Монокристаллы или гомогенный поликристаллический материал с определенной структурой, отличающиеся материалом или формой: ..германий – C30B 29/08

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 29/00 Монокристаллы или гомогенный поликристаллический материал с определенной структурой, отличающиеся материалом или формой
C30B 29/08 ..германий

Патенты в данной категории

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов германия в форме диска из расплава и может быть использовано для изготовления объективов в устройствах регистрации инфракрасного излучения. Монокристаллы германия выращивают в кристаллографическом направлении [111] после выдержки при температуре плавления в течении 1-2 часов, при температурном градиенте у фронта кристаллизации в пределах (10,0÷18,0) К/см, обеспечивающем плотность дислокации на уровне (2·105-5·105) на см 2. Изобретение позволяет получать монокристаллы германия со значительным увеличением площади приема сигнала за счет направленного введения в выращиваемый кристалл заданной концентрации дислокации и их превращения из стандартных дефектов кристалла в активно действующие элементы устройств инфракрасной оптики. 3 ил., 1 табл.

2493297
патент выдан:
опубликован: 20.09.2013
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ ИЗ РАСПЛАВА

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов германия из расплава, применяемых для изготовления оптических деталей (линзы, защитные окна) инфракрасной техники. Профилированные монокристаллы германия выращивают на затравочный кристалл из расплава с использованием формообразователя, помещенного в тигель и имеющего отверстия в месте примыкания его нижней части к днищу тигля для удаления избытка расплава, при этом сначала в формообразователь и промежуток между стенкой тигля и формообразователем помещают исходную загрузку германия и расплавляют ее, причем высота расплава в этом промежутке находится на уровне 0,85÷0,95 высоты расплава в формообразователе, далее в расплав формообразователя помещают затравочный кристалл, вращающийся с угловой скоростью в диапазоне 5÷20 об/мин, и осуществляют разращивание кристалла в радиальном направлении до тех пор, пока его диаметр не приблизится к диаметру формообразователя, затем вращение кристалла прекращают, осуществляют регулируемое снижение температуры до полной кристаллизации всего объема расплава в формообразователе с образованием его избытка и перетеканием расплава через отверстия формообразователя в промежуток между тиглем и формообразователем, после чего путем дальнейшего снижения температуры кристаллизуют весь объем расплава в промежутке между тиглем и формообразователем. Технический результат изобретения состоит в повышении выхода годной продукции за счет получения монокристаллов германия (в том числе крупногабаритных) универсальной формы без дефектов структуры, свободных от механических напряжений, и упрощении технологического процесса. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

2491375
патент выдан:
опубликован: 27.08.2013
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 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 МОНОКРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов германия. Сущность изобретения: монокристаллы германия выращивают из расплава на затравочный кристалл с использованием формообразователя с находящимся внутри него расплавом, имеющего отверстия для удаления образующегося при кристаллизации избыточного расплава. Вначале на вращающемся затравочном кристалле осуществляют разращивание кристалла в радиальном направлении до его касания формообразователя, помещенного в тигель без расплава, затем вращение кристалла прекращают и осуществляют кристаллизацию в осевом направлении путем снижения температуры до полного затвердевания всего объема расплава, при этом используют формообразователь в месте примыкания нижней части которого к тиглю выполняют отверстия, расположенные на одинаковых расстояниях друг от друга, радиус (r) которых удовлетворяет условию r<K/h, где К=0,2 см2, h - высота расплава (см), а количество отверстий составляет 12-18. Формообразователь может быть выполнен в виде обечайки круглой, квадратной или прямоугольной формы. Изобретение позволяет повысить выход годной продукции за счет получения монокристаллов германия универсальной формы без дефектов структуры, свободных от механических напряжений, однородных по распределению примесей, с высокой производительностью и существенным снижением технологических затрат. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

2304642
патент выдан:
опубликован: 20.08.2007
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ

Изобретение может быть использовано в ИК-оптике. Сущность изобретения: способ включает выращивание монокристаллов германия из расплава на затравку и последующую термообработку, причем операцию их термообработки проводят без извлечения монокристаллов из установки выращивания при температуре в пределах 1140-1200 К в течение 60-100 часов в температурном поле с направленным по радиусу градиентом температур в пределах 3,0-12,0 К/см. После завершения термообработки осуществляют охлаждение монокристаллов до температуры 730-750 К со скоростью не более 60-80 К/час. Изобретение позволяет выращивать монокристаллы германия с высокими оптическими характеристиками: рассеянием излучения на длине волн 10,6 мкм не выше 2,0-3,0% и показателем поглощения не более 0,02-0,03 см-1.

2261295
патент выдан:
опубликован: 27.09.2005
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение может быть использовано в полупроводниковом производстве для получения монокристаллических слитков германия. Сущность изобретения: устройство (фиг. 1) представляет собой микропроцессорную систему управления по выращиванию монокристаллических слитков германия по методу "Чохральского", на базе микроЭВМ 7, под управлением которой (в камере 12) производится выращивание монокристаллического слитка 13 (диаметром d) со скоростями вытягивания V3 и вращения 3 кристалла, при этом расплавленный металл 14, находящийся в тигле 15 (с внутренним диаметром D), вращается с угловой скоростью 1 и одновременно поднимается вверх со скоростью Vт (по мере убывания расплава в тигле). Слиток 13 (диаметром d) вытягивается из дополнительного промежуточного тигля 20 (с отверстием подпитки dп), что кроме обеспечения необходимой чистоты расплава в промежуточном тигле и равномерности легирования выращиваемого слитка, позволяет расположить датчик уровня 3 в более перегретой зоне расплава и использовать для автоматического подогрева нижней части датчика дополнительный нагреватель 19, питаемый от источника 18, с заданием минимального тока подогрева I от ЭВМ, что позволяет гарантировать температуру нижней, контактируемой с расплавом части датчика, выше возможной температуры его кристаллизации и обеспечить отсутствие намерзания расплава на датчик в процессе работы. В данной микропроцессорной системе управления определяется уточненный разностный сигнал управления Y, как функция отклонения текущей площади от заданной, на основе замеренных с датчиков отсчета непосредственных перемещений кристалла и тигля, за время цикла оценки сигнала управления, при условии поддержания постоянства уровня расплава в тигле, за счет того, что в периоды разомкнутого состояния датчика уровня расплава, скорость подъема тигля вверх устанавливается большей на величину опережения (N), чем это необходимо для условия постоянства уровня расплава (при заданном dз диаметре кристалла, внутреннем диаметре тигля D и текущей скорости вытягивания кристалла Vз), а в периоды замкнутого состояния датчика, скорость снижается на величину снижения (в М раз), по сравнению со скоростью в разомкнутом состоянии датчика, сохраняя при этом условия стабилизации уровня расплава. Далее уточненный разностный сигнал управления Y используется в системе регулирования для уменьшения разбаланса площади растущего кристалла, по каналам Тз- температура боковой точки нагревателя, Vз - скорость вытягивания, 3 - скорость вращения кристалла, т - скорость вращения тигля (с соответствующими законами регулирования), что обеспечивает стабилизацию площади или диаметра (при круглой форме) растущего кристалла в процессе всего технологического цикла выращивания кристалла, без использования оптических и других способов для стабилизации уровня расплава и определения текущего диаметра слитка. Изобретение позволяет, одновременно со стабилизацией площади растущего кристалла (диаметра), при любых текущих значениях всех четырех каналов управления (Тз, Vз, 3,т), вводить по ним также систематические (по графику) изменения в процессе роста, а так же помещать весь кристалл в закрытый цилиндрический экран или закрытую тепловую оснастку (практически без визуального просмотра слитка). 2 с.п. ф-лы, 1 ил.
2184803
патент выдан:
опубликован: 10.07.2002
Наверх