JPH0733309B2 - 溶融物から結晶性物質を造るための方法 - Google Patents

溶融物から結晶性物質を造るための方法

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JPH0733309B2
JPH0733309B2 JP60193994A JP19399485A JPH0733309B2 JP H0733309 B2 JPH0733309 B2 JP H0733309B2 JP 60193994 A JP60193994 A JP 60193994A JP 19399485 A JP19399485 A JP 19399485A JP H0733309 B2 JPH0733309 B2 JP H0733309B2
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magnetizable
core
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融物(もしくはるつぼ或いは貯留棒)およ
び結晶物質に、結晶性の物質を溶融物から引上げる際に
溶融物の二次元の混合が行われるような相互の相対運動
を与えて行う、溶融物から結晶性の物質を造るための方
法に関する。
結晶性物質をるつぼを持たない帯域溶融を行うための装
置は、例えばドイツ連邦共和国刊行物“Kristallisatio
n,VEB Deutscher Verlag fuer Grundstoffindustrie"に
収録の論文“Die Zuchtung von Einkristallen aus der
Schmelze"第144頁〜第163頁、特に第154頁と第155頁か
ら公知である。
冒頭に記載した様式の方法は−この方法がCzochralski
による引き上げ方法に関するものである限り−ドイツ連
邦共和国公開特許公報第44020号から公知である。この
場合溶融物の二次元状の混合は、結晶の品質の改善に役
立つ以外に、棒状の結晶性物質の断面全体にわたる比較
的一様な抵抗分布を得るのに役立ち、この場合二次元状
の混合はドーピング物質の溶融物容量上への均一な配分
を可能にする。
公知の方法の実施は通常の作業手段を用いて行われる
が、この場合結晶の種の内転サイクロイド軌跡は、るつ
ぼおよび結晶性物質のための保持体をそれぞれ独自の立
体的に一致しない軸線を中心にして回転させ、かつ結晶
性物質を保持体に偏心させて固定することによって形成
された。しかし、通常の様式で電動モータによる駆動部
を使用して達せられる、従って伝導が軸、伝導機構もし
くは棒を介して行われるるつぼおよび保持体のための上
記の簡単な回転運動にあっては、外部から来る障害(振
動、衝撃等)がるつぼおよび結晶性物質に伝わるのを回
避できない。
本発明の課題は、上記の欠点を伴うことなく、結晶性物
質、るつぼおよび/又は−るつぼを使用しない帯域溶融
方法を行う場合は−貯留棒に簡単な回転運動或いは出発
位置と異なった位置への運動を与える以外に、所定の相
互の相対運動をも与えることが可能な方法を造ることで
ある。
この場合、複雑な運動曲線はるつぼと結晶性物質間の或
いは結晶性物質と貯留棒間の相互作用によってのみなら
ず、結晶性物質、るつぼ或いは貯留棒の振動のみで可能
となる。この方法な内転サイクロイド運動曲線、エピサ
イクロイド運動曲線および他の複合運動曲線をも可能に
する。
本発明の根底をなす課題は冒頭に記載の方法にあって以
下のようにして解決される。即ち、棒またはるつぼのた
めの保持機構を備えており、この保持機構に磁石(軸方
向安定化磁石)によって懸架されている磁化可能な鉄心
が設けられており、この場合上記磁石に軸方向の摺動の
ための装置が設けられており、この磁化可能な鉄心のた
めの半径方向安定装置が設けられており、この装置が磁
化可能な鉄心を非接触状態で取り囲んできる電磁石、電
