PL172510B1 - Urzadzenie do monokrystalizacji metoda Czochralskiego PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do monokrystalizacji metoda Czo- chralskiego, zawierajace obudowe ceramiczna z syste- mem grzejnym i z rozlacznie umieszczona na niej pokrywa, wspólosiowo umieszczony rozlacznie w obu- dowie tygiel z topionym materialem wsadowym, prze- chodzaca wzdluz osi przez centrycznie usytuowany w pokrywie obudowy otwór pionowa rurke ceramiczna, sprzezona z obrotowym ukladem mechanicznym wcia- gania, do której poprzez uchwyt zamocowany jest zaro- dek monokrysztalu, ewentualnie usytuowany rozlacznie wewnatrz obudowy nad tyglem wspólosiowo dogrze- wacz wraz z ewentualnie nieruchomo zamocowanym poziomo w jego dolnej czesci lub w obudowie nad tyglem pierscieniem dolnym o srednicy wewnetrrzne) wiekszej od srednicy wyciaganego krysztalu oraz ewen- tualnie wspólosiowo umieszczony rozlacznie pod pokry- wa poziomy pierscien dom ykajacy dogrzewacz, znamienne tym, ze sciana boczna obudowy ceramicznej (1), sklada sie z co najmniej dwóch cylindrów (20,21), umieszczonych centrycznie jeden w drugim, przy czym w przestrzeni miedzy nimi usytuowany jest co najmniej jeden element regulacji strat ciepla w postaci bispirali (15), której przewód wlotowy polaczony jest z usytuo- wanym na zewnatrz obudowy (1) ukladem zasilajacym Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do monokrystalizacji metodą Czochralskiego, stosowane zwłaszcza w procesach monokrystalizacji materiałów tlenkowych, wymagających zastosowania określonych gradientów temperaturowych.

172 510

Znane urządzenia do monokrystalizacji metodą Czochralskiego składają się z komory monokrystalizacji z układem cieplnym, sprzężonej z mechanizmem obrotowym wyciągania. Mechanizm wyciągania połączony jest z pulpitem sterowniczym z automatyczną icgulacją średnicy, który jest sprzężony z generatorem. Proces monokrystalizacji zachodzi w komorze, w której umieszczony jest układ cieplny, składający się z elementów przewodzących i izolacyjnych.

Znane urządzenia zawierają komorę, składającą się z obudowy ceramicznej z systemem grzejnym i z rozłącznie umieszczonej na niej pokrywy. W obudowie umieszczony jest współosiowo rozłącznie tygiel, w którym topiony jest materiał wsadowy. W razie potrzeby nad tyglem usytuowany jest współosiowo dogrzewacz i współosiowo umieszczony rozłącznie pod pokrywą poziomy pierścień domykający dogrzewacz. Przez centrycznie umieszczony w pokrywie otwór przechodzi wzdłuż osi pionowa rurka ceramiczna, sprzężona z obrotowym mechanizmem wyciągania, do której poprzez uchwyt zamocowany jest zarodek monokryształu.

Istotnym problemem w tego typu urządzeniach jest stworzenie warunków termicznych dla procesu monokrystalizacji, zależnie od rodzaju wyciąganego kryształu, jego temperatury topnienia i jego średnicy. Szczególnie ważne jest uzyskanie odpowiedniego osiowego i radialnego gradientu temperatury zarówno w cieczy, jak i w otoczeniu nad cieczą. Dodatkowym problemem są straty ciepła, wynikające z jego odprowadzenia poprzez zamocowanie zarodka, zwłaszcza w początkowej fazie krystalizacji.

W celu otrzymania monokryształów o wysokiej jakości - z minimalną ilością stresów termicznych, naprężeń, dyslokacji - niezwykle istotne jest utrzymywanie podczas całego procesu monokrystalizacji ustalonych warunków termicznych, co jest bardzo trudne, ponieważ zmieniają się one samoistnie podczas procesu z powodu zaburzenia cyrkulacji ciepła przez rosnący kryształ oraz ubytku cieczy z tygla.

