Тигель для выращивания кристаллов на затравку

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов на затравку методами Бриджмена, вертикальной зонной плавки, температурного градиента, а также их модификациями. Тигель состоит из корпуса 1 и хвостовика 2 с затравочной камерой 3, выполненной в виде сквозного отверстия в хвостовике, закрытого пробкой 4, имеющей резьбовое соединение с хвостовиком 2. Технический результат состоит в упрощении конструкции, позволяющем осуществлять разметку и высверливание затравочной камеры с наружной стороны тигля, установку затравки вручную независимо от размеров тигля, а также извлекать кристалл без отрыва от затравки. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов из расплава на затравку.

Известен тигель для выращивания кристаллов из расплава на затравку [Ya-bu Shuichi. Apparatus and method for manufacturing single crystal. JP 2006219352 (A)] - прототип, в котором затравочная камера выполнена в виде глухого отверстия в хвостовике тигля, просверленного с внутренней стороны тигля.

Основной недостаток конструкции состоит в том, что в такой затравочной камере сложно размещать затравку, так как ее нужно вводить с внутренней стороны тигля. При большой глубине и небольшом внутреннем диаметре корпуса тигля установить затравку вручную становится невозможным и требуется специальное приспособление. Кроме того, такой тигель сложен в изготовлении - затравочная камера должна быть соосна с хвостовиком и корпусом тигля, а разметка и высверливание камеры возможны только внутри тигля. Сложным оказывается и извлечение кристалла, так как во многих реальных процессах роста кристаллов затравку может заклинить в затравочной камере. В результате кристалл при извлечении может оторваться от затравки, что приведет к образованию трещин и других повреждений.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, позволяющее осуществлять разметку и высверливание затравочной камеры с наружной стороны тигля, установку затравки вручную независимо от размеров тигля, а также извлечение кристалла без отрыва от затравки.

Поставленная задача решается тем, что в известном тигле, состоящем из корпуса и хвостовика с затравочной камерой, затравочная камера выполнена в виде сквозного отверстия в хвостовике, закрытого пробкой, имеющей резьбовое соединение с хвостовиком.

Пример конкретного исполнения такого тигля показан на Фиг. 1 (сборочный чертеж) и Фиг. 2 (деталировка), где 1 - корпус тигля, 2 - хвостовик, 3 - затравочная камера, 4 - пробка.

Тигель работает следующим образом. Затравка помещается в затравочную камеру 3 со стороны хвостовика 2. Затем затравочная камера закрывается пробкой 4. В корпус тигля 1 помещается исходная загрузка для выращивания кристалла. Тигель устанавливается на шток ростовой установки и проводится процесс выращивания кристалла. По окончании процесса тигель извлекается из ростовой установки, пробка 4 выкручивается из хвостовика 2, а кристалл извлекается путем механического выталкивания его вместе с затравкой со стороны хвостовика (через затравочную камеру).

Предлагаемая конструкция тигля упрощает процесс разметки и высверливания затравочной камеры, так как эти работы могут быть выполнены со стороны хвостовика. Сквозная затравочная камера позволяет легко устанавливать затравку, например, вручную, независимо от высоты и внутреннего диаметра корпуса тигля, так как установка затравки производится со стороны хвостовика. Извлечение выращенного кристалла путем механического выталкивания его вместе с затравкой через затравочную камеру исключает отрыв кристалла от затравки.

Резьбовое соединение пробки 4 с хвостовиком 2 выбрано из соображений надежности крепления.

Тигель может быть использован в процессах роста кристаллов из расплава методами Бриджмена, вертикальной зонной плавки, температурного градиента, а также их модификациями.

Материал тигля может быть выбран в зависимости от свойств соединения, кристалл которого выращивается. Например, для халькогенидов цинка и кадмия, имеющих высокие температуры плавления (ZnS, CdS, ZnSe, CdSe), учитывая химическую агрессивность их расплавов и паров, можно использовать графит.

Тигель для выращивания кристаллов из расплава на затравку, состоящий из корпуса и хвостовика с затравочной камерой, отличающийся тем, что затравочная камера выполнена в виде сквозного отверстия в хвостовике, закрытого пробкой, имеющей резьбовое соединение с хвостовиком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области выращивания кристаллов. Предлагается кластер установок для выращивания кристаллов из раствора, содержащий несколько кристаллизационных установок 1, которые объединены в отдельные блоки по несколько установок, например по десять, которые образуют кластеры нижнего уровня 11, каждая из кристаллизационных установок 1 каждого блока кластера нижнего уровня 11 подключена к блоку индикации и управления 13 кристаллизационными установками 1 нижнего уровня 11, снабженному одним или более контроллером 14 и одним или более средством индикации функционирования 15 кристаллизационных установок блока, входящих в кластер, и коммутатором 16 нижнего уровня, совокупность кластеров нижнего уровня 11 образует кластер верхнего уровня 12, содержащий, например, десять кластеров нижнего уровня 11, каждый из коммутаторов 16 блока индикации и управления 13 кристаллизационных установок 1 нижнего уровня 11 подключен к коммутатору 17 верхнего уровня, который подключен к центральному серверу 18 и автоматизированным рабочим местам 19, служащим для загрузки и редактирования технологической программы в каждую кристаллизационную установку 1 и контроля за функционированием кластеров нижнего уровня 11, входящих в состав кластера верхнего уровня 12 любой из кристаллизационных установок 1, входящих в кластер 11.

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов халькогенидов металлов: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, вертикальной зонной плавкой, осуществляемой путем перемещения тигля через неподвижно закрепленный нагреватель.

Изобретение относится к области кристаллографии, а более конкретно к беспроводным устройствам для контроля температуры в вакуумных ростовых камерах, а также при отжиге кристаллов, выращенных из расплава.

Изобретение относится к технологии химического нанесения покрытий путем разложения газообразных соединений, в частности к способам введения газов в реакционную камеру.

Изобретение относится к системе печи, предназначенной для выращивания кристаллов, которая включает печь 120, содержащую корпус 121 с внутренней полостью (Vi), формирующей зону нагрева, при этом корпус 121 печи имеет сквозной проход 124, соединяющий внутреннюю полость (Vi) со средой, окружающей корпус 121, тигель 110 для выращивания кристалла, установленный во внутренней полости (Vi), теплоизоляционную заглушку 101, которая может быть введена с возможностью перемещения в сквозной проход 124 для регулирования отвода тепла из тигля 110 посредством излучения, причем теплоизоляционная заглушка 101 не находится в передающем силу контакте с тиглем 110, и опорную пластину 106, изготовленную из материала с высокой удельной теплопроводностью, имеющего коэффициент теплопередачи больше чем 90 Вт/(м⋅К), и установленную между нижней поверхностью 112 тигля 110 и опорной зоной 123.

Изобретение относится к области техники, связанной с выращиванием кристаллов из расплавов методом горизонтально направленной кристаллизации (ГНК), которые широко используются в качестве сцинтилляторов для детекторов ионизирующего излучения, лазерных кристаллов и элементов оптических приборов, работающих в широкой спектральной области от ультрафиолетового до среднего инфракрасного диапазона длин волн.

Изобретение относится к устройствам для получения монокристаллов тугоплавких фторидов горизонтальной направленной кристаллизацией из расплава. Устройство содержит вакуумную камеру 1 с размещенным в ней тепловым узлом 2, состоящим из углеграфитовых теплоизолирующих модулей 3, верхнего 4 и нижнего 5 нагревателей и тепловых экранов 15, графитового контейнера 6 с шихтой кристаллизуемого материала, установленного с возможностью перемещения в вакуумной камере 1, штуцеров подачи инертного газа 10 и системы вакуумирования и/или откачки газообразных продуктов 9, смотрового окна 11, при этом верхний плоский ленточный нагреватель Г-образной формы 4 и нижний ленточный нагреватель П-образной перевернутой формы 5 выполнены в виде единых с шинами графитовых моноблоков, односторонне закрепленных с водоохлаждаемыми токовводами вакуумной камеры с помощью разъемного соединения.

Изобретение относится к механическим способам обработки монокристаллических слитков. Способ соединения и фиксации монокристаллов включает позиционирование нескольких монокристаллов, ориентирование их определенным образом и фиксацию монокристаллов друг с другом клеящим веществом, причем предварительно проводят отбор необходимого количества слитков монокристалла, затем проводят ориентацию торцов отобранных слитков с необходимым допуском и снятие предварительного базового среза длиной 18-20 мм, после чего склеивают слитки монокристаллов с помощью устройства для соединения и фиксации монокристаллов следующим образом: наносят клеящий материал на предварительно обезжиренный торец слитка монокристалла, устанавливают слиток предварительным базовым срезом на плоскость основания 1 устройства, одновременно прижимая слиток чистым торцом к неподвижному упору 4 и образующей слитка к поверхности бокового ограждения 2, устанавливают следующий слиток предварительным базовым срезом на плоскость основания 1 устройства вплотную к торцу предыдущего слитка и, вращая ручку 7 прижимного винта 6, слитки прижимают друг к другу с помощью подвижного упора 5, повторяют указанные операции до получения стека необходимой длины, выдерживают стек в устройстве до полного отвердения клеящего материала, причем в качестве клеящего материала используют двухкомпонентный бесцветный эпокси-каучуковый клей, затем проводят калибрование стека до необходимого диаметра и снятие основного базового среза, после чего проводят контроль ориентации базового среза и перпендикулярности торцов к образующей.

Изобретение относится к средствам охлаждения печи для выращивания кристаллов. Печь включает тигель 14 с исходными материалами, теплообменник 20 жидкостного охлаждения, выполненный с возможностью вертикального перемещения под тиглем, содержащий колбу 19 для извлечения тепла, изготовленную из материала, имеющего значение теплопроводности больше примерно, чем 200 Вт/(м∙K) и входную 21, и выходную 22 трубу для жидкого хладагента, каждая из которых или обе присоединены к колбе 19 для прохождения через нее жидкого хладагента.

Изобретение относится к устройствам, используемым при выращивании кристаллов путем направленной кристаллизации из расплава в вакуумированной ампуле для отвода тепла от затравки, выделяемого в процессе кристаллизации.

Изобретение относится к технологии получения селенида цинка – широкозонного полупроводника, применяемого в технике в виде объемных поли- и монокристаллов, а также тонких пленок, получаемых термическим распылением кристаллической крошки, для которого наиболее подходящим является материал с одинаковыми размерами.

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов халькогенидов металлов: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, вертикальной зонной плавкой, осуществляемой путем перемещения тигля через неподвижно закрепленный нагреватель.

Изобретение относится к ИК-оптике, а именно к созданию лазерных сред, и касается разработки способа получения легированных халькогенидов цинка для перестраиваемых твердотельных лазеров, используемых, в частности, в медицине и биологии.

Изобретение относится к технологии материалов электронной техники, а именно к способам получения эпитаксиальных слоев узкозонных полупроводниковых твердых растворов CdxHg1-xTe для изготовления на их основе фотовольтаических приемников инфракрасного излучения.

Изобретение относится к выращиванию из расплава на затравку монокристаллов Cd1-xZnxTe (CZT), где 0≤х≤1 ОТФ-методом. Способ выращивания кристаллов CZT осуществляют под высоким давлением инертного газа, в условиях осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ, с использованием фонового нагревателя и погруженного в расплав нагревателя - ОТФ-нагревателя 6, путем вытягивания тигля 1 с расплавом в холодную зону со скоростью ν при разных начальных составах шихты 5, 7 в зоне кристаллизации W1 с толщиной слоя расплава h, и в зоне подпитки W2, а также с использованием щупа – зонда 3 контроля момента плавления загрузки в зоне кристаллизации W1, при этом для получения макро- и микрооднородных монокристаллов CZT заданной кристаллографической ориентации на дно тигля 1 устанавливают монокристаллическую затравку Cd1-xZnxTe требуемой кристаллографической ориентации 2, по центру затравки 2 устанавливают зонд 3 и размещают шихту 5, состав которой обеспечивает, с учетом частичного плавления затравки 2 и в соответствии с фазовой диаграммой состояния системы CdZnTe, рост монокристалла Cd1-xZnxTe при заданной толщине слоя расплава h в зоне кристаллизации W1, затем устанавливают ОТФ- нагреватель 6, над ОТФ-нагревателем 6 размещают шихту 7 состава, равного составу затравки 2, формируя зону подпитки W2, затем ОТФ-кристаллизатор с тиглем 1, затравкой 2, шихтой 5, 7 и ОТФ-нагревателем 6 с зондом 3 устанавливают в ростовую печь, печь заполняют инертным газом и ОТФ-кристаллизатор нагревают в печи в вертикальном градиенте температур со скоростью 10-50 град/час до начала плавления верха затравки 2 с последующим опусканием зонда 3 вниз до контакта с непроплавленной частью затравки 2, затем нагрев прекращают, а зонд 3 перемещают вверх до уровня дна ОТФ-нагревателя 6, систему выдерживают в течение 1-5 часов, контролируя с помощью зонда 3 темп плавления затравки 2, после чего начинают рост кристалла путем вытягивания тигля 1 вниз с скоростью 0,1-5 мм/ч относительно неподвижного ОТФ-нагревателя 6 с зондом 3.