気制御装置および位置決めセンサとから成り磁化可能な
鉄心のその標準位置からの偏倚に応動する位置決めセン
サの信号の関数として発生される信号で負荷されるよう
に構成されている、棒またはるつぼのための保持機構を
備えたるつぼによらない帯域溶融装置またはるつぼから
引き上げ装置を使用すること、および磁化可能な鉄心を
半径方向で移動させるためにおよび/又は磁化可能な鉄
心の周期的な振動運動を発生させるために交流電流或い
は三相電流を半径方向安定装置の磁石に供給することに
よって解決される。
本発明にあって、二次元の混合とは、結晶性物質の軸線
或いは溶融るつぼの軸線或いは両軸線が保持機構の中心
軸線を中心にして回転されることにより、結晶性物質の
軸線と溶融るつぼの軸線とが相対運動させられ、この相
対運動により誘起される混合を意味しており、その際結
晶性物質自体或いは溶融るつぼも自身の軸線を中心にし
て回転する。
使用される装置にあっては−摩擦を伴わない軸方向の摺
動は度外視して−軸方向の位置における磁化可能な鉄心
の非接触的な固定により、磁化可能な鉄心および保持機
構に固定された結晶性の物質および/又はるつぼ或いは
貯留棒が揺動および振動作用を受けることがない。
半径方向安定装置により、磁化可能な鉄心は軸方向の摺
動運動を行った場合でも半径方向の標準位置に留まるこ
とが可能となる。したがって磁化可能な鉄心は磁力によ
り軸方向で案内される。従って使用された装置にあって
は、例えばドイツ連邦共和国特許公報第2306755号から
公知の装置にあって強磁性の鉄心の領域内において容器
内壁を介して行われるような、磁化可能な鉄心の他の案
内、および同様に結晶性物質を含んでいる容器も必要で
はない。従って、使用される装置は結晶成長装置として
使用する場合は結晶性物質を含んでいる容器を設けて使
用することも、またこの容器を設けなくとも使用するこ
とが可能である。
形成での結晶性物質を含んでいる容器或いは室(例えば
高度に機密な室)が設けられている場合は、もちろん容
器或いは室の壁は磁化可能な鉄心を囲繞している領域内
において磁化不能な材料で構成されていなければならな
い。特に保持機構の機械的な半径方向での案内部もしく
は保持機構を軸方向で摺動させるための機械的な装置に
あって必要であるような、室壁の領域内に設けられる滑
りパッキンおよび他のパッキンを設けなくて済む。従っ
て使用される装置は、室内に存在している雰囲気が極め
て高い純度要件を充たさなければならない成長工程に特
に適している。
本発明による方法を実施する場合、電磁石によって発生
される静的な磁場と動的な磁場を重塁することにより、
磁化可能な鉄心の付加的な運動が発生される。この場
合、半径方向の磁場の非対称的な変化は物質の半径方向
の移動を誘起し、周期的な片側での磁場の変化は振動す
る運動を発生させ、周期的な非対称的な回転磁場は物質
軸の回転を誘因する。この摺動運動と物質のその軸を中
心とした回転伴う運動の重塁により溶融帯域内の複雑な
運動過程並びにエピサイクロイド運動或いはヒポサイク
ロイド運動が発生される。また、磁化可能な鉄心の軸方
向の振動運動を発生させることも可能である。
もちろん、結晶性物質(および磁化可能な鉄心と相当す
る保持機構)の軸の半径方向の摺動運動は、半径方向安
定装置の外側に設けられている電磁石要素を機械的に半
径方向に移動させることによっても発生させることが可
能である。
本発明による方法を実施する場合の磁化可能な鉄心の半
径方向の移動は、この磁化可能な鉄心が結晶性物質、る
つぼ或いは貯留棒を保持しているかどうかに関係なく行
われる。
電磁石要素に供給される交流電流或いは三相電流は例え
ば直接電気的な外乱要素として−電気制御装置に電磁石
を負荷させる−信号に重塁させる。この妨害された信号
は電磁石を介して磁化可能な鉄心の標準位置からの偏倚
を示す。
制御装置は、磁化可能な鉄心を再び標準位置に戻そうと
働きはするが、外乱が未だに存在しておる場合、即ち電
磁石になおも干渉信号が与え続けられている場合および
例えばPD−制御器のような適当な制御装置が設けられて
いる場合、標準位置からの偏倚は与えられたままに留ま
る。その際、干渉信号が適当に選択されている際留まっ
ている偏倚は磁化可能な鉄心の所望の運動経過に相当す
る。
磁化可能な鉄心の所定の運動経過を発生させるための静
的なおよび/又は周期的に変わる交流電流或いは三相電
流を、磁化可能な鉄心の所望の静的或いは時間的に変化
する標準位置(もしくは所望の運動経過)に相当するガ
イド信号を一つ或いは多数の制御装置に与えるようにし
て、発生させることから成る本発明による実施例が有利
であることが判った。これにより、磁化可能な鉄心をそ
の標準位置に調整することを役目としている制御装置に
所望の運動経過に相当する時間的な標準位置が予め与え
られる。制御装置は−所定の標準位置の時間的な変化の
様相および制御装置の様式に応じて−磁化可能な鉄心を
直接或いは時間的な遅れをもって所望の位置に移動さ
せ、これにより所望の運動経過が形成される。この場合
ここで与えられた標準位置は本来の標準位置と静力学的
に異なり、ステップ関数或いは正弦関数或いはまた同じ
ような性質の関数に従う。この場合、結晶性物質および
るつぼ或いは結晶棒および貯留棒が磁気的に半径方向で
安定されている場合、これらの要素の運動の重塁により
任意の複雑な運動が−半径方向安定装置にあっても−生
成される。
このような半径方向安定装置は一般に二つのセンサ対と
二つの電磁石対とから成り、これらのうち二つのセンサ
はそれぞれ一つの性装置と結合されている。それぞれ所
属し合うセンサは磁化可能な鉄心の相対する側に対置さ
れている。それぞれ所属し合うセンサの結合線は垂直方
向で上下に敷設されている。
本発明による方法の有利な実施例にあっては、同じ周波
数の、かつ制御装置毎にその振幅および/又はその相に
おいて異なるガイド信号が制御装置に与えられる。
これによって磁化可能な鉄心の運動が生じ、この運動に
あって磁化可能な鉄心の軸線点は半径方向安定装置の面
にあって軸線が固定された楕円形の軌跡を描く。容易に
理解し得るように、このようにして純粋な環状の運動
(位相角90°、角0°)を生成可能である。
更に、制御装置には時間的に変わるガイド信号が与えら
れる。例えば(ガイド信号の振幅が一定である場合)ガ
イド信号の一のみの周波数が変化する場合、磁化可能な
鉄心の軸線点が簡単な半径方向安定装置の面内でサージ
に関する公知のリサージュ図形を描く運動が生成され
る。他の運動パラメータをも変えるガイド信号の印加に
より、容易に複雑な運動を生成させることが可能であ
る。
半径方向安定装置が一つの面で上下に設けられている場
合、磁化可能な鉄心の複雑な運動生成のための他の可能
性が得られる。両半径方向安定装置の制御装置が等しい
ガイド信号で負荷されると、磁化可能な鉄心が運動を行
う。しかしこの場合磁化可能な鉄心はその垂直位置から
ずれることがない。これに反して制御装置が異なるガイ
ド信号で負荷された際は磁化可能な鉄心はすりこぎ運動
を行う。この運動は磁化可能な鉄心に懸架されている要
素(結晶性物質、るつぼ、貯留棒)の複合運動を誘起す
る。
従って、本発明による方法は結晶性物質、るつぼ或いは
貯留棒の多数の運動経過を支障なくかつ再生可能に調節
する可能性を提供する。その上、軸方向安定化磁石或い
はリニアモータの直ぐ下方に、或いはまた例えばリニア
モータと半径方向安定装置の電磁石を囲繞している全中
空の固定子の直ぐ下方にも設けることが可能な動力測定
装置を使用した場合、成長する結晶性物質の重量増大を
正確に追跡し、結晶成長の規制に利用することが可能と
なる。結晶性物質を取り囲んでいる成長室が設けられて
いる場合、成長工程に影響を与える公知のすべてのパラ
メータを実際に同時に調節できかつ相互に無関係に改変
可能である。本発明による方法は使用する装置との組合
せにより結晶成長工程の最適化に適しているのみなら
ず、結晶成長工程自体の研究にあって、および結晶成長
と結晶接芽(Kristalldotierung)の組合せの下に新し
い結晶群を成長させるのにも使用できる。
本発明による方法を実施するにあたって、半径方向安定
装置が環状に形成され、磁化可能な鉄心を−この磁化可
能な鉄心と自己との間に環状の間隙が形成されるように
−取り囲むように構成される実施例が有利である。たの
場合、半径方向安定装置の電磁石が環状の間隙内で本質
的に半径方向に指向している予磁化部を備えているのが
有利えある。この際予磁化のために永久磁石が設けられ
ている。
装置のこの実施例の場合容易に、13mm以上の間隙幅を有
する環状の間隙を構成することが可能である。この環状
の間隙は磁化可能な鉄心が運動するための十分な空間を
与える。
磁化可能な鉄心を軸方向で摺動させるため軸方向安定化
磁石は、これが半径方向安定装置の電磁石の直ぐ上方に
存在し、これによりその磁場が電磁石と磁化可能な鉄心
との間の環状の間隙を本質的に半径方向で貫通しており
かつ予磁化が行われるように、設けられている。
軸方向安定化磁石の半径方向での摺動に必要な運動は、
この軸方向安定化磁石を−保持機構を懸架するためのか
つこの保持機構を軸方向で摺動させるための装置の−別
個に軸方向で摺動可能な固定枠に設けることによって生
成される。使用される装置の特に優れた実施例にあって
は、これに対して磁化可能な鉄心を軸方向で摺動させる
ための装置は駆動要素としての中空円筒形の固定子と磁
化可能な鉄心とから成る電磁石によるリニアモータから
成る。軸方向の摺動はこの場合磁界力を介してのみ行わ
れる。この際機械的に運動可能な部材は設けられない。
本発明による方法を実施するために使用される装置の有
利な他の実施例は、自己と磁化可能な鉄心との間に形成
される環状の間隙を有する環状の回転磁界固定子が設け
られていることである。即ち、結晶性物室を造る際品質
上の理由から回転運動が望ましい場合、磁化可能な鉄心
の軸方向の摺動に回転磁界固定子により回転運動が重塁
される。添付図面には本発明による方法を実施する際に
使用される装置を図示した。これらの図面に基づいて本
発明による方法を詳しく説明する。
第1図に図示した装置は溶融るつぼのための抵抗加熱器
2を備えている溶融るつぼ1を備えている。この溶融る
つぼは半径方向安定装置のための固定されている支台3
と結合されている固定枠4上に載っている。電磁石7の
ための高さが調節可能な保持板6を備えている固定枠5
も固定されている支台3に設けられている。更に装置は
結晶9用の固定部8を備えており、この固定部に磁化可
能な鉄心10が固定されている。この磁化可能な鉄心はそ
の下部分において錆びない、磁化可能な鋼から成る長く
延びている中空円筒体10aとその上方に設けられた円筒
形の永久磁石10bとから成る。電磁石7はその高さ方向
で、これが磁化可能な鉄心の永久磁石10bを作動位置で
取り囲み、従ってこの永久磁石が−電磁石が接続された
場合−軸方向で固定されるように設けられている。保持
板6の高さ方向の摺動は図面に図示していないスピンド
ル駆動部或いは液圧シリンダによって行われる。機枠4
に固定されている二つの半径方向安定装置は強磁性の鉄
心12を備えている各々4つのコイル11から成り、これら
のコイルはそれぞれ対の状態で互いに相対して設けられ
ており、これらのコイルのうち二つのコイルのみが図面
に図示されており、これらのコイルはそれぞれの対の様
式で電気的な制御装置13と電気的に結合しており、これ
らの制御装置により直流で負荷される。この直流の強度
は誘導的なセンサ14から出発して、これらの制御装置13
に導かれる測定信号に依存している。この場合、誘導的
なセンサから制御装置13に導かれる測定信号は増幅さ