Znane urządzenia w celu zapewnienia stabilności gradientów temperaturowych zawierają segmentowe systemy grzewcze, pozwalające na niezależną regulację temperatury cieczy w tyglu oraz temperatury dogrzewacza.

Znane z opisu patentowego USA nr 5137699 urządzenie do monokrystalizacji półprzewodników zawiera segmentowy grzejnik rezystancyjny do kontroli warunków termicznych na froncie krystalizacji. Grzejnik składa się z dwóch segmentów, umieszczonych osiowo na zewnątrz tygla, odseparowanych wzajemnie i niezależnie sterowanych. Jeden segment utrzymuje materiał w stanie stopionym, drugi 0 - umiejscowiony w płaszczyźnie frontu krystalizacji zapewnia optymalne warunki termiczne na froncie krystalizacji.

W urządzeniu do monokrystalizacji półprzewodników, znanym z opisu patentowego USA nr 5162072, zastosowano matrycę z elementami grzewczymi, umieszczoną tuz poniżej dnatygla. Temperatura poszczególnych elementów grzewczych jest indywidualnie kontrolowana w celu uzyskania pożądanego radialnego gradientu temperaturowego w cieczy, wpływającego na jej ruch w tyglu, a tym samym na kształt frontu krystalizacji.

W urządzeniu do monokrystalizacji półprzewodników, znanym z opisu patentowego USA nr 5132031, zastosowano grafitowy radiacyjny grzejnik ogniskujący do kontroli frontu krystalizacji. Ma on kształt pierścienia o wymiarach, dostosowanych do średnicy tygla i odpowiednio do średnicy wyciąganego kryształu, i umieszczonego poziomo we wnętrzu tygla tuż nad poziomem cieczy z możliwością emisji ciepła w pożądanym kierunku.

Rozwiązania, znane z wyżej wspomnianych opisów patentowych, dają możliwość dokładnego sterowania warunkami termicznymi jedynie w obszarze frontu krystalizacji w cieczy, me umożliwiając sterowania warunkami termicznymi w obszarze wzrostu kryształu.

W urządzeniu do monokrystalizacji KNbO3, znanym z publikacji W.Xing i inni, Journal of Crystal Growth, 78 431-437 (1986), w obszarze tygla i dogrzewacza zastosowano grzejniki rezystancyjne, sterowane niezaleznie, zapewniające kontrolę gradientów temperatury podczas procesu monokrystalizacji. Jednak rozwiązanie to nie jest skuteczne w przypadku grzania indukcyjnego o wysokiej częstotliwości i nie zapewnia ograniczenia strat ciepła w układzie w przypadku otrzymywania dużych monokryształów o średnicy powyżej 2 cali.

W urządzeniach do monokrystalizacji materiałów tlenkowych, znanych z publikacji R.R.Zupp i in., Journal of Crystal Growth, 5, 269-273 (1969); R.D.Dawson, D.E.Elwell, Journal

172 510 of Crystal Growth, 23, 65-70 (1974) oraz M.Kestigion, W.R.Bekebrede, Mat.Res.Bull., 8, 319-326 (1973), celem ograniczenia strat ciepła, a tym samym stabilizacji warunków termicznych w cieczy i tuż nad frontem krystalizacji zastosowano metaiowy pierścień statyczny z otworem na wyciągany kryształ, domykający tygiel lub umieszczony tuż nad tyglem.

W urządzeniu, znanym z publikacji H.Matthes, Journal of Crystal Growth, 15, 157-158 (1972), dla zapewnienia jednorodnego rozkładu temperatury w obszarze wyciąganego kryształu zastosowano metalowy dogrzewacz w kształcie ściętego stożka wierzchołkiem do góry, osłonę metalową w kształcie odwróconego stożka ze ściętym wierzchołkiem, umiejscowioną między dogrzewaczem a cieczą, znajdującą się w tyglu oraz statyczny pierścień metalowy, umieszczony między stożkami.

W urządzeniu do monokrystalizacji materiałów tlenkowych z grzaniem indukcyjnym, znanym z publikacji B.Cockayne i in., Journal of Crystal Growth, Γ5, 167-170 (1972) zastosowano selektywne chłodzenie dna tygla w celu kontroli średnicy kryształu. Przez dozowanie zimnego gazu o regulowanej szybkości przepływu poprzez otwór, znajdujący się w podstawie obudowy ceramicznej, na dno tygla, uzyskiwano modyfikację pola termicznego w cieczy, wpływając tym samym na kształt frontu krystalizacji. Chłodzenie dna tygla wpływa na zwiększenie osiowego i radialnego gradientu temperatury w cieczy , jednak może być stosowane tylko w specyficznych przypadkach, jedynie dla małych - poniżej 1 cala - średnicy kryształów.

Znane urządzenia nie dają gwarancji sterowania warunkami termicznymi jednocześnie w cieczy i w przestrzeni nad cieczą, z możliwością regulacji gradientów temperatury w układzie oraz dostosowania do różnych orientacji i wielkości wyciąganego kryształu, a co za tym idzie nie dają gwarancji wysokiej powtarzalności uzyskiwania monokryształów o wysokiej jakości.

Istotą wynalazku jest umieszczenie w ściance bocznej obudowy ceramicznej urządzenia co najmniej jednego elementu regulacji strat ciepła w postaci bispiraii z możliwością kontroli jego temperatury podczas procesu monokrystałizacji.

Urządzenie według wynalazku ma budowę ceramiczną z systemem grzejnym i z rozłącznie umieszczoną na niej pokrywą, współosiowo umieszczony rozłącznie w obudowie tygiel z topionym materiałem wsadowym, przechodzącą wzdłuż osi przez centryczme usytuowany w pokrywie obudowy otwór pionową rurkę ceramiczną, sprzężoną z obrotowym układem mechanicznym wyciągania, do której poprzez uchwyt zamocowany jest zarodek monokryształu. Ściana boczna obudowy ceramicznej składa się z co najmniej dwóch cylindrów, umieszczonych centrycznie jeden w drugim. W przestrzeni między nimi usytuowany jest co najmniej jeden element regulacji strat ciepła w postaci bispiraii, której przewód wlotowy połączony jest z usytuowanym na zewnątrz obudowy układem zasilającym.

W razie potrzeby urządzenie ma usytuowany rozłącznie wewnątrz obudowy nad tyglem współosiowo dogrzewacz oraz ewentualnie umieszczony rozłącznie pod pokrywą poziomy pierścień domykający dogrzewacz. Również w razie potrzeby urządzenie ma nieruchomo zamocowany poziomo w dolnej części dogrzewacza lub w obudowie nad tyglem pierścień dolny o średnicy wewnętrznej większej od średnicy wyciąganego kryształu.

Co najmniej jeden element regulacji strat ciepła w postaci bispiraii korzystnie usytuowany jest w obszarze tygla i/lub dogrzewacza.

Przewód wlotowy bispiraii połączony jest korzystnie z usytuowanym na zewnątrz obudowy w roli układu zasilającego stabilizatorem, połączonym przewodem poprzez komorę klimatyzacyjną z regulatorem szybkości przepływu gazu.

Bispirala korzystnie wykonana jest z rurki kwarcowej lub - zwłaszcza w przypadku monokrystałizacji materiałów wysokotemperaturowych - stanowi ją przestrzeń, utworzona pomiędzy wydrążoną powierzchnią zewnętrzną wewnętrznego cylindra ścianki obudowy ceramicznej i zamykającą ją powierzchnią wewnętrzną zewnętrznego cylindra ścianki obudowy o średnicy wewnętrznej ściśle dopasowanej do średnicy zewnętrznej cylindra wewnętrznego. Powierzchnia przekroju roboczego zwoju korzystnie wynosi 3-80 mm².

Korzystnie na zewnątrz tygla nad zarodkiem monokryształu urządzenie według wynalazku ma dodatkowo zamocowany poziomo rozłącznie na uchwycie zarodka lub na pionowej rurce ceramicznej w jego pobliżu pierścień dynamiczny o średnicy zewnętrznej mniejszej od średnicy wewnętrznej obudowy.

