DE1519916B1

DE1519916B1 - Vorrichtung zum Ziehen von Einkristallen aus einer in einem Tiegel befindlichen Schmelze

Info

Publication number: DE1519916B1
Application number: DE19671519916
Authority: DE
Inventors: Ichiro Kato
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1966-01-26
Filing date: 1967-01-26
Publication date: 1970-10-01
Also published as: NL6701211A; NL128651C; JPS4613544Y1; US3511609A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ziehen und eine gute Wärmebeständigkeit aufweist. Besonders von Einkristallen aus einer in einem Tiegel befind- geeignet hierzu ist Polyfluoräthylen. Durch die Hülse 4 liehen Schmelze. Die Vorrichtung besteht dabei aus werden die Elemente 15 der Totalaufhängung geführt, einer Aufhängung für einen Keimkristall, die vertikal sie bestehen aus den Kugelelementen 12 und den beweglich und drehbar oberhalb des Tiegels angeordnet 5 Verbindungselementen 13. Am unteren Ende der Kette

und mit Antriebselementen gekuppelt ist. hängt der Kristallkeim 14.

Die bekannte Vorrichtung in dieser Art besteht aus Der Außendurchmesser der Kugelelemente 12 ist einer Hubstange als Kristallkeimaufhängevorrichtung, so bemessen, daß sie mit einem dichten Reibungspaßdie auch in Drehung versetzt werden kann. Der sitz durch die Innenzylinderwandung der Hülsenaus-Nachteil der Vorrichtung besteht darin, daß der von io kleidung Ab gleiten und einen gasdichten Abschluß der Stange herabhängende gewachsene Kristall zum herstellen. Oberhalb des Kessels 1 ist eine Dreh-Brechen neigt oder in seiner Wachstumsrichtung trommel 16 zum Aufwickeln der Aufhängevorrichtung abgelenkt wird. Man hat auch schon vorgeschlagen, angeordnet, die von dem Antriebsorgan 17 reversierbar den Kristallhalter an einem Faden aufzuhängen, der angetrieben werden kann.

mittels einer Zugvorrichtung beispielsweise einer 15 Der Tiegel 2 besteht vorzugsweise aus Quarz und Umlenk- oder Wickeltrommel in eine vertikale Hub- sitzt in einem äußeren Behälter la aus Preßkohlenoder Senkbewegung versetzt werden kann. Diese Vor- stoff. Dieser Kohlenstoff dient als Wärmeüberrichtung erlaubt es aber nicht, den Kristallhalter zu tragungselement zur indirekten Erwärmung des Tiedrehen, und es besteht auch die Schwierigkeit bei Ver- gels 2 durch die Kohlenstoffelemente 2b. Mit Hilfe Wendung eines geschlossenen Tiegels, diesen gegen die 20 dieser Anordnung wird die in den Tiegel eingefüllte Aufhängevorrichtung abzudichten. Schmelze flüssig gehalten.

Nach der Erfindung lassen sich diese Nachteile und Die so gebildete Vorrichtung erlaubt es, mit Hilfe Schwierigkeiten dadurch vermeiden, daß als Keim- der beiden Antriebe 6 und 17 Vertikal- und Drehkristallaufhängung in einer Reihe miteinander durch bewegungen der Aufhängevorrichtung zu erzeugen, Verbindungselemente verbundene Kugel- oder Zy- 25 ohne daß die unvermeidlichen Vibrationen auf den linderelemente, als Antrieb zur Vertikalbewegung eine Kristall 14 übertragen werden, weil die Verbindungsdrehbare Trommel, auf welcher die Elemente auf- elemente diese Vibrationen vorher absorbieren. Die wickelbar sind, und als Antrieb zur Drehung eine einen Aufhängekette hängt unterhalb der Hülse 4 senkrecht Teil der Elemente umschließende hohle Hülse, die um und führt nur exakte Drehungen um ihre vertikale eine vertikale Achse so drehbar ist, daß der Aufhän- 30 Mittellinie und eine langsame Bewegung nach oben gung durch die Reibung zwischen der Hülseninnen- aus, so daß sich ein ideales Wachstum des Kristalls wand und den Elementen ein Drehmoment erteilt wird, erzielen läßt,
angeordnet sind. Die Einstellung des Reibungswertes zwischen der

Der Tiegel kann dabei — wie die Erfindung weiter Hülsenauskleidungsinnenwand und den Elementen

vorsieht — innerhalb eines gasdichten Kessels und die 35 der Aufhängevorrichtung läßt sich durch Änderung

Hülse am Oberteil des Kessels angeordnet sein. Die des Innendurchmessers der Hülsenauskleidung da-

Kugel- bzw. Zylinderelemente sind von der Hülse durch einstellen, daß auf die obere Stirnseite der

gasdicht umschlossen. Die hohle Hülse weist dabei Auskleidung eine Druckkraft aufgebracht wird, die

zweckmäßig eine wärmebeständige Auskleidung mit die Auskleidung in geringem Maße plastisch deformiert,

hohem Reibungskoeffizient auf. 40 Bei der Ausbildung der Elemente der Aufhängevor-

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung richtung nach F i g. 2 sind die Kugelelemente 12

dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. als Rohrkörper geformt, die durch Verbindungs-

Die Zeichnung zeigt in zapfen 13 mit verdickten Kopfenden 13 a in den Hohl-

F i g. 1 die Vorrichtung in schematischer Dar- raum der Kugel 12 ragen und mit den Kugeln zustellung im Vertikalschnitt, 45 sammen eine Kette bilden.