れ、その相ずれを生じて制御された直流の様式の出力信
号としてコイル11に与えられる。
結晶9を造る際結晶は溶融物15から引き上げられる。こ
の目的のために、磁化可能な鉄心10が固定部8とこれに
固定されている結晶9と共に懸架されている接続されて
いる電磁石7は軸方向で摺動される。
第1a図は第1図による装置の実施例を示しているが下方
の、線A/Aの高さに存在している下方の半径方向安定装
置内に付加的な構造要素を備えている。これらの付加的
な構造要素は本発明による方法の二つの異なる実施例を
実施するために働く。方法実施例1にあっては電磁石に
供給される交流電流或いは三相電流は直接電気的な干渉
要素として、電気的な制御装置13により電磁石11が負荷
されるように働く信号に重塁される。この方法実施例1
を実施するためには、(図面において破線で図示した)
ゼネレータ35とセパレータ36が必要である。方法実施例
2においては、静的なおよび/又は周期的に変わる交流
電流と三相電流は、磁化可能な鉄心10の静的に或いは時
間的に変わる標準位置(もしくは所望の運動経過)に相
当するガイド信号が制御装置13に与えられることによっ
て発生される。この目的のため例えば第1a図に図示した
ゼネレータ34が必要である。この構造要素34と構造要素
35と36は種々異なる方法様式で使用することが可能であ
る。これらの構造要素は第1a図においては可能な二者択
一的なものとして一般的に示されているに過ぎない。
上記の方法実施例1にあっては、ゼネレータ35から到来
する干渉信号はセパレータ36を介して電磁石11に導か
れ、磁化可能な鉄心10のその標準位置からの偏倚を示
す。その後センサ14は磁化可能な鉄心の標準位置からの
偏倚を告知し、制御装置13が磁化可能な鉄心を再び標準
位置に戻そうと試みはするが、セパレータ36を介して与
えられた干渉信号が未だに留まっている場合は例えばPD
−制御装置を使用した際、干渉信号が適当であると磁化
可能な鉄心10の所望の運動経過に相当する残留する偏倚
が得られる。他の干渉信号はこの下方に設けられた半径
方向安定装置の図面には図示していない他の電磁石の一
つに或いは全ての電磁石に与えられる。
方法実施例2を以下に第1b図により説明する。正弦−余
弦ゼネレータ34から両制御装置13′と13″の制御装置13
aに正弦振動と余弦振動が可変の標準値として与えられ
る。この場合標準値としては本来の標準値らの偏差、即
ち半径方向の位動多動を伴わない磁化可能な鉄心10の位
置を意味する。この目的のため、制御装置13′にY−方
向で磁化可能な鉄心10の位置に関するガイド信号41が与
えられ、制御装置13″にはX−方向での磁化可能な鉄心
の位置に関するガイド信号42が与えられる。この場合、
図面から認められるガイド信号の初期値では断面A/Aで
示した磁化可能な鉄心の位置が得られ、この位置では磁
化可能な鉄心の軸線点38は装置の中央軸線の点37から+
Yだけ偏倚している。この時点においてX−方向での偏
倚は零である。ガイド信号41と42が更に作用した場合、
磁化可能な鉄心の軸線の点38は装置の運動方向40を指向
している軸線点37を中心とした環状軌跡39を描く。
可変の標準値の印加が下方の半径方向安定装置に限られ
ている場合、上記の例では磁化可能な鉄心は環状の振子
運動を描き、この際磁化可能な鉄心の軸の静止している
点は上方の半径方向安定装置(第1a図参照)の領域内に
存在している。
制御装置13′にガイド信号42の代わりにガイド信号43が
与えられた場合、磁化可能な鉄心10は反対の運動方向44
を指向している環状の振子運動を描く。
もちろん磁化可能な鉄心の半径方向の移動は上方の半径
方向安定装置の領域内においても行われる。その上、る
つぼも(第2図に図示したように)磁力により懸架され
ており、所定の運動経過の下に置かれる。このような運
動経過が相互に重塁されると、正弦関数と異なる他のガ