172 510

Najkorzystniej pierścień dynamiczny ma na obwodzie wewnętrznym symetrycznie usytuowane promieniście co najmniej dwa wycięcia lub otwory.

Pierścień dynamiczny jest zamknięty lub nie zamknięty wzdłuż promienia. Najkorzystniej pierścień dynamiczny ma średnicę wewnętrzną umożliwiającą obserwację procesu wzrostu monokryształu.

W przypadku monokrystalizacji materiałów tlenkowych pierścień dynamiczny wykonany jest najkorzystniej z metalu lub stopu metali o wysokiej temperaturze topnienia. To samo dotyczy zamocowania pierścienia. Pierścień dynamiczny ma najkorzystniej grubość 0,2-3 mm.

W zalezności od rodzaju materiału krystalizowanego metodą Czochralskiego, a tym samym od charakterystycznych parametrów wzrostu krsyztałów, istnieje koniecznośc zastosowania różnych wartości temperatur i ich rozkładu zarówno w sterfei tygla, jak i - w przypadku jego obecności w urządzeniu - dogrzewacza, i ich zmnienności podczas procesu monokrystalizacii. Dlatego tez regulacja warunków termicznych może dotyczyć obu stref. Bispirala jako element regulacji strat ciepła spełnia tę funkcję i może być zastosowana w zależności od potrzeb w sterfie tygla lub dogrzewacza, lub też na całej ich wysokości. Istnieje również możliwość zastosowania kulku niezależnych takich elementów - każdy do innej strefy - z indywidualnym zasilaniem.

Podczas procesu monokrystalizacji do bispirali poprzez układ zasilający podawany jest gaz pod odpowiednim regulowanym ciśnieniem i o odpowiedniej regulowanej temperaturze.

Dzięki zastosowaniu w urządzeniu według wynalazku elementu regulacji strat ciepła podczas procesu monokrystalizacji nie jest konieczna zmiana mocy generatora, lecz jedynie kontrola strat ciepła w obszarze cieczy w tyglu i/lub przestrzeni nad cieczą. Regulacja strat jest realizowana dzięki możliwości zmiany szybkości przepływu gazu i jego temperatury. Charakterystyczną cechą bispirali jest to, ze przez co drugi zwój roboczy przepływa odpowiednio gaz wejściowy i na przemian wyjściowy o różnych temperaturach. Każda zatem leżąca obok siebie para zwojów lub ich fragmentów - wejściowego i wyjściowego - ma w przybliżeniu tę samą temperaturę, której wartość można regulować. Ważną zaletą konstrukcji urządzenia według wynalazku jest również możliwość usytuowana bispirali w dowolnym miejscu osi układu cieplnego, niezależnie od położenia cewki wysokiej częstotliwości. Zaletą jest również możliwość zasilania bispirali od dołu - w przypadku zastosowania jej w strefie tygla - lub od góry w przypadku zastosowania jej w strefie dogrzewacza.

W przypadku dodatkowego zastosowania w urządzeniu według wynalazku pierścienia dynamicznego istnieje możliwość usytuowania bispirali jedynie w obszarze tygla - wtedy funkcję kontroli i regulacji strat ciepła w obszarze tygla pełni bispirala, zaś w obszarze dogrzewacza funkcję ogranicznika strat ciepła w sposób zmienny w, czasie pełm pierścień dynamiczny, Zastosowanie więc bispirali jako elementu regulacji strat ciepła i pierścienia dynamicznego pozwala na niezależne sterowanie warunkami cieplnymi zarówno w strefie tygla, jak i dogrzewacza, bez konieczności dokonywania zmian mocy generatora, większych od ułamka procentu wartości nominalnej, co bardzo korzystnie wpływa na jakość kryształu.

Urządzenie według wynalazku umożliwia stopienie materiału wsadowego przy niższych mocach generatora, uzyskanie wysokiej i kontrolowanej temperatury uchwytu zarodka, a tym samym maksymalne ograniczenie strat ciepła, istotne w początkowej fazie monokrystalizacji.

Urządzenie według wynalazku umożliwia uzyskanie korzystnego radialnego i osiowego gradientu temperatury w strefie wyciąganego kryształu poprzez uzyskanie optymalnej temperatury dogrzewacza wraz z pierścieniem dolnym i optymalnej temperatury pierścienia dynamicznego wraz z możliwością jej regulacji ilością lub wielkością jego wycięć lub otworów.

Pozwala również uzyskać odpowiednią charakterystykę gradientu temperatury na dogrzewaczu i jej niezmienność podczas procesu, co ma zasadnicze znaczenie w otrzymywaniu monokryształów o minimalnej wartościnapręzeń termicznych.

Przy usytuowaniu bispirali w obszarze tygla, urządzenie według wynalazku umożliwia ujednorodnienie rozkładu temperatury na ściankach tygla, a tym samym w cieczy, co daje możliwość uzyskania korzystnego osiowego gradientu tempeiatury w cieczy, zaś przy dodatkowym zastosowaniu pierścienia dynamicznego - uzyskanie korzystnego gradientu radialnego w cieczy w pobliżu frontu krystalizacji dzięki ograniczeniu strat ciepła.

172 510

Urządzenie według wynalazku pozwala na utrzymanie wysokiej stabilności parametrów cieplnych, niezwykle istotnych, zwłaszcza w początkowej fazie procesu monokrystalizacji, gdyz praktycznie eliminuje znaczące zmiany mocy generatora do nominalnej rzędu dziesiątych części procenta.

Urządzenie według wynalazku daje możliwość dokładnego sterowania parametrami cieplnymi podczas procesu wzrostu monokryształu.

Umożliwia uzyskanie zadanego jednorodnego rozkładu pola termicznego w przestrzeni otaczającej kryształ, co jest niezwykle ważne podczas studzenia kryształu, po jego oderwaniu od cieczy.

Urządzenie według wynalazku umożliwia wyrównanie temperatury górnej i dolnej powierzchni kryształu po jego oderwaniu od cieczy w pierwszej kolejności, czego nie można uzyskać w żadnym znanym urządzeniu, a następnie przeprowadzenie właściwego procesu studzenia przy pomocy generatora wysokiej częstotliwości.

Urządzenie według wynalazku daje możliwość wytwarzania monokryształów o dużych średnicach >2 cali o wysokiej jakości - z eliminacją wad, wynikających z zastosowania w procesie generatorów wysokiej częstotliwości rzędu 400 KHz - niezależnie od zastosowanej częstotliwości generatora.

Dzięki możliwości dokładnego sterowania parametrami cieplnymi podczas procesu wzrostu i studzenia kryształu urządzenie według wynalazku umożliwia uzyskanie wysokiej powtarzalności monokryształów o wysokiej jakości bez pęknięć, z minimalną wartością resztkowych naprężeń termicznych, z wysokim współczynnikiem uzysku.

Konstrukcja urządzenia według wynalazku jest objaśniona w przykładowym wykonaniu, przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w przekroju pionowym, fig.' 2.- bispiiarlę wykonaną z rurki, fig. 3 - bispiralę,, wydrążoną w powierzchni zewnętrznej wewnętrznego cylindra ściany bocznej obudowy ceramicznej i fig. 4 - pierścień dynamiczny i jego zamocowanie do uchwytu zarodka - w rzutach aksonometrycznych, zaś fig. 5 - schemat blokowy systemu regulacji strat ciepła.

' Urządzenie, przedstawione na rysunku, ma obudowę ceramiczną 1 z indukcyjnym systemem grzewczym 2 i z rozłącznie umieszczoną na niej pokrywą ceramiczną 3. Współosiowo w obudowie i jest umieszczony rozłącznie tygiel metalowy 4 z topionym materiałem wsadowym 5. Przez centrycznie usytuowany w pokrywie 3 obudowy 1 otwór przechodzi pionowa rurka ceramiczna 6, sprzężona z obrotowym mechanizmem wyciągania, nie pokazanym na rysunku. Do rurki 6 poprzez metalowy uchwyt 7 zamocowany jest zarodek monokryształu niobianu litu 8. Nad tyglem metalowym 4 usytuowany jest współosiowo metalowy dogrzewacz 9 z nieruchomo umieszczonym poziomo w jego dolnej części metalowym pierścieniem dolnym 10 o średnicy wewnętrznej większej od średnicy wyciąganego kryształu. Pod pokrywą ceramiczną 3 jest umieszczony rozłącznie poziomy pierścień metalowy 11, domykający dogrzewacz 9. Na metalowym uchwycie 7 zarodka monokryształu niobianu litu 8 jest poziom o zamocowańy rozłączni e przy pompcn metalowych zatyczek 12 zamknięty metalowy pierścień dynamiczny 13 o średnicy zewnętrznej mniejszej od średnicy wewnętrznej metalowego dogrzewzczz 9. Średnica zewnętrzna pierścienia dynamicznego 13 jest większa od średnicy wyciąganego kryształu, a wewnętrzna stanowi jedną czwartą średnicy wyciąganego kryształu. Pierścień dynamiczny 13 ma na obwodzie wewnętrznym symetrycznie usytuowane promieniście cztery wycięcia 14. Grubość pierścienia 13 wynosi 0,5 mm.

Ściana boczna obudowy ceramicznej 1 składa się z dwóch cylindrów 20 i 21, umieszczonych centrncozle jeden w drugim. W przestrzeni miedzy nimi w strefie tygla 4 usytuowana jest bispirala kwarcowa 15, do której przewodu wlotowego poprzez regulator szybkości przepływu gazu 16, komorę klimatyzacyjną 17 i stabilizator 18 podawane jest przewodami 19 powietrze o regulowanej temperaturze i regulowanym ciśnieniu.

Działanie urządzenia, przedstawionego na rysunku, polega na tym, że zarodek monokryształu niobianu litu 8, zamocowany do rurki ceramicznej 6 poprzez metalowy uchwyt 7, dotyka do stopionego materiału wsadowego 5 w tyglu metalowym 4. Przy określonych parametrach procesu - szybkości wyciągania i obrotowej oraz mocy generatora - zachodzi mpnρkrystallzacja poprzez przyłączenie cząsteczek stopionego materiału 5 do zarodka 8. W początkowej fazie

172 510 monokrystalizacji do bispirali 15 podaje się powietrze o ustalonym niskim przepływie i temperaturze regulowanej w komorze klimatycznej 17. Następnie - zamiast znaczących zmian mocy generatora, cojest konieczne do rozpoczęcia procesu, a bardzo niekoizyslnie wpływa na warunki wzrostu - w początkowej fazie procesu wzrostu kryształu dokonuje się regulacji warunków wzrostu zmienną temperaturą przepływającego gazu. W cylindrycznej części wzrostu kryształu - w miejsce systematycznego obniżania mocy generatora - zwiększa się szybkość przepływu gazu o niskiej temperaturze regulatorem szybkości przepływu 16, powodując tym samym spadek temperatury tylko w strefie tygla 4. natomiast temperatura dogrzewacza 9 pozostaje stała podczas całego procesu. Pierścień dynamiczny 13, zamocowany na uchwycie 7 zarodka 8, podlega wraz z rurką ceramiczną 3 ruchowi zarówno obrotowemu, jak i liniowemu z prędkością równą liniowej szybkości wzrostu kryształu, zapewniając tym samym stałą odległość od kryształu, kształtując osiowy gradient temperatury podczas wzrostu kryształu.

