Выращивание монокристаллов вытягиванием из расплава, например по методу Чохральского: ...с использованием телевизионных детекторов, с использованием фотодетекторов и(или) рентгеновских детекторов – C30B 15/26

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 15/00 Выращивание монокристаллов вытягиванием из расплава, например по методу Чохральского
C30B 15/26 ...с использованием телевизионных детекторов; с использованием фотодетекторов и(или) рентгеновских детекторов

Патенты в данной категории

УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ, НАПРИМЕР, САПФИРОВ

Изобретение относится к устройствам для выращивания объемных монокристаллов из расплавов, например, сапфира методом Чохральского, Киропулоса, и может быть использовано в электронной и полупроводниковой промышленности. Установка содержит цилиндрическую камеру 1 с крышкой 2 и поддоном 3, установленный в камере блок тепловых экранов, тигель для расплава с размещенным над ним затравкодержателем, связанным со штоком 9, несущую поворотный кронштейн 11 колонну 10 с приводами вращения 12 и перемещения 13 штока 9, вакуумную систему 14, систему питания со шкафом управления 15 и систему охлаждения 16. Блок тепловых экранов включает верхние и нижние экраны, при этом установка снабжена механизмом подъема крышки, представляющим собой привод 23, установленный на поворотном кронштейне 11 и связанный с крышкой 2 камеры 1 гибким элементом 24, выполненным в виде цепи, причем привод 23 механизма подъема крышки имеет регулируемую муфту предельного момента, настроенную на усилие, достаточное для подъема крышки 2, но проскальзывающую при подъеме штока 9 и неподвижной крышке, кроме того, установка снабжена установленным на колонне с возможностью поворота вокруг оси колонны подъемником 26 для подъема тигля и нижних тепловых экранов, причем подъемник 26 снабжен съемником для установки и съема тигля, при этом верхние тепловые экраны закреплены на внутренней стороне крышки 2 камеры 1, имеющей снаружи три смотровых окна 21, 22, а поддон 3 камеры 1 имеет водоохлаждаемую заглушку с каналом подачи инертного газа, а шкаф управления оснащен дистанционным пультом 30 в виде электронного маховичка, установленного на боковой поверхности шкафа. Технический результат изобретения заключается в повышении производительности, возможности выращивания объемных монокристаллов цилиндрической формы в автоматическом режиме, повышении совершенства структуры монокристалла и обеспечении постоянства его размеров по всей длине за счет применения высокоточных механизмов управления на базе промышленного компьютера. 6 ил.

2404297
патент выдан:
опубликован: 20.11.2010
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к области выращивания кристаллов и может быть использовано в ростовых установках для измерения уровня расплава при расширенном диапазоне угловых скоростей его вращения. Сущность способа состоит в том, что формируют зондирующий световой пучок, направляют его под углом к поверхности расплава в точку зондирования, с помощью оптической системы, установленной на пути отраженного от поверхности расплава светового пучка, формируют изображение светового пятна из точки зондирования в плоскости фотоприемного устройства, и по положению этого пятна определяют уровень расплава, далее формируют другие зондирующие световые пучки, направляют их в точку зондирования под разными углами к плоскости падения первого пучка, при этом углы наклона пучков выбирают такими, чтобы каждый из пучков после отражения от поверхности расплава попадал в апертуру оптической системы лишь при определенном, соответствующем данному пучку диапазоне угловых скоростей вращения расплава, поочередно включают световые пучки, из последовательности соответствующих им электрических сигналов фотоприемного устройства выбирают сигналы, удовлетворяющие заданным параметрам, подсчитывают частоту появления выбранных сигналов для каждого из пучков, выбирают измерительный световой пучок, для которого частота появления выбранных сигналов превышает заданное пороговое значение, определяют для измерительного пучка положение светового пятна в изображении, по полученным данным вычисляют уровень расплава, а при снижении частоты появления выбранных сигналов от измерительного пучка ниже заданного порогового значения выбирают новый измерительный пучок, анализируя сигналы, соответствующие другим пучкам, и выбирая для измерений такой, частота появления выбранных сигналов для которого превышает частоту появления выбранных сигналов для предыдущего измерительного пучка на заданную величину. Изобретение позволяет расширить диапазон скоростей вращения расплава, в котором возможно проведение измерений, и устранить погрешность измерений уровня расплава, вызванную взаимным влиянием зондирующих световых пучков. 2 ил.

2281349
патент выдан:
опубликован: 10.08.2006
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА И ДИАМЕТРА КРИСТАЛЛА В РОСТОВОЙ УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к области выращивания кристаллов и может быть использовано в ростовых установках для измерения диаметра кристалла и уровня расплава как в центре тигля, так и в зоне кристаллообразования. Способ измерения уровня расплава и диаметра кристалла в ростовой установке, в котором с помощью датчика уровня измеряют уровень расплава в тигле на выбранном расстоянии от его оси вращения, с помощью оптической системы измерения диаметра кристалла, установленной под углом к оси кристалла, формируют изображение границы между кристаллом и расплавом, определяют в изображении координаты точек границы, по полученным координатам определяют диаметр кристалла, соответствующий измеренному уровню расплава, измеряют уровень расплава, по крайней мере, еще в одной точке, отстоящей от центра вращения на другом, отличном от ранее выбранного, расстоянии, по результатам измерений уровней расплава вычисляют угловую скорость вращения расплава и уровень расплава на требуемом расстоянии от оси вращения, в том числе - на границе между кристаллом и расплавом, и вычисляют для этого уровня диаметр кристалла. Изобретение позволяет определять уровень расплава непосредственно в зоне затравливания (при отсутствии кристалла) или зоне кристаллообразования, что устраняет погрешность измерения диаметра кристалла и позволяет регулировать уровень расплава непосредственно в зоне кристаллообразования. 2 ил.

2263165
патент выдан:
опубликован: 27.10.2005
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА КРИСТАЛЛА В РОСТОВОЙ УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к области выращивания кристаллов и может быть использовано для измерения диаметра кристалла и уровня расплава в зоне кристаллообразования. Сущность изобретения: Способ изобретения осуществляют с помощью двух измерителей, установленных под разными углами к вертикали в вертикальной плоскости, пересекающей поверхность расплава, при этом формируют два двумерных изображения границы между кристаллом и расплавом, находят на изображениях и определяют координаты по крайней мере одной пары сопряженных точек, принадлежащих разным изображениям, но являющихся проекциями в плоскостях изображений одной и той же точки границы, по координатам сопряженных точек вычисляют уровень расплава; определяют координаты других точек изображения границы, по крайней мере, на одном изображении, выполняют преобразования этих координат, используя вычисленное значение уровня расплава и получая в результате координаты точек границы в системе координат горизонтальной плоскости, проходящей через границу в точке измерения уровня расплава, и по полученным координатам точек границы в упомянутой системе координат вычисляют диаметр кристалла, при этом средний диаметр кристалла определяют, усредняя текущие результаты измерения диаметра в процессе вращения кристалла вокруг своей оси. Преимуществом способа является возможность измерения уровня расплава и диаметра кристалла при значительных смещениях оси кристалла в процессе выращивания, при этом устраняется погрешность измерения диаметра кристалла, вызванная смещением его оси, и повышается надежность всей системы измерения уровня расплава и диаметра кристалла. 3 ил.

2261298
патент выдан:
опубликован: 27.09.2005
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА В ТИГЛЕ В ПРОЦЕССЕ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ МЕТОДОМ ЧОХРАЛЬСКОГО

Изобретение относится к области получения полупроводниковых материалов. Положение уровня расплава контролируют с помощью видеокамеры, которую устанавливают под углом к вертикали. С помощью непрерывно получаемого видеоизображения определяют угол между вертикалью и лучом, проходящим через фокус оптической системы видеокамеры и центр окружности, образованной выращиваемым кристаллом на границе с расплавом. Исходя из этого угла рассчитывают расстояние от видеокамеры до плоскости расплава и поднимают тигель с расплавом до заданного уровня. Изобретение позволяет упростить процесс и повысить точность регулирования уровня расплава. 5 ил.