イド信号を印加可能なので、結晶性物質と溶融物間の任
意な複雑な相対運動が生成される。
第2図に図示した装置にあっては−第1図に図示した装
置と異なり−、結晶が懸架されておらず、るつぼが磁石
により懸架されている。これに加えてるつぼ1の下方に
は磁化可能な鉄心10が設けられており、この磁化可能な
鉄心は作業位置においてその上端部で軸向安定化磁石と
して働く環状の永久磁石16によって取り囲まれている。
この永久磁石の下方には強磁性の鉄心18aを備えていて
かつ制御装置13aおよび磁界板14aと電気的に結合してい
るリングコイル17aが存在している。この永久磁石は環
状間隙19内で半径方向い指向している予磁化を誘起す
る。リングコイル17b、鉄心18b、磁界板14bと制御装置1
3bとから成る他の半径方向安定装置は磁化可能な鉄心10
の下端部に存在している。
リングコイルの構成は他の点においてドイツ連邦共和国
公開特許公報第2420814号に記載されている構成に相当
する。
第2図に図示した実施例の場合結晶は固定部8を介して
不動に固定枠20に固定されている。永久磁石16とリング
コイル17は高さ調節可能な共通の機枠21に固定されてい
る。こうしてるつぼ1は結晶を造る際軸方向で摺動可能
である。
るつぼのための加熱装置は第2図およびこれに続く図面
には図示しなかった。この加熱装置は抵抗加熱部或いは
例えばHF−コイルである。
もちろん、保持機構の構成に応じてるつぼも結晶も磁力
により懸架可能である。
第3図による装置の場合、容器22によって形成されてい
てかつ外側に対して密閉されている成長室が設けられて
いる。この成長室は磁化可能な鉄心10を取り囲んでお
り、この磁化可能な鉄心は、高い作業温度を可能にする
ため、高いキューリ温度を有する鋼合金から成る。これ
に対して、半径方向安定装置の環状に形成された電磁石
の働きをする要素は容器の外側に存在している。容器壁
は環状間隙19内の磁石の領域内に存在している。この容
器壁は少なくともこの領域内において磁化不能な材料、
例えば石英ガラスのような材料或いは磁化不能な鋼合金
から成る。
環状に形成されているリニアモータ23は作動位置におい
て磁化可能な鉄心10をその上端部で取り囲んでいる。こ
のリニアモータは、コイル11、強磁性の鉄心12、制御装
置13と誘導的なセンサ14から成る料半径方向安定装置お
よび回転磁界固定子24と支承固定子25を介して機械的に
固く結合されている。支承固定子25の下端部には、支台
26に直接載って、動力測定装置27が設けられている。
リニアモータ23は磁化可能な鉄心10を軸方向に固定す働
きをし、かつ同時にこの磁化可能な鉄心を軸方向で摺動
させる働きを行う。従って軸方向の摺動は磁力を介して
のみ行われ、スピンドル等の機械的な手段を必要としな
い。
リニアモータは単純なプランジヤコイルからなり、この
場合磁化可能な鉄心10の安定した軸方向の高さ位置はコ
イル電流の関数である。磁化可能な鉄心10の長さはスク
ローク分だけ固定子の軸方向の寸法以上に延長可能であ
る。従ってすべての作業機能が全ストローク範囲にわた
って保証される。
回転磁界固定子24は磁化可能な鉄心10に対して回転モー
メントを及ぼし、この回転モーメントは磁化可能な鉄心
とこれに伴い結晶をその垂直な軸線を中心にして回転さ
せる。必要とする駆動出力は僅かで済む。なぜなら、軸
受を必要とせずまた摩擦パッキングが生じないからであ
る。作動の領域にあって磁化可能な鉄心の材料および形
状を適当に選択することにより、リアクタンスモータお
よびヒステリシスモータのような非同期モータを公知の
様式で使用することが可能である。ヒステリシスモータ
は磁化可能な鋼材から成る円筒形の、環状のロータ要素
を必要とするに過ぎない。駆動出力が僅かであることに
より、この鋼材のヒステリシス特性に高度の要件は課せ
られない。従ってヒステリシスモータを鉄心の材料から
造ることが可能である。
従って、磁化可能な鉄心を支承要件および駆動要件を充
たす一貫した鋼製の円筒体として形成することが可能で
ある。
動力測定装置27上には、溶融室を外側に設けられた固定
子とこれに固定された支承要素および駆動要素をも含め
た重量がかかり、その上磁化可能な鉄心10、固定部8と
結晶9とから成りかつ固定子に磁力により結合される引
き上げ棒の重量が加わる。結晶重量の変化は障害となる
作用摩擦力を伴うことなく動力測定装置に作用する支持
力の変化として現示される。この優れた実施例にあって
この装置は、等辺の三角形の鋭端に設けられた三つの動
力測定セルから成る。支持力成分に比例する三つの電気
的な出力信号を同時に付加することにより例えばすりこ
ぎ運動および不釣り合いから誘因する非対称的なかつ周
期的な干渉信号が消去される。測定結果に対する、引き
上げ工程によって条件づけられる熱による、腐食作用を
するかつ室の圧力に依存しているすべての悪影響が排除
されるので、この動力測定装置は結晶重量の時間的な変
化を極めて正確に測定する。
動力測定装置の使用の下に、統合信号が図示していない
直径調節回路内で電気的な比較器内で所望の直径経過を
記述する標準値と実測直径とが比較され、差値が制御装
置に与えられ、この制御装置は公知の様式で加熱効率
を、或いは引き上げ棒の送り速度を適当な様式で再調節
する。
腐食作用をする物室を使用して溶融室内で作業を行わな
ければならない場合には、磁化可能な鉄心に石英ガラス
或いはグラフアイトから成る耐腐食性の被覆材が被覆さ
れる。
調節ねじ38により、固定子25は支台26と容器22に対して
相対的に半径方向に摺動可能である。この調節装置によ
り、るつぼ軸および結晶軸の整向およびこれら両軸間で
の成長工程にとって好都合な偏心状態の固定が可能にな
る。
装置の第4図に図示した実施例にあっては−第2図に図
示した実施例と同様に−、半径方向安定装置の電磁石は
環状間隙19内で本質的に半径方向に指向している予磁化
部を備えている。この目的のため、上方の半径方向安定
装置のリングコイル17は軸方向安定化磁石として働く永
久磁石16の下方に設けられている。このような外部の予
磁化は電磁石によって行われるが、永久磁石16の使用は
特別な利点をもたらす。なぜなら、この永久磁石は電力
を必要とせず、支承なく働き、かつ環状に形成されてい
るので磁化可能な鉄心に作用する定常の半径方向の磁力
が零である場合一定した同心的な安定した軸状態を可能
にする。
磁化可能な鉄心に作用する磁界強さとの積の値で増大す
るので、高い永久的な予磁化磁力強さにより、電磁石に
よって発生される小さな制御界磁力にあって大きな環状
間隙(<13mm)にわたって大きな力学的な安定力が得ら
れる。
第5図は帯域溶融を実施するための装置の実施例を示し
ている。この実施例にあって、結晶棒9のための固定部
8にも、貯留棒29のための固定部8aにも各々一つの磁化
可能な鉄心10が設けられている。
磁化可能な鉄心10を懸架しかつ半径方向で安定して摺動
させるため磁界固定子32が設けられている。この磁界固
定子32の細部は両貯留棒9,29が異なった速度で運動可能
である以外は上記第3図に図示した実施例と等しい。こ
れらの装置は図面に図示しなかった手段により熱放射に
対して遮蔽されておりかつ冷却される。
上記の装置部分が設けられている成長室は四方が閉じら
れている円筒形のアンプルであり、その壁30は例えば石
英ガラスから成る、この成長室は円筒形部分を取り囲ん
でいる加熱コイル31によって調温される。
結晶を造る場合、第5図に図示した実施例にあっては貯
留棒9,29は抵抗加熱コイル33から成る溶融コイルを通し
て上方と下方とへ案内される。二者択一的にこの溶融コ
イル自体を運動させても良い。両貯留棒9と29の送り速
度を違えることにより棒体を溶融帯域34内へ延長するこ
と或いはこの溶融帯域内へ浸漬させることが可能であ
る。回転軸の所望の側方への位置ずらしは支承固定子を
機械的に適当に調節することにより行われる。回転磁界
固定子32により、磁化可能な鉄心10を回転させることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は磁力により懸架されていてかつ軸方向に摺動可
能な結晶を備えているるつぼ溶融方法を実施するための
装置の簡単な実施例、 第1a図は付加的な構造要素を備えている第1図に図示し
た本発明による方法を実施するための装置の実施例、 第1b図は第1a図に図示した装置の線A/Aに沿った部分的
な横断面図、 第2図は磁力により懸架されていてかつ軸方向で摺動可
能な溶融るつぼを備えているるつぼ溶融方法を実施する
ための装置の簡単な実施例、 第3図は成長室、結晶のための保持機構を軸方向に固定
しかつ摺動させるためのリニアモータ並びに結晶の重量
変化を測定するための動力測定装置とを備えている、る
つぼ溶融方法を実施するための装置の実施例、 第4図は装置のための実施例、 第5図は帯域溶融方法を実施するための装置の実施例。 図中符号は、 10……磁化可能な鉄心、11……電磁石、13……制御装
置、14……位置決めセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウド・リンケ ドイツ連邦共和国、デユーレン、イム・ロ イテル、37

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融物(もしくはるつぼ或いは貯留棒)お
    よび結晶性物質に、結晶性の物質を溶融物から引上げる
    際に溶融物の二次元の混合が行われるような相互の相対
    運動を与えて行う、溶融物から結晶性の物質を造るため
    の方法において、棒またはるつぼのための保持機構を備
    えており、この保持機構に磁石(軸方向安定化磁石)に
    よって懸架されている磁化可能な鉄心が設けられてお
    り、この場合上記磁石に軸方向の摺動のための装置が設
    けられており、この磁化可能な鉄心(10)のための半径
    方向安定装置が設けられており、この装置が磁化可能な
    鉄心を非接触状態で取り囲んできる電磁石(11)、電気
    制御装置(13,13a,13b)および位置決めセンサ(14,14
    a,14b)とから成り磁化可能な鉄心のその標準位置から
    の偏倚に応動する位置決めセンサの信号の関数として発
    生される信号で負荷されるように構成されている、棒ま
    たはるつぼのための保持機構を備えたるつぼによらない
    帯域溶融装置またはるつぼから引き上げ装置を使用する
    こと、および磁化可能な鉄心を半径方向で移動させるた
    めにおよび/又は磁化可能な鉄心の周期的な振動運動を
    発生させるために交流電流或いは三相電流を半径方向安
    定装置の磁石に供給することを特徴とする、溶融物から
    結晶性の物質を造るための方法。
  2. 【請求項2】磁化可能な鉄心の所定の運動経過を発生さ
    せるために静的なおよび/又は周期的に変化する交流電
    流或いは三相電流を、磁化可能な鉄心(10)の所望の静
    的な時間的に変わる標準位置(もしくは所望の運動経
    過)に相当するガイド信号を一つ又は多数の制御装置
    (13)に印加することによって発生させる、特許請求の
    範囲第1項に記載の方法。
  3. 【請求項3】制御装置(13)に装置毎にその振幅および
    /又は相が異なる等しい周波数のガイド信号を印加す
    る、特許請求の範囲第2項に記載の方法。
  4. 【請求項4】制御装置(13)に時間的に変化するガイド
    信号を印加する、特許請求の範囲第2項に記載の方法。
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