Po osiągnięciu prze kryształ założonych wymiarów odrywa się go od cieczy. Dzięki bispirali 15 istnieje możliwość właściwej regulacji szybkości przepływu powietrza oraz jego temperatury w czasie dzięki komorze klimatyzacyjnej 17 tak, aby proces odrywania kryształu od cieczy mógł być przeprowadzony dzięki korzystnemu ograniczeniu strat ciepła w strefie tygla 4. Po oderwaniu kryształu od cieczy istniej również możliwość, dzięki zastosowaniu bispirali 15, wyrównania temperatury powierzchni czołowej górnej i dolnej kryształu, usytuowanej tuż nad cieczą. Realizuje się to, stosując właściwe zwiększanie szybkości przepływu gazu i/lub zmniejszanie jego temperatury, a zatem zwiększanie strat ciepła w strefie tygla 4. Dalszy proces studzenia prowadzi się już przy pomocy zmniejszania w czasie mocy generatora.

Tak przeprowadzony proces studzenia zapewnia równomierne zmniejszanie się temperatury całego obszaru wokół kryształu o minimalnym gradiencie osiowym.

172 510

Ftj.3

172 510

Fug 4

172 510

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do monokrystalizacji metodą Czochralskiego, zawierające obudowę ceramiczną z systemem grzejnym i z rozłącznie umieszczoną na niej pokrywą, współosiowo umieszczony rozłącznie w obudowie tygiel z topionym materiałem wsadowym, przechodząca wzdłuz osi przez centrycznie usytuowany w pokrywie obudowy otwór pionową rurkę ceramiczną, sprzężoną z obrotowym układem mechanicznym wciągania, do której poprzez uchwyt zamocowany jest zarodek monokryształu, ewentualnie usytuowany rozłącznie wewnątrz obudowy nad tyglem współosiowo dogrzewacz wraz z ewentualnie nieruchomo zamocowanym poziomo w jego dolnej części lub w obudowie nad tyglem pierścieniem dolnym o średnicy wewnętrrznej większej od średnicy wyciąganego kryształu oraz ewentualnie współosiowo umieszczony rozłącznie pod pokrywą poziomy pierścień domykający dogrzewacz, znamienne tym, że ściana boczna obudowy ceramicznej (1), składa się z co najmniej dwóch cylindrów (20, 21), umieszczonych centrycznie jeden w drugim, przy czym w przestrzeni między nimi usytuowany jest co najmniej jeden element regulacji strat ciepła w postaci bispirali (15), której przewód wlotowy połączony jest z usytuowanym na zewnątrz obudowy (1) układem zasilającym.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że co najmniej jeden element regulacji strat ciepła w postaci bispirali (15) umieszczony jest pomiędzy cylindrami (20, 21) ściany bocznej obudowy (1) w obszarze tygla (4) i/lub dogrzewacza (9).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przewód wlotowy bispirali (15) połączony jest z usytuowanym na zewnątrz obudowy (1) układem zasilającym, który stanowi stabilizator (18), połączony przewodem (19) poprzez komorę klimatyzacyjną (17) z regulatorem szybkości przepływu gazu (16).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma bispiralę (15) wykonaną z rurki kwarcowej.
5. 5. Urządzenie według zastrz, i, znamienne tym, że ma bispiralę (15) stanowiącą przestrzeń, utworzoną pomiędzy wydrążoną powierzchnią zewnętrzną wewnętrznego cylindra (20) ścianki obudowy ceramicznej (1) i zamykającą ją powierzchnią wewnętrzną zewnętrznego cylindra (21) ścianki obudowy (1) o średnicy wewnętrznej ściśle dopasowanej do średnicy zewnętrznej cylindra wewnętrznego (20).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na zewnątrz tygla (4) nad zarodkiem monokryształu (8) ma dodatkowo zamocowany poziomo rozłącznie na uchwycie (7) zarodka (8) lub na pionowej rurce ceramicznej (6) w jego pobliżu pierścień dynamiczny (13) o średnicy zewnętrznej mniejszej od średnicy wewnętrznej wewnętrznego cylindra (20) ścianki obudowy (1).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że na obwodzie wewnętrznym pierścienia dynamicznego (13) są symetrycznie usytuowane promieniście co najmniej dwa wycięcia lub otwory (14).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, ze ma pierścień dynamiczny (13) o średnicy wewnętrznej, umożliwiającej obserwację procesu wzrostu kryształu.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że ma pieiścień dynamiczny (13) zamknięty.