Выращивание монокристаллов зонной плавкой, очистка зонной плавкой: ..нагревательным элементом, находящимся в контакте или погруженным в расплавленную зону – C30B 13/18

МПКРаздел CC30C30BC30B 13/00C30B 13/18
Раздел C ХИМИЯ; МЕТАЛЛУРГИЯ
C30 Выращивание кристаллов
C30B Выращивание монокристаллов; направленная кристаллизация эвтектик или направленное расслаивание эвтектоидов; очистка материалов зонной плавкой; получение гомогенного поликристаллического материала с определенной структурой; монокристаллы или гомогенный поликристаллический материал с определенной структурой; последующая обработка монокристаллов или гомогенного поликристаллического материала с определенной структурой; устройства для вышеуказанных целей
C30B 13/00 Выращивание монокристаллов зонной плавкой; очистка зонной плавкой
C30B 13/18 ..нагревательным элементом, находящимся в контакте или погруженным в расплавленную зону

Патенты в данной категории

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕТОДОМ ОТФ Cd1-XZnXTe, ГДЕ 0 x 1, ДИАМЕТРОМ ДО 150 мм

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов Cd1-xZnxTe (CZT), где 0 x 1 из расплава. Кристаллы Cd1-xZnx Te выращивают 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, путем вытягивания тигля с расплавом в холодную зону со скоростью v, при разных начальных составах шихты в зоне кристаллизации W1 с толщиной слоя расплава h, и в зоне подпитки W2, при этом в зоне W1 (14) размещают исходные компоненты Cd, Zn, Те или предварительно синтезированные соединения CdTe и ZnTe в таком соотношении, чтобы перед началом ОТФ-кристаллизации состав расплава соответствовал требуемому составу на кривой ликвидуса, а в зоне W2 (15) - исходные компоненты Cd, Zn, Те или предварительно синтезированные соединения CdTe и ZnTe в таком соотношении, чтобы состав расплава соответствовал требуемому составу на кривой солидуса, управление переносом массы в зоне кристаллизации W1 осуществляют за счет выбора оптимального соотношения между осевым градиентом температуры в расплаве gradTax, высотой слоя расплава h и радиальным распределением температуры вдоль ОТФ-нагревателя, определяемых по двумерной численной модели в зависимости от диаметра кристалла и требуемого качества, используя для управления распределением температур в рабочем объеме многосекционный ОТФ-нагреватель (5) или погруженную перегородку (20) и многосекционный фоновый нагреватель (4), при этом управление ведут по показаниям термодатчиков (8, 9, 10, 11), для управления формой фронта кристаллизации используют также дополнительный кольцевой нагреватель (12), установленный вблизи стенки тигля напротив ОТФ-нагревателя с термодатчиком (13), а кристаллизацию ведут в зависимости от требуемого качества кристалла и диаметра тигля при следующих параметрах: h=0,5-40 мм, осевой градиент температуры вблизи фронта кристаллизации gradTax=3-120°C/cM, скорость вытягивания тигля с растущим кристаллом v=0,1-10 мм/час, перепад температур вдоль ОТФ-нагревателя T2-T1=0-6°C, перепад температур между боковой поверхностью тигля и периферией ОТФ-нагревателя Т6-T2=0,5-20°C. Выращенные кристаллы CZT большого диаметра (до 150 мм) характеризуются высокой степенью макро- и микрооднородности, на 90-92% длины кристалла отклонения от заданного состава в объеме составляли 0,5 at%. Средняя плотность ямок травления составила 5×10 см-2 до отжига кристалла. 21 з.п. ф-лы, 2 ил.

2434976
патент выдан:
опубликован: 27.11.2011
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ БЕСТИГЕЛЬНЫМ МЕТОДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к выращиванию монокристаллов из расплава зонной плавкой при температурном градиенте с использованием нагревательного элемента, находящегося в контакте с расплавленной зоной, форма которой управляется, а подпитка осуществляется с помощью механизма для перемещения загрузки. Способ осуществляют выращиванием кристаллов бестигельным методом на затравку путем вытягивания вниз кристалла из расплавленной зоны в градиенте температуры с использованием ростовой камеры, фонового многосекционного нагревателя, дополнительного нагревателя в герметичном корпусе - ОТФ-нагревателя, находящегося вблизи фронта кристаллизации в контакте с расплавленной зоной, удерживаемой силами поверхностного натяжения между дном корпуса ОТФ-нагревателя и кристаллом, а также подачи кристаллизуемого материала питателем, при этом высоту расплавленной зоны поддерживают в диапазоне от 1 до 20 мм, обеспечивая ее разнотолщинность на противоположных краях ОТФ-нагревателя в пределах от 0,1 до 0,5 мм, а по всему сечению растущего кристалла - от 0,1 до 5 мм при осевом градиенте температуры в диапазоне от 5 до 500°С/см и радиальном - в диапазоне от 0,1 до 10°С/см. Способ и устройство для его реализации обеспечивают близкую к плоской форму фронта кристаллизации, требуемые тепловые условия на нем по всему сечению кристалла, а также заданный состав кристаллизуемого материала, что в конечном итоге способствует повышению качества выращиваемого кристалла и эффективности производства монокристаллов. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