F i g. 2 eine Aufhängevorrichtung in vergrößertem Entsprechend ist die Ausbildung des hohlen Zy-

Maßstab (Schnitt) und in linderelementes 18 in Fi g. 4. Die Kugel- bzw.

F i g. 3 bis 5 andere Ausführungsformen der Zylinderhohlkörper 12 bzw. 18 nach F i g. 3 und 4

Aufhängevorrichtung gemäß F i g. 2. weisen ferner eine zwischen den beiden Einsteck-

Der gasdichte Kessel 1 enthält auf seinem Boden 50 Öffnungen für die Kopfenden 13 a der Verbindungseinen Tiegel 2, der mit einer Mutterflüssigkeit für zapfen 13 angeordnete Zwischenwand 12 a bzw. 18 a das Kristallwachstum gefüllt ist. Der Kessel 1 ist auf auf. Diese Zwischenwände stellen bei Durchgang der nicht dargestellte Weise mit einer Fensteröffnung für Elemente durch die hohle Hülse 4 mit der Innendas Einsetzen und Herausnehmen des Tiegels ver- auskleidung Aa einen absolut gasdichten Verschluß sehen. Der Kessel kann durch eine ebenfalls nicht 55 sicher, da auch geringfügige Gasmengen, die durch die dargestellte Pumpvorrichtung ausgepumpt und mit Rechtecköffnungen der Kopfenden 13 a hindurcheinem nicht oxydierenden Gas, wie Stickstoff, Wasser- treten, durch diese Zwischenwände aufgehalten werden, stoff od. dgl., gefüllt werden. Der Kessel weist ferner Die Kugelelemente nach F i g. 5 bestehen aus zwei an seiner oberen Wand eine Öffnung 3 oberhalb des Hohlkugeln 19 und 20 unterschiedlichen DurchTiegels 2 auf, in der eine hohle, um sich vertikal 60 messers mit einem zwischen diesen Kugeln vorgedrehbare Hülse 4 angeordnet ist. Die Hülse ist mit sehenen Zylinderrohrstück 21. Sie bilden zusammen einer Außennut 4 a versehen, in der ein Riemen 5 mit dem Zylinderrohrstück einen in sich geschlossenen läuft, der über das Getriebe 7 mit den Übertragungs- Hohlkörper, wobei die größere Hohlkugel 19 an der elementen 8, 9, 10 und 11 von Motor 6 angetrieben dem Rohrstück 21 gegenüberliegenden Seite eine wird. Die Lagerung der Hülse 4 im oberen Teil des 65 Öffnung aufweist, in die die kleinere Hohlkugel 20 Kessels 1 muß in bekannter Weise gasdicht ausgeführt des folgenden Kugelelementes einsteckbar ist. Diese sein. Die Innenseite der Hülse ist mit einer Auskleidung Ausbildungsform der Elemente wird in der Weise Ab versehen, die einen hohen Reibungskoeffizienten hergestellt, daß im Inneren eines einseitig geschlossenen

zylindrischen Hohlzapfens ein Explosivstoff eingebracht wird und der diesen Explosivstoff enthaltende Teil des Hohlzapfens, der an seinem offenen Ende in den Kugelkörper mit dem größeren Durchmessei ausläuft, in den Kugelkörper des folgenden Elementes eingesteckt und anschließend durch Zünden des Explosionsstoffes expandiert wird.

Die Elemente der Aufhängevorrichtung werden zweckmäßig aus einem Werkstoff hergestellt, der eine Hitzebeständigkeit von mindestens HOO⁰C aufweist, wie Edelstahl, Platin.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ziehen von Einkristallen aus einer in einem Tiegel befindlichen Schmelze, bestehend aus einer Aufhängung für einen Keimkristall, die vertikal beweglich und drehbar oberhalb des Tiegels angeordnet und mit Antriebselementen gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Keimkristallaufhängung in einer Reihe miteinander durch Verbindungselemente (13) verbundene Kugel- oder Zylinderelemente (12 bzw. 18), als Antrieb zur Vertikalbewegung eine drehbare Trommel (16), auf welcher die Elemente aufwickelbar sind, und als Antrieb zur Drehung eine einen Teil der Elemente umschließende Hohlhülse (4), die um eine vertikale Achse so drehbar ist, daß der Aufhängung durch die Reibung zwischen der Hülseninnenwand und den Elementen ein Drehmoment erteilt wird, angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiegel (2) innerhalb eines gasdichten Kessels (1) und die Hülse (4) am Oberteil des Kessels angeordnet ist und die Kugel- bzw. Zylinderelemente von der Hülse gasdicht umschlossen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Hülse (4) eine wärmebeständige Auskleidung mit hohem Reibungskoeffizienten aufweist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel- bzw. Zylinderelemente (12 bzw. 18) als Hohlkörper ausgebildet sind, in die als Verbindungselemente dienende Zapfen (13) mit verdickten Kopfenden (13 a) eingesteckt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (12 bzw. 18) eine zwischen den beiden Einstecköffnungen für die Kopfenden (13 a) der Verbindungszapfen (13) angeordnete Zwischenwand (12 a bzw. 18 a) aufweisen.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungs- und Kugelelemente aus zwei Hohlkugeln (19 und 29) unterschiedlichen Durchmessers bestehen, die mit einem Zylinderrohrstück (21) fest verbunden sind und einen in sich geschlossenen Hohlkörper bilden, wobei die größere Hohlkugel (19) an der dpm Rohrstück (21) gegenüberliegenden Seite eine Öffnung aufweist, in die die kleinere Hohlkugel (20) des folgenden Elementes einsteckbar ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Auskleidung (4 a) der Hülse (4) durch Aufbringen einer Druckkraft auf den oberen Rand der Auskleidung veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen