Устройство для предотвращения раскачки монокристалла в ростовой установке

 

Использование: изобретение относится к области выращивания кристаллов в ростовых установках с гибкой подвеской затравки. Предлагаемое устройство содержит ограничители, охватывающие гибкий орган и ограничивающие его перемещение только вертикальным направлением. Сущность изобретения заключается в том, что ограничители шарнирно закреплены на стенке камеры выращивания с возможностью их поворота вокруг горизонтальных осей и удерживаются посредством упругих элементов в горизонтальном и верхнем вертикальном устойчивых положениях. Предлагаемое техническое решение позволяет существенно упростить конструкцию известного устройства, так как в нем для перемещения ограничителей не требуется никаких приводов. 1 ил.

Изобретение относится к области выращивания кристаллов и может быть использовано в ростовых установках с гибкой подвеской затравки для предотвращения раскачки монокристалла.

Существенным недостатком применения гибкой подвески затравкодержателя является возможность раскачки монокристалла особенно в начальной стадии выращивания кристалла.

Раскачка кристалла приводит к смещению его оси относительно оси тигля, что очень затрудняет измерение и отслеживание величины диаметра выращиваемого кристалла. Это в конечном счете приводит к нарушению технологического процесса выращивания и появлению некачественных (бракованных) монокристаллов.

Известны различные устройства, предназначенные для предотвращения раскачки монокристалла, среди которых аналогами данного изобретения являются устройства, которые рассмотрены ниже.

Устройство для предотвращения поперечных колебаний вытягивающего штока в аппарате для вытягивания полупроводниковых кристаллов (заявка на патент, Япония, N 1-38079, кл. C 30 B 15/30, H 01 L 21/02, 21/208, 1989., Изобретения стран мира" МКИ C 30, N 5, 1990.). Это устройство содержит ограничитель, выполненный в виде расположенной над затравкодержателем направляющей втулки, охватывающей вытягиваемый шток (гибкий орган) и ограничивающей его перемещение только вертикальным направлением. При этом устройство снабжено приводным механизмом, обеспечивающим перемещение направляющей втулки вдоль гибкого органа со скоростью, соответствующей скорости движения гибкого органа.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является механизм для предотвращения вибраций проволоки в установке для вытягивания монокристаллов (заявка на патент, ЕПВ, N 0396284, кл. C 30 B 15/30, 1990, Изобретения стран мира, МКИ C 30, N 10-12, 1991). Устройство содержит ограничители, расположенные в камере вытягивания монокристалла, которые охватывают проволоку (гибкий орган) и ограничивают ее перемещение только вертикальным направлением. Ограничители имеют возможность горизонтальных перемещений и приводятся в движение посредством одного или нескольких приводов.

Оба рассмотренных выше устройства имеют один общий недостаток - сложность конструктивного исполнения, которая обусловлена тем, что для перемещения ограничителей необходимо применение специальных приводных механизмов. Этот недостаток не позволяет оснастить известными устройствами многие существующие ростовые установки без их существенной конструктивной переработки.

Ввиду указанного недостатка известные устройства не нашли применения в действующих как отечественных так и зарубежных ростовых установках.

Целью изобретения является упрощение конструкции известного устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое устройство содержит ограничители, охватывающие гибкий орган и ограничивающие его перемещение только вертикальным направлением, и отличающееся тем, что, с целью упрощения его конструкции ограничители шарнирно закреплены на стенке камеры выращивания с возможностью их поворота вокруг горизонтальных осей и удерживаются посредством упругих элементов в горизонтальном и верхнем вертикальном устойчивых положениях.

Новыми признаками предложенного устройства являются все конструктивные элементы и связи, приведенные в отличительной части формулы изобретения. Совокупность новых признаков позволяет получить принципиальное упрощение данного технического устройства по отношению к известным без потери качества выращиваемых кристаллов и снижения производительности ростовой установки.

На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит ограничители 1 и 2, которые одним концом закреплены шарнирно на стенке камеры выращивания 3 с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей 4, а другим концом ограничивают перемещение гибкого органа 5 в горизонтальном направлении. При этом ограничители удерживаются посредством упругих элементов в горизонтальном и верхнем вертикальном устойчивых положениях.

Перед началом работы установки устройство приводится в рабочее состояние путем расположения ограничителей 1 и 2 в устойчивое горизонтальное положение. Затравкодержатель 6, закрепленный на гибком органе 5, посредством приводного механизма опускается сверху вниз. В результате взаимодействия затравкодержателя 6 о ограничителями 1 и 2 последние поворачиваются на некоторый угол вокруг осей 4 и по окончании взаимодействия с затравкодержателем 6 снова под воздействием упругих элементов занимают свое горизонтальное положение.

В процессе начальной стадии выращивания монокристалла затравкодержатель 6 постепенно поднимается. При этом ограничители 1 и 2, охватывающие гибкий орган 5 с небольшим зазором ограничивают его перемещения в горизонтальном направлении, предотвращая таким образом возможную раскачку монокристалла. По мере подъема затравкодержателя он достигает ограничителей 1 и 2 и, поворачивая их вокруг осей 4, переводит ограничители в устойчивое верхнее вертикальное положение (показано штриховыми линиями). В дальнейшем выращиваемый монокристалл до окончания процесса выращивания беспрепятственно перемещается в камере вытягивания.

Преимущество предложенного устройства для предотвращения раскачки монокристалла в ростовой установке по сравнению с известным заключается в том, что оно существенно проще по конструкции. Это объясняется тем, что в предлагаемом устройстве для перемещения ограничителей не требуется никаких приводов, так как ограничители приводятся в движение непосредственно самим затравкодержателем.

Благодаря этому преимуществу предлагаемое устройство может быть размещено в любой действующей ростовой установке с гибкой подвеской затравки без какой либо существенной конструктивной переработки установки.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения раскачки монокристалла в ростовой установке с гибкой подвеской затравкодержателя, содержащее ограничители, охватывающие гибкий орган и ограничивающие его перемещение только вертикальным направлением, отличающееся тем, что, с целью упрощения его конструкции, ограничители шарнирно закреплены на стенке камеры выращивания с возможностью их поворота вокруг горизонтальных осей и удерживаются посредством упругих элементов в горизонтальном и верхнем вертикальном устойчивых положениях.

РИСУНКИ

Рисунок 1