2426824
патент выдан:
опубликован: 20.08.2011
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ ДИАМЕТРОМ ДО 150 мм МЕТОДОМ ОТФ

Изобретение относится к выращиванию из расплава легированных монокристаллов германия в температурном градиенте с использованием нагревательного элемента, погруженного в расплав, в условиях осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ. Легированные монокристаллы германия выращивают из расплава в тигле, размещенном на теплоотводящем блоке, на кристаллографически ориентированную затравку диаметром, равным внутреннему диаметру тигля, в условиях осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ, с использованием многосекционного фонового нагревателя и погруженного в расплав многосекционного нагревателя - ОТФ-нагревателя, поддерживаемого при постоянной температуре T1, путем перемещения тигля с затравкой и растущим кристаллом в холодную зону печи относительно ОТФ-нагревателя при разных начальных концентрациях легирующей примеси C1 в зоне кристаллизации W 1 с высотой расплава h и C2 в зоне подпитки W2 и при уменьшении в ходе перемещения тигля температуры дна тигля T4(t) в соответствии с законом: T4 (t)=T4 0-a×t, где Т4 0 - начальное значение температуры, a=v( p×gradTp+Q)/ кр, v - скорость вытягивания кристалла, p - теплопроводность расплава германия, gradTp - осевой градиент температуры в расплаве, при котором выращивают кристалл, Q - теплота кристаллизации, кр - теплопроводность кристалла германия, при этом осуществляют управление переносом массы расплава в зоне кристаллизации, которое ведут за счет выбора оптимального соотношения между осевым градиентом температуры в расплаве gradTp, радиальным распределением температуры вдоль ОТФ-нагревателя, высотой слоя расплава h и скоростью вытягивания v, при этом рост монокристаллов германия в кристаллографических направлениях [111] и [100] ведут в зависимости от диаметра кристалла и требуемого качества при следующих параметрах: h=5-30 мм, gradTp=3-50°C/см, v=2-30 мм/час, разнице температур ОТФ-нагревателя T2-T 1=0-6°C, разнице температур между боковой поверхностью тигля Т3 и температурой ОТФ-нагревателя Т2 , равной Т32=1-20°С. Изобретение позволяет получать монокристаллы германия диаметром до 150 мм без полос роста с высокой поперечной макрооднородностью распределения сопротивления 5-10%. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

2381305
патент выдан:
опубликован: 10.02.2010
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К УПРАВЛЕНИЮ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА ШИХТЫ 6 В ТИГЛЕ 4 МЕТОДОМ ОСЕВОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА БЛИЗИ ФРОНТА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ - ОТФ-МЕТОДОМ. ВО ВРЕМЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА С ПОМОЩЬЮ РЕГУЛЯТОРОВ, СВЯЗЫВАЮЩИХ РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ С РЕГУЛИРУЮЩИМИ. В КАЧЕСТВЕ РЕГУЛИРУЮЩИХ ПЕРЕМЕННЫХ ИСПОЛЬЗУЮТ НАПРЯЖЕНИЯ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, НА ОДНОЙ ИЗ СЕКЦИЙ ФОНОВОГО НАГРЕВАТЕЛЯ И НА ОДНОЙ ИЗ СЕКЦИЙ ПОГРУЖЕННОГО В РАСПЛАВ ОТФ-НАГРЕВАТЕЛЯ 2, В КАЧЕСТВЕ ИЗМЕРЯЕМЫХ РЕГУЛИРУЕМЫХ ПЕРЕМЕННЫХ ВЫБИРАЮТ ТЕМПЕРАТУРЫ СЕКЦИЙ ФОНОВОГО НАГРЕВАТЕЛЯ 1 ТН1Н4, ТЕМПЕРАТУРЫ Т 1, Т2 В ДОНЫШКЕ ОТФ-НАГРЕВАТЕЛЯ И ДОНЫШКА ТИГЛЯ Т35, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ СООТВЕТСТВУЮЩИМИ ТЕРМОПАРАМИ, А В КАЧЕСТВЕ НЕ ИЗМЕРЯЕМЫХ РЕГУЛИРУЕМЫХ ПЕРЕМЕННЫХ - ТЕМПЕРАТУРЫ ДНА КОРПУСА ОТФ-НАГРЕВАТЕЛЯ 8 ТГОР И ДНА ТИГЛЯ

ТХОЛ, ЯВЛЯЮЩИЕСЯ, СООТВЕТСТВЕННО, ТЕМПЕРАТУРАМИ ГОРЯЧЕЙ ГРАНИЦЫ РАСПЛАВА И ХОЛОДНОЙ ГРАНИЦЫ КРИСТАЛЛА, ПРИ ЭТОМ АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ НА СТАДИИ РАЗОГРЕВА ТИГЛЯ ТОЛЬКО ПО ТЕРМОПАРАМ, РАСПОЛОЖЕННЫМ СНАРУЖИ СЕКЦИЙ ФОНОВОГО НАГРЕВАТЕЛЯ 1, С МОМЕНТА НАЧАЛА ПЛАВЛЕНИЯ ШИХТЫ - В ТОМ ЧИСЛЕ И ПО ТЕРМОПАРАМ, НАХОДЯЩИМСЯ В ДОНЫШКЕ ТИГЛЯ, А ПОСЛЕ ПОЛНОГО РАСПЛАВЛЕНИЯ ШИХТЫ - ТАКЖЕ И ПО ТЕРМОПАРАМ В ДОНЫШКЕ ОТФ-НАГРЕВАТЕЛЯ, ПРИЧЕМ УСТАВКИ ДЛЯ СООТВЕТСТВУЮЩИХ ТЕМПЕРАТУР Т1 И Т3 НА СТАДИИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАССЧИТЫВАЮТ ДО НАЧАЛА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЖЕЛАЕМОЙ ВЕЛИЧИНЫ СКОРОСТИ РОСТА V. ИЗОБРЕТЕНИЕ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ТРЕБУЕМЫЙ ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ, ОПТИМАЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ РОСТА КРИСТАЛЛА, Т.Е. В КОНЕЧНОМ ИТОГЕ - ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЫРАЩИВАЕМОГО КРИСТАЛЛА. 14 З.П. Ф-ЛЫ, 1 ИЛ.

2357023
патент выдан:
опубликован: 27.05.2009
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ МЕТОДОМ ОСЕВОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ВБЛИЗИ ФРОНТА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ (ОТФ-МЕТОДОМ) ПРИ ИЗБЫТОЧНОМ ДАВЛЕНИИ ГАЗА В РОСТОВОЙ КАМЕРЕ

Изобретение относится к выращиванию из расплава монокристаллов в температурном градиенте с использованием нагревательного элемента, погруженного в расплавленную зону. Устройство содержит ростовую камеру, тепловой узел с многосекционным фоновым нагревателем 11, тигель 4 на подставке 3, соединенной с нижним штоком 1, дополнительный нагреватель, погруженный в расплав вблизи фронта кристаллизации (ОТФ-нагреватель) 7, соединенный с верхним штоком 2, герметично выводимым из камеры с помощью узла вывода 10, термопары Т1 и Т2 в корпусе ОТФ-нагревателя, Т3 и Т4 в подставке и Т5-Т8 вблизи секций фонового нагревателя. Узел вывода 10 содержит ось 9, жестко соединяемую с верхним штоком 2, пружину, соединенную своим нижним концом с осью и выполненную с возможностью сжатия по мере увеличения давления в камере и перемещения вдоль упомянутой оси вместе со штоком вверх, при этом узел вывода 10 содержит навернутую на его корпус гайку, ограничивающую пружину с верхней стороны, и индикаторный микрометр, неподвижно закрепленный относительно корпуса узла вывода и показывающий величину перемещения ОТФ-нагревателя внутри ростовой камеры вдоль ее оси до и во время кристаллизации. Изобретение позволяет обеспечить контроль за температурой расплава и создать оптимальное температурное поле в растущем кристалле, в том числе близкую к плоской форму фронта кристаллизации, т.е. добиться повышения качества полупроводниковых соединений группы А2Б6 за счет снижения напряженности в кристалле и, как следствие, исключения трещиноватости, уменьшения двойникования и плотности дислокации в кристалле, а также увеличения выхода годной продукции. 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

2357022
патент выдан:
опубликован: 27.05.2009
УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ МЕТОДОМ ОСЕВОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ВБЛИЗИ ФРОНТА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов из расплава в температурном градиенте с использованием нагревательного элемента, погруженного в расплавленную зону. Установка для выращивания монокристаллов методом осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации включает водоохлаждаемую камеру с нижним 1 и верхним 2 фланцами, тепловой узел с многосекционным фоновым нагревателем 4 и тепловой изоляцией 3, кристаллизатор, состоящий из тигля 5 с крышкой, погруженного в тигель нагревателя в герметичном корпусе - ОТФ-нагревателя 10, содержащего термопары 11, и подставки 8 под тиглем 5, закрепленной на водоохлаждаемом штоке 9 и содержащей термопары 12, 14, устройство для крепления ОТФ-нагревателя в верхнем фланце камеры, при этом фоновый нагреватель состоит, по меньшей мере, из двух секций I и II, имеющих общий вывод для подачи напряжения, а ОТФ-нагреватель размещен по высоте установки в пределах верхней секции II выше уровня, соответствующего положению упомянутого общего вывода в камере, на величину h, равную 5-30 мм в зависимости от толщины слоя расплава над кристаллом, при которой ведут кристаллизацию. Конструкция установки обеспечивает создание осевого градиента температуры в широком диапазоне значений и высокую симметрию теплового поля. Реализуемое в растущем кристалле и в расплаве около него близкое к одномерному температурное поле, которое обеспечивает, по существу, плоскую форму фронта кристаллизации почти на всем сечении кристалла, приводит к получению более однородных по составу монокристаллов с меньшим количеством дефектов, связанных с термонапряжениями в монокристалле при кристаллизации и остывании, и увеличению выхода годной продукции. 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

2357021
патент выдан:
опубликован: 27.05.2009
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ В СКВОЗНЫХ ОТВЕРСТИЯХ СЕТОК ДЛЯ МАТРИЧНЫХ ДЕТЕКТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к выращиванию монокристаллов из расплава в температурном градиенте с использованием устройства для передвижения расплава и кристалла. Способ включает нагрев тигля с шихтой и затравкой, расплавление шихты и верхней части затравки и последующую кристаллизацию путем охлаждения в градиенте температуры. Кристаллизацию ведут с использованием погруженного в расплав нагревателя в герметичном корпусе (ОТФ-нагревателя) и сетки со сквозными отверстиями, расположенной внутри обоймы, установленной в тигле без зазора относительно его внутренних стенок, при этом обойму первоначально размещают между верхней частью затравки и ОТФ-нагревателем, а затем с его помощью опускают вниз до тех пор, пока сетка не займет место расплавленной верхней части затравки, а расплав не заполнит целиком сквозные отверстия сетки по всей ее высоте. Способ осуществляется в устройстве, содержащем тигель с расплавом и затравкой, установленной в его нижней части, которое дополнительно содержит погруженный в расплав нагреватель в герметичном корпусе (ОТФ-нагреватель) и сетку со сквозными отверстиями, размещенную внутри обоймы с горизонтальными канавками в ее верхней части, при этом обойма установлена между верхней частью затравки и ОТФ-нагревателем без зазора между ее боковой поверхностью и внутренней поверхностью тигля, причем ОТФ-нагреватель выполнен с возможностью перемещения вниз внутри тигля, а тигель установлен на донышке-подставке. Монокристаллы, кристаллизуясь от затравочного кристалла, вырастают внутри ячеек сетки размерами от 5 до 500 мкм. В результате получают сетку для матричного детектора, все ячейки которой заполнены монокристаллическим материалом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

2344207
патент выдан:
опубликован: 20.01.2009
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ-СЦИНТИЛЛЯТОРОВ НА ОСНОВЕ ИОДИДА НАТРИЯ ИЛИ ЦЕЗИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к выращиванию из расплава монокристаллов галогенидов, а именно иодида натрия или цезия, в температурном градиенте и с использованием нагревательного элемента, погруженного в расплав. Способ включает выращивание монокристаллов путем вытягивания вниз кристалла из расплава в тигле при градиенте температуры с использованием ростовой камеры и теплового узла с многосекционным фоновым нагревателем. Выращивание осуществляют в насыщенных парах компонентов выращиваемого кристалла с использованием дополнительного нагревателя (ОФТ нагревателя), погруженного в расплав вблизи фронта кристаллизации, термопар в корпусе ОФТ нагревателя и в дне тигля, установленного на подставке, при этом в процессе выращивания на фронте кристаллизации создают осевой градиент температуры в диапазоне от 50 до 200°С/см и радиальный - в диапазоне от 2 до 8°С/см, а после окончания выращивания осуществляют охлаждение монокристалла в условиях осевого и радиального градиентов температуры величиной меньше 0.2°С/см. Способ осуществляется в устройстве, содержащем ростовую камеру 8, тепловой узел с многосекционным фоновым нагревателем 11, отличающемся тем, что оно дополнительно снабжено ОФТ нагревателем 4, погруженным в расплав 5 вблизи фронта кристаллизации, термопарами 17 и 18, размещенными в кварцевом корпусе 20 ОФТ нагревателя и подставке 3 соответственно, затравочным кристаллом 1а в виде диска, вставленным в кварцевый тигель 2 без дна, при этом ОФТ нагреватель размещен относительно стенок тигля 2 без зазора, а в его корпусе 20 выполнены от 4 до 8 сквозных отверстий или канавок по боковой поверхности сечением не более 0.7-1 мм2 для подачи свежего расплава из области, расположенной над ОФТ нагревателем, в область выращивания. В этом случае расплав, протекая в зазор между затравкой и стенкам тигля, успевает затвердеть и не вытекает из него; отсутствие прямого контакта затравки с тиглем исключает возникновение напряжений на начальной стадии кристаллизации, и возможные дефекты не наследуются при росте. Изобретение позволяет обеспечить герметизацию составного тигля, получать качественные монокристаллы-сцинтилляторы, избегая стадии дополнительного их отжига после извлечения из камеры. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 2 ил.

2338815
патент выдан:
опубликован: 20.11.2008
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ LiNbO3 И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов LiNbO3 стехиометрического состава, используемого в нелинейной оптике. Монокристаллы LiNbO3 плавятся инконгруэнтно и поэтому для получения монокристаллов стехиометрического состава используют вытягивание монокристалла из жидкой фазы эвтектического состава с подпиткой твердой фазой предварительно синтезированного соединения, подогреваемой снизу и сверху двухслойным спиральным электронагревателем, помещенным в жидкую фазу и установленным с зазором относительно подпитывающей твердой фазы, а уменьшение градиентов температуры в жидкой фазе и получаемом монокристалле осуществляют использованием печи для подогрева монокристалла. Устройство включает механизм вытягивания монокристалла, теплоизолированный тигель с подпитывающей твердой фазой, плоский нагреватель тигля с теплоизоляцией, двухслойный спиральный электронагреватель с поперечным сечением спиралей в виде перевернутых желобов, перекрывающих все сечение тигля, установленный с зазором относительно подпитывающей твердой фазы, при этом двухслойный спиральный электронагреватель снабжен электродами, проходящими через теплоизоляцию печи для подогрева монокристалла и скрепленными с ней. Нагреватели устройства формируют плоские изотермические поверхности по высоте тигля, двухслойный спиральный электронагреватель с поперечным сечением спиралей в виде перевернутых желобов, перекрывающих все сечение тигля, отводит пузырьки воздуха, выделяющиеся при растворении подпитывающей твердой фазы, от фронта кристаллизации к стенкам тигля, установка двухслойного спирального электронагревателя с зазором относительно подпитывающей твердой фазы обеспечивает ее нагрев до температуры растворения при условии уменьшения градиентов температуры в жидкой фазе и монокристалле, что осуществляется использованием печи с теплоизоляцией для подогрева вытягиваемого монокристалла, входящей в тигель по мере растворения подпитки и роста монокристалла. Это стабилизирует условия проведения диффузионного механизма роста, снижает термические напряжения в монокристалле и обеспечивает получение структурно-совершенных монокристаллов LiNbO3 стехиометрического состава с точностью около 0,1%. 2 н.п.ф-лы, 1 ил.

2330903
патент выдан:
опубликован: 10.08.2008
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ МЕТОДОМ ОТФ

Изобретение относится к выращиванию из расплава легированных монокристаллов германия в температурном градиенте с использованием нагревательного элемента, погруженного в расплав. Способ включает выращивания легированных монокристаллов германия из расплава в тигле на кристаллографически ориентированную затравку диаметром, равным внутреннему диаметру тигля, в условиях теплового осевого потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ, с использованием фонового нагревателя и погруженного в расплав двухсекционного нагревателя (ОТФ-нагревателя) путем перемещения тигля с затравкой и растущим кристаллом в холодную зону печи относительно ОТФ-нагревателя, поддерживаемого при постоянной температуре, при наличии разных начальных концентраций легирующих примесей C1 и С2 в зонах расплава W 1 и W2, при толщине слоя расплава h в зоне W1. Управление формой фронта кристаллизации ведут одновременно ОТФ- и фоновым нагревателями, при этом в ходе вытягивания кристаллов температуру дна тигля T 4(t) уменьшают в соответствии с законом: T 4(t)=T4°-a×t, где Т 4° - начальное значение температуры, a=v( p×gradTp+Q) кр, v - скорость вытягивания кристалла, p - теплопроводность расплава германия, gradTp - осевой градиент температуры в расплаве, при котором выращивают кристалл, Q - теплота кристаллизации, кр - теплопроводность кристалла германия, величину h выбирают из условия h<0.3D, где D - диаметр ОТФ-нагревателя, а соотношение начальных концентраций C1 и C2 соответственно в зонах W 1 и W2 удовлетворяет условию C 1=C2/K, где К - равновесный коэффициент сегрегации для используемой легирующей примеси. Способ позволяет получать легированные монокристаллы германия диаметром до 76 мм без полос роста с высокой поперечной макрооднородностью распределения сопротивления: 1.5-2.5%. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

2330127
патент выдан:
опубликован: 27.07.2008
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ Cd1-xZn xTe, где 0 х 1

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов Cd1-xZnxTe, где 0 x 1 из расплава под высоким давлением инертного газа. Способ осуществляют путем вытягивания тигля с расплавом в холодную зону со скоростью v, при этом сначала осуществляют перегрев расплава и его выдержку, после чего осуществляют рост кристаллов в тигле (1) с термодатчиками (8, 9), расположенными на дне и боковой стенке тигля, в условиях осевого теплового потока с градиентом температуры gradTax вблизи фронта кристаллизации - ОТФ методом, с использованием погруженных в расплав нагревателя (3) или перегородки, изготовленной из высокотеплопроводного материала, с размещенными внутри термодатчиками (6, 7) при наличии радиального температурного градиента gradTrad вдоль дна нагревателя или перегородки, устанавливленных с зазором от стенки тигля, при этом нагреватель или перегородка делят расплав на две зоны W1 и W 2, в которых размещают шихту разного состава, причем в процессе роста измеряют толщину слоя расплава h в зоне W 1. Способ обеспечивает 1) управление составом в продольном направлении за счет создания зоны подпитки, благодаря делению расплава на две зоны погруженным в расплав нагревателем, 2) управление составом в поперечном направлении за счет управления с помощью нагревателя формой фронта кристаллизации, 3) контроль величины перегрева расплава с помощью термодатчиков в нагревателе, 4) возможность получения малодислокационных кристаллов за счет создания одномерного теплового поля вблизи фронта кристаллизации, 5) повышение микрооднородности кристаллов за счет создания вблизи межфазной поверхности слабых ламинарных течений, 6) получение кристаллов больших размеров (диаметром до 100-150 мм). Выращенные кристаллы характеризуются высокой степенью макро- и микрооднородности (отклонения от заданного состава в объеме составляют <0,5 at %, средняя плотность ямок травления - 5·103 см -2 без отжига). 18 з.п. ф-лы, 2 ил.

2330126
патент выдан:
опубликован: 27.07.2008
СПОСОБ ЗОННОЙ ПЛАВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение может быть использовано для получения и очистки материалов. Участки зонной плавки образуют нагревом материала загрузки выше температуры плавления вихревыми токами изнутри загрузки. Благодаря нагреву материала загрузки изнутри создаются хорошие условия для перемешивания расплавленного материала наведенным электромагнитным полем и возникающими механическими силами. Вблизи отвердевающей поверхности раздела фаз создаются оптимальные условия для диффузии примесей. Устройство для зонной плавки содержит контейнер, индукторы и охладители. Процесс осуществляют перемещением устройства относительно загрузки или перемещением загрузки относительно неподвижного устройства. При перемещении устройства и загрузки относительно друг друга происходит перемещение участков зонной плавки и поверхностей раздела фаз. Участки примесей перемещаются на конец загрузки или растворяются в основном материале. Изобретение позволяет расширить технологические возможности зонной плавки и производительность. Улучшается качество перемешивания и однородность состава жидкой фазы. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
2124078
патент выдан:
опубликован: 27.12.1998
Наверх