2227819
патент выдан:
опубликован: 27.04.2004
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ И СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ

Сущность изобретения: устройство для выращивания кристалла содержит кристаллизатор для нахождения в нем запаса расплавленного материала, из которого можно вырастить кристалл, и первое отражающее устройство для приема излучения, направленного вдоль входного пути, и отражения излучения по направлению ко второму отражающему устройству, посредством чего второе отражающее устройство отражает выходное излучение вдоль выходного пути. Первое и второе отражающие устройства располагаются на поверхности расплавленного материала или в непосредственной близости от нее так, что в процессе роста кристалла они сохраняют по существу постоянное положение относительно поверхности расплавленного материала. Устройство может содержать поддерживающие приспособления для закрепления первого и второго отражающих приспособлений. Устройство может быть устройством с одним кристаллизатором или устройством с двойным кристаллизатором. В устройстве с двойным кристаллизатором поддерживающее приспособление может быть вторым, внутренним кристаллизатором, содержащим расплавленный материал, соединяющийся через канал для жидкости с расплавленным материалом в первом кристаллизаторе. Устройство также может содержать устройство для обработки изображения для формирования изображения кристалла или любой части области поверхности роста и для определения измерения диаметра кристалла или измерения диаметра мениска в процессе роста. Устройство также может содержать устройство для регулирования роста кристалла в зависимости от измеренного диаметра кристалла или диаметра области мениска. Изобретение обеспечивает более точный контроль роста кристаллов. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 6 ил.
2200776
патент выдан:
опубликован: 20.03.2003
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА КРИСТАЛЛА В РОСТОВОЙ УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к области выращивания кристаллов в ростовых установках. Сущность изобретения: посредством измерителя, установленного под углом к расплаву, определяют положение границы между кристаллом и расплавом. При этом одновременно определяют положение границы между кристаллом и расплавом посредством другого идентичного измерителя, установленного в плоскости, проходящей через ось вращения кристалла и ось измерителя, и на основе полученных данных рассчитывают диаметр кристалла и уровень расплава. Изобретение позволяет повысить надежность и точность измерения диаметра кристалла, а также одновременно определять и уровень расплава. 1 ил.
2176689
патент выдан:
опубликован: 10.12.2001
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Использование: изобретение относится к производству для управления процессом выращивания монокристаллов из расплава по методу "Чохральского" и может быть использовано в полупроводниковом производстве, для получения монокристаллических слитков германия. Устройство состоит из вертикального штока, на котором закреплен выращиваемый монокристалл, тигля с расплавом, регулятора мощности, нагревателя, измерителя уровня расплава (лазерный источник света и фотоэлектрическое приемное устройство), а также программирующий задатчик изменения уровня. При вытягивании монокристалла заданного диаметра происходит убывание расплава в тигле, которое непрерывно контролируется измерителем уровня. Изменение диаметра постоянно компенсируется путем регулирования тепловой мощности подводимого тепла к расплаву или скорости вытягивания в зависимости от величины сигнала, связанного с измерением изменения высоты поверхности расплава во времени. Результаты измерений подаются на регулятор мощности, с которым соединен задатчик, запрограммированный в соответствии с требуемым диаметром монокристалла. В этом устройстве для измерения и контроля применена блок-схема: измеритель уровня расплава, датчик скорости роста, программирующий задатчик скорости изменения уровня расплава, регулятор мощности нагревателя (или скорости вытягивания). Данные способ и устройство позволяют стабилизировать заданную площадь растущего кристалла и регулировать процесс роста. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.
2128250
патент выдан:
опубликован: 27.03.1999
Наверх