Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ выращивания монокристаллов германия

Классы МПК:C30B15/02 добавлением к расплаву кристаллизующегося материала или реагентов, образующих его непосредственно в процессе
C30B15/36 отличающееся затравочным кристаллом, например его кристаллографической ориентацией
C30B29/08 германий
C30B29/64 плоские кристаллы, например пластины, ленты, диски
C30B33/00 Последующая обработка монокристаллов или гомогенного поликристаллического материала с определенной структурой
G02B1/02 изготовленные из кристаллов, например каменной соли, из полупроводников
B29D11/00 Изготовление оптических элементов, например линз, призм
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-02-27
публикация патента:

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.

Рисунки к патенту РФ 2493297

способ выращивания монокристаллов германия, патент № 2493297 способ выращивания монокристаллов германия, патент № 2493297 способ выращивания монокристаллов германия, патент № 2493297

Изобретение относится к способам выращивания монокристаллов полупроводников из расплава и может быть использовано для выращивания монокристаллов германия в форме дисков, применяемых для изготовления деталей оптических устройств.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения - прототипом - является способ выращивания монокристаллов германия в форме диска для изготовления деталей устройств ИК-оптики RU 2304642 А, 20.08.2007. Согласно способу монокристалл германия выращивают на затравку. Способ включает реверсивное вращение кристалла, описывает режим выращивания монокристалла в формоообразователе особой формы, обеспечивающей условия, исключающие растрескивание монокристалла и разрушение тигля. Достигается плотность дислокации в пределах 5·10 3 до 1·104 на см2.

Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка способа выращивания монокристаллов германия с плотностью дислокации в пределах от 2·104 до 5·105 на см2.

Существенными отличиями заявляемого изобретения от прототипа, позволяющими достичь заявляемого технического результата, являются:

- выдержка расплава при температуре плавления в течение 1÷2 часов, обеспечивающая требуемое усреднение;

- поддержание, за счет определенного размещения тигля, нагревателя и экранировки, температурного градиента у фронта кристаллизации в узких пределах (10÷18) К/см, что обеспечивает получение монокристаллов с плотностью дислокации в пределах от 2·104 до 5·105 на см2.

Сущность изобретения

До начала процесса выращивания монокристалла германия расплав выдерживается в формообразователе при температуре плавления в течение 1÷2 часов. Далее в процессе выращивания монокристалла германия в кристаллографическом направлении [111] обеспечивается поддержание температурного градиента у фронта кристаллизации в узких пределах (10÷18) К/см, что обеспечивает получение монокристаллов германия с плотностью дислокации в пределах от 2·104 до 5·105 на см2 .

Плотность дислокации в выращенном монокристалле германия выявляется методом селективного химического травления. Для плотности дислокации в пределах от 2·104 до 5·105 на см2 ямки травления в виде трехгранной антипирамиды с размером сторон порядка 30,0 мкм, равномерно распределяются в виде модулированной сетки на равных расстояниях друг от друга. На оптические свойства монокристалла германия дислокации не оказывают существенного влияния, так как поперечный размер дислокации соизмерим с постоянной решетки (0,56 нм).

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение монокристаллов германия со значительным увеличением площади приема сигнала Таблица. 1.

Изобретение поясняется Таблицей 1.

Таб. 1. Соотношения площадей монокристаллических приемников из германия по прототипу и заявляемому способу.

Осуществление изобретения.

Для выращивания монокристаллов германия в форме диска диаметром 180 мм и высотой 40 мм в графитовый тигель с внутренним диаметром 220 мм устанавливается графитовый формообразователь с внутренним диаметром 180 мм, имеющий отверстия в нижней части. В формообразователь загружается 5,62 кг зонноочищенного кристаллического германия. Загрузка расплавляется и расплав выдерживается при температуре плавления в течение 2 часов. Производится выращивание монокристала германия в кристаллографическом направлении [111], при этом температурный градиент у фронта кристаллизации поддерживается в пределах (10,0÷14,0) К/см. Для определения плотности дислокации, после окончания кристаллизации и остывания, монокристалл германия подвергается селективному химическому травлению. Средняя плотность дислокации составила 7·104 на см.