Изобретение относится к ИК-оптике, а именно к созданию лазерных сред, и касается технологии получения легированных переходными металлами халькогенидов цинка в качестве активной среды или пассивного затвора для твердотельных лазеров.

Изобретение относится к конструкционным изделиям ИК-оптики, обеспечивающим, наряду с основной функцией пропускания излучения в требуемом спектральном диапазоне, защитные функции приборов и устройств от воздействий внешней среды.

Изобретение относится к ИК-оптике и может быть использовано для производства перестраиваемых твердотельных лазеров, используемых, в частности, в медицине и биологии.

Изобретение относится к области выращивания монокристаллов и может быть использовано в лазерном приборостроении, в частности, для изготовления активных элементов перестраиваемых лазеров среднего инфракрасного (ИК) диапазона, основным применением которых является медицина, спектроскопические исследования, а также контроль загрязнения окружающей среды.

Изобретение относится к технологии получения поликристаллов полупроводникового соединения групп II-VI. Два или более исходных элементов вводят в полупроницаемую для воздуха внутреннюю емкость из pBN 6a, внутреннюю емкость вводят в полупроницаемую для воздуха теплостойкую внешнюю емкость 6b из графита, поверхность которой покрыта агентом типа стекловолокна, и помещают в печь 1 высокого давления, имеющую средства 7 нагрева.

Изобретение относится к выращиванию из расплава на затравку монокристаллов Cd1-xZnxTe (CZT), где 0≤х≤1 ОТФ-методом. Способ выращивания кристаллов CZT осуществляют под высоким давлением инертного газа, в условиях осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ, с использованием фонового нагревателя и погруженного в расплав нагревателя - ОТФ-нагревателя 6, путем вытягивания тигля 1 с расплавом в холодную зону со скоростью ν при разных начальных составах шихты 5, 7 в зоне кристаллизации W1 с толщиной слоя расплава h, и в зоне подпитки W2, а также с использованием щупа – зонда 3 контроля момента плавления загрузки в зоне кристаллизации W1, при этом для получения макро- и микрооднородных монокристаллов CZT заданной кристаллографической ориентации на дно тигля 1 устанавливают монокристаллическую затравку Cd1-xZnxTe требуемой кристаллографической ориентации 2, по центру затравки 2 устанавливают зонд 3 и размещают шихту 5, состав которой обеспечивает, с учетом частичного плавления затравки 2 и в соответствии с фазовой диаграммой состояния системы CdZnTe, рост монокристалла Cd1-xZnxTe при заданной толщине слоя расплава h в зоне кристаллизации W1, затем устанавливают ОТФ- нагреватель 6, над ОТФ-нагревателем 6 размещают шихту 7 состава, равного составу затравки 2, формируя зону подпитки W2, затем ОТФ-кристаллизатор с тиглем 1, затравкой 2, шихтой 5, 7 и ОТФ-нагревателем 6 с зондом 3 устанавливают в ростовую печь, печь заполняют инертным газом и ОТФ-кристаллизатор нагревают в печи в вертикальном градиенте температур со скоростью 10-50 град/час до начала плавления верха затравки 2 с последующим опусканием зонда 3 вниз до контакта с непроплавленной частью затравки 2, затем нагрев прекращают, а зонд 3 перемещают вверх до уровня дна ОТФ-нагревателя 6, систему выдерживают в течение 1-5 часов, контролируя с помощью зонда 3 темп плавления затравки 2, после чего начинают рост кристалла путем вытягивания тигля 1 вниз с скоростью 0,1-5 мм/ч относительно неподвижного ОТФ-нагревателя 6 с зондом 3.

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов на затравку методами Бриджмена, вертикальной зонной плавки, температурного градиента, а также их модификациями. Тигель состоит из корпуса 1 и хвостовика 2 с затравочной камерой 3, выполненной в виде сквозного отверстия в хвостовике, закрытого пробкой 4, имеющей резьбовое соединение с хвостовиком 2. Технический результат состоит в упрощении конструкции, позволяющем осуществлять разметку и высверливание затравочной камеры с наружной стороны тигля, установку затравки вручную независимо от размеров тигля, а также извлекать кристалл без отрыва от затравки. 2 ил.

Наверх