a given height) are placed on the upper end of the nozzle 7. The seed 4, made in the form of a plate, is freely installed on the shelves of 3 g 2. I lower the seed 4 on the gaskets 8. After reaching the shelves of level 3 of the form 7, they include a pulling mecanism “

Повышают температуру тигл 1 по йадайной программе до начала плавлени прокладок 8. По мере оплавлени последних поверхность затравки 4, свободно установленной на них, плавно и медленно сближают с формообра- зоваталем 7. После полного оплавлени прокладок 8 затравка 4 ложитс на формообразователь 7 и полки 3. После контакта затравки 4 с полками 3 делают выдержку дл стабилизацииThe temperature of crucible 1 is increased according to the yadai program until the gaskets 8 begin to melt. As the latter melt, the surface of the seed 4, freely mounted on them, smoothly and slowly draws closer to the mold 7. After the melting of the gaskets 8 completely, the seed 4 lies on the former 7 and the shelves 3 . After the contact of the seed 4 with the shelves 3 make an exposure to stabilize

SS

00

55

QQ

45 45

30thirty

3535

4040

50fifty

5555

тепловых условий на фронте кристаллизации и начинают выт гивание кристалла известным способом. При этом т ги 2 самоцентрируютс на затравке 4 за счет смещенного центра т жести и наличи шарниров 5, фиксиру затравку 4 и растущий кристалл в заданном положении.thermal conditions at the crystallization front and begin to draw the crystal in a known manner. In this case, the rods 2 are self-centered on the seed 4 due to the displaced center of gravity and the presence of hinges 5, fixing the seed 4 and the growing crystal in a predetermined position.

Пример. Выращивание сапфировых (AljOj) тиглей цилиндрической формы с наружным диаметром 28 мм и толщиной стенки 2 мм.Example. Cultivation of sapphire (AljOj) crucibles of a cylindrical shape with an outer diameter of 28 mm and a wall thickness of 2 mm.

Выращивание провод т на установке Кристалл 606. Используют молибденовый тигель диаметром 80 мм и высотой 100 мм с системой подпитки расплава, выполненной из пучка молибденовых капилл ров. На торце пучка капилл ров устанавливают формообразователь 7, изготовленный из молибдена и со сто щий из двух коаксиальных колец с зазором между ними дл подачи pacrt плаца на поверхность формообразова- тел . На поверхности формообразова- тёл 7 размещают прокладки в виде трех сапфировых пластинок толщиной 3 мм, расположенных под углом 120° одна относительно другой. На прокладках свободно размещают затравки в виде сапфирового диска диаметром и толщиной 2,5 мм. На штоке выт гивающего механизма устанавливают на шарнирах затравкодержатель со .средством захвата затравки в виде изготовленных из молибдена т г 2 с полками. .Cultivation was carried out on a Crystal 606 plant. A molybdenum crucible with a diameter of 80 mm and a height of 100 mm was used with a melt recharge system made of a bundle of molybdenum capillaries. At the end of the capillary beam, a former 7 is made of molybdenum and consists of two coaxial rings with a gap between them to supply the pacrt of the placenta to the surface of the former. Gaskets in the form of three 3 mm thick sapphire plates arranged at an angle of 120 ° relative to each other are placed on the surface of the former 7. Seals in the form of a sapphire disk with a diameter and a thickness of 2.5 mm are freely placed on the gaskets. A seed holder is mounted on the hinges of the extrusion mechanism with hinges by seizing the seed in the form of m-2 molybdenum with shelves. .

Тигель до температуры нагревают с течение . Осевой температурный градиент В ростовой зоне составл ет 150 град/см. Начало оплавлени прокладок контролируют с помощью телевизионной системы ПТУ-47 с 12-кратным увеличением изображени зоны роста на телемониторе. После контакта затравки с полками т г делают выдержку в течение 5 мин, а затем кристалл выращивают известным Способом.The crucible is heated to a temperature over a period. The axial temperature gradient in the growth zone is 150 deg / cm. The start of gasket melting is controlled using a PTU-47 television system with a 12-fold increase in the image of the growth zone on a television monitor. After the contact of the seed with the shelves t g make exposure for 5 minutes, and then the crystal is grown by a known method.

Предлагаемое устройство обеспечивает фиксированную с высокой точностью температуру затравлени , исключает термоудары при сближении затравки 6 кромкой формообразовател и обеспечивает надежное смачивание затравки расплавом при минимальном оплавлении ее поверхности.The proposed device provides an etched temperature fixed with high accuracy, eliminates thermal shock when the seed 6 draws closer together with the edge of the former and provides reliable wetting of the seed with a melt with minimal melting of its surface.

В таблице приведены сравнительные данные о получении профилированныхThe table shows comparative data on obtaining profiled

кристаллов на примере сапфировых г тиглей диаметроь 20 мм, длиной 60мм методом Степанова с применением раз- Личных устройств дл затравлени crystals on the example of sapphire g crucibles with a diameter of 20 mm, a length of 60 mm by the Stepanov method using various seeding devices

Врем прЬведени затравлени мин Фактические затраты времени оператора на подбор режима затравлени , минSeeding time for mines Actual time spent by the operator on selecting the seeding mode, min

Трудоемкость изготовлени устройства , усл. ед. The complexity of manufacturing the device, conv. units

Трудоемкость изготовлени затравочного кристалла, уел. ед,The complexity of manufacturing the seed crystal, el units

Выход годной продукции , ZProduct yield, Z

Как видно из таблицы, предлагаемое устройство упрощает процесс затравлени и практически исключаетAs can be seen from the table, the proposed device simplifies the process of seeding and virtually eliminates

субъективный фактор при затраэлении. При использовании такого устройства повышаетс выход годных кристаллов (почти в 3 раза), уменьшаетс трудог- емкость изготовлени затравки (вsubjective factor when rubbing. When using such a device, the yield of suitable crystals is increased (almost 3 times), and the laboriousness of seed preparation is reduced (in

10 раз), сокращаетс врем затравлени (в 18 раз).10 times), the seed time is reduced (18 times).

Claims

The claims

A device for growing shaped crystals, including a crucible for melt, a seed holder mounted above it with means for capturing the seed, and an extruder

a mechanism with a rod, characterized in that, in order to simplify the seeding and increase the yield of suitable crystals, the means for seizing the seed is made in the form of

some of which are equipped with shelves for placement of the seed, and the upper one is pivotally fixed to the yoke of the extrusion mechanism, while the center of the gravity is displaced to the axis of the crucible.

9u2 g