Промышленная применимость

Способ может применяться в организациях, имеющих оборудование для роста кристаллов и их обработки, например, в Межвузовской лаборатории кристаллизации Тверского государственного университета.

Таблица 1
Диаметр монокристалла, ммОтносительная площадь сечения без выявленных дислокации (прототип) Относительная площадь сечения с дислокационными ямками травления (заявляемый способ)
300,0 9,017,1
400,016,0 30,4
500,0 25,047,5
600,036,068,4
800,064,0 120,9

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ выращивания монокристаллов германия в форме диска, применяемых для изготовления объективов в устройствах регистрации инфракрасного излучения, отличающийся тем, что монокристаллы выращиваются в кристаллографическом направлении [111] после выдержки при температуре плавления в течение 1-2 ч, при температурном градиенте у фронта кристаллизации в пределах 10,0÷18,0 К/см, обеспечивающем плотность дислокации на уровне 2·104 -5·105 на 1 см2.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2493297

patent-2493297.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C30B15/02 добавлением к расплаву кристаллизующегося материала или реагентов, образующих его непосредственно в процессе

Патенты РФ в классе C30B15/02:
способ получения крупногабаритных монокристаллов антимонида галлия -  патент 2528995 (20.09.2014)
способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута -  патент 2485218 (20.06.2013)
способ получения крупногабаритных монокристаллов антимонида индия -  патент 2482228 (20.05.2013)
способ получения монокристалла оксида цинка -  патент 2474625 (10.02.2013)
способ выращивания объемных монокристаллов александрита -  патент 2471896 (10.01.2013)
способ получения монокристалла -  патент 2418108 (10.05.2011)
способ выращивания монокристаллов с заданным распределением примесей по его длине -  патент 2402646 (27.10.2010)
способ получения совершенных кристаллов трибората цезия из многокомпонентных растворов-расплавов -  патент 2367729 (20.09.2009)
устройство для выращивания слоев кремния на углеродной подложке -  патент 2365684 (27.08.2009)
способ получения монокристаллов молибдата цинка -  патент 2363776 (10.08.2009)

Класс C30B15/36 отличающееся затравочным кристаллом, например его кристаллографической ориентацией

Патенты РФ в классе C30B15/36:
способ выращивания монокристаллов литий-магниевого молибдата -  патент 2487968 (20.07.2013)
способ получения крупногабаритных монокристаллов антимонида индия -  патент 2482228 (20.05.2013)
способ получения монокристаллов фосфида индия -  патент 2462541 (27.09.2012)
способ и установка для выращивания монокристалла сапфира с ориентацией в с-плоскости -  патент 2436875 (20.12.2011)
способ выращивания монокристаллов сапфира из расплава -  патент 2350699 (27.03.2009)
сплав для монокристаллических затравок -  патент 2255130 (27.06.2005)
монокристалл со структурой галлогерманата кальция для изготовления дисков в устройствах на поверхностно-акустических волнах и способ его получения -  патент 2250938 (27.04.2005)
способ выращивания кристаллов -  патент 2248418 (20.03.2005)
способ выращивания монокристаллов -  патент 2241792 (10.12.2004)
способ получения кристаллов кремния с циклической двойниковой структурой -  патент 2208068 (10.07.2003)

Класс C30B29/08 германий

Класс C30B29/64 плоские кристаллы, например пластины, ленты, диски

Патенты РФ в классе C30B29/64:
сапфир с r-плоскостью, способ и устройство для его получения -  патент 2448204 (20.04.2012)
способ и установка для выращивания монокристалла сапфира с ориентацией в с-плоскости -  патент 2436875 (20.12.2011)
монокристалл сапфира, способ его изготовления (варианты) и используемое в нем плавильное устройство -  патент 2388852 (10.05.2010)
устройство для выращивания слоев кремния на углеродной подложке -  патент 2365684 (27.08.2009)
устройство для непрерывного выращивания двусторонних слоев кремния на углеродной фольге -  патент 2332530 (27.08.2008)
устройство для непрерывного группового выращивания ориентированных слоев кремния на углеродной ткани -  патент 2258772 (20.08.2005)
способ и устройство для выращивания кристаллов -  патент 2198968 (20.02.2003)
способ изготовления пластин и/или листов фольги анизотропного пиролитического нитрида бора, лист фольги, изготовленный этим способом, изделие из анизотропного пиролитического нитрида бора в виде пакета пластин и/или листов фольги и способ его получения -  патент 2179204 (10.02.2002)

Класс C30B33/00 Последующая обработка монокристаллов или гомогенного поликристаллического материала с определенной структурой

Патенты РФ в классе C30B33/00:
способ формирования высококачественных моп структур с поликремниевым затвором -  патент 2524941 (10.08.2014)
способ обработки цилиндрических поверхностей сапфировых деталей, сапфировая плунжерная пара и насос-дозатор на ее основе -  патент 2521129 (27.06.2014)
монокристаллический алмазный материал -  патент 2519104 (10.06.2014)
способ изготовления фантазийно окрашенного оранжевого монокристаллического cvd-алмаза и полученный продукт -  патент 2497981 (10.11.2013)
способ формирования бидоменной структуры в пластинах монокристаллов -  патент 2492283 (10.09.2013)
способ получения пластины комбинированного поликристаллического и монокристаллического алмаза -  патент 2489532 (10.08.2013)
способ получения кристаллических заготовок твердых растворов галогенидов серебра для оптических элементов -  патент 2486297 (27.06.2013)
способ формирования полидоменных сегнетоэлектрических монокристаллов с заряженной доменной стенкой -  патент 2485222 (20.06.2013)
лазерная фторидная нанокерамика и способ ее получения -  патент 2484187 (10.06.2013)
способ соединения деталей из тугоплавких оксидов -  патент 2477342 (10.03.2013)

Класс G02B1/02 изготовленные из кристаллов, например каменной соли, из полупроводников

Патенты РФ в классе G02B1/02:
монокристалл граната, оптический изолятор и оптический процессор -  патент 2528669 (20.09.2014)
способ получения поликристаллического оптического материала на основе оксидов -  патент 2522489 (20.07.2014)
пленки с переменным углом наблюдения из кристаллических коллоидных массивов -  патент 2504804 (20.01.2014)
оптический монокристалл -  патент 2495459 (10.10.2013)
способ получения кристаллических заготовок твердых растворов галогенидов серебра для оптических элементов -  патент 2486297 (27.06.2013)
плоская линза из лейкосапфира и способ ее получения -  патент 2482522 (20.05.2013)
способ получения фотонно-кристаллических структур на основе металлооксидных материалов -  патент 2482063 (20.05.2013)
способ формирования термочувствительных нанокомпозиционных фотонных кристаллов -  патент 2467362 (20.11.2012)
способ получения оптической среды на основе наночастиц sio2 -  патент 2416681 (20.04.2011)
оптический монокристалл -  патент 2413253 (27.02.2011)

Класс B29D11/00 Изготовление оптических элементов, например линз, призм

Патенты РФ в классе B29D11/00:
офтальмологические устройства для доставки гидрофобных обеспечивающих комфорт агентов -  патент 2527976 (10.09.2014)
дифракционная мультифокальная интраокулярная линза с модифицированной зоной центрального расстояния -  патент 2526426 (20.08.2014)
многоцелевая пресс-форма -  патент 2526383 (20.08.2014)
способ изготовления матриц для заготовок элементов светоотражающих систем -  патент 2525705 (20.08.2014)
метод и аппарат для формовки офтальмических линз с встроенным микроконтроллером -  патент 2519346 (10.06.2014)
способ закрепления компонентов с энергопитанием в офтальмологической линзе -  патент 2508200 (27.02.2014)
метод и аппарат для формовки офтальмологической линзы с встроенным процессором данных -  патент 2506163 (10.02.2014)
способ и устройство изготовления офтальмологического прибора с изменяемым фокусом -  патент 2505407 (27.01.2014)
субстрат с источником энергии для офтальмологического устройства -  патент 2505406 (27.01.2014)
способ изготовления офтальмологического устройства с автономным источником энергии -  патент 2505405 (27.01.2014)

Наверх