RU2552463C1 - Method of fuse securing during growth of monocrystals by method of direct crystallisation from melt in horizontal glass vacuum-treated container - Google Patents
Method of fuse securing during growth of monocrystals by method of direct crystallisation from melt in horizontal glass vacuum-treated container Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552463C1 RU2552463C1 RU2014120602/05A RU2014120602A RU2552463C1 RU 2552463 C1 RU2552463 C1 RU 2552463C1 RU 2014120602/05 A RU2014120602/05 A RU 2014120602/05A RU 2014120602 A RU2014120602 A RU 2014120602A RU 2552463 C1 RU2552463 C1 RU 2552463C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seed
- melt
- fuse
- container
- horizontal glass
- Prior art date
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения монокристаллов полупроводниковых и металлических материалов и может быть использовано для получения монокристаллов с анизотропией роста из расплава типа висмута и его сплавов с сурьмой, в том числе по методике зонной перекристаллизации.The invention relates to a technology for producing single crystals of semiconductor and metallic materials and can be used to obtain single crystals with growth anisotropy from a melt of the type bismuth and its antimony alloys, including by the method of zone recrystallization.
Цель изобретения - увеличение выхода моноориентированного кристалла высокого качества при направленной кристаллизации от затравки в горизонтальном длинномерном вакуумированном стеклянном контейнере путем повышения надежности механического крепления затравки и улучшение ее теплового контакта со стенками контейнера, необходимого для обеспечения достаточного по величине и стабильного оттока тепла, выделяемого на фронте кристаллизации.The purpose of the invention is to increase the output of a mono-oriented crystal of high quality during directed crystallization from seed in a horizontal long-dimensional evacuated glass container by increasing the reliability of the mechanical fastening of the seed and improving its thermal contact with the walls of the container, which is necessary to ensure sufficient and stable outflow of heat generated at the crystallization front .
Известен способ выращивания (получения) оптических монокристаллов германия, патент RU 2261295 (опубликовано 2005.09.27), в котором кристалл выращивается из расплава от закрепленной затравки по методу Чохральского в вакууме с последующим отжигом без выемки кристалла из установки выращивания.A known method of growing (obtaining) optical single crystals of germanium, patent RU 2261295 (published 2005.09.27), in which the crystal is grown from the melt from the fixed seed according to the Czochralski method in vacuum, followed by annealing without excavating the crystal from the growing unit.
Известен способ выращивания (получения) кристаллов кремния, патент RU 2278912 (опубликовано 2006.06.27), так же методом Чохральского с вращающимися тиглем и затравкой с различными скоростями в инертной газовой среде. В этих описаниях не оговаривается методика крепления затравки и метод отвода скрытой теплоты кристаллизации от фронта кристаллизации.A known method of growing (obtaining) silicon crystals, patent RU 2278912 (published 2006.06.27), also by the Czochralski method with a rotating crucible and seed with different speeds in an inert gas environment. These descriptions do not specify the method of attaching the seed and the method of removing latent heat of crystallization from the crystallization front.
В отличие от предлагаемого нами способа обе эти методики рассчитаны на высокотемпературную (выше 1000 К) кристаллизацию и требуют сложного и дорогостоящего оборудования со сложной системой управления тепловыми режимами путем варьирования режимов нагревательных печей и режимов отвода тепла от затравки (в способе RU 2261295) с помощью водного теплоносителя.In contrast to our proposed method, both of these methods are designed for high-temperature (above 1000 K) crystallization and require complex and expensive equipment with a complex control system for thermal conditions by varying the modes of heating furnaces and the modes of heat removal from the seed (in the method RU 2261295) using water coolant.
Изобретения RU 2199614 (опубликовано 27.02.2003) и RU 2199615 (опубликовано 27.02.2003) посвящены способу и устройству для выращивания кристаллов от затравки в направлении снизу вверх в графитовом цилиндрическом контейнере, который одновременно является гнездом для крепления затравки. При этом и в том и другом случае оговаривается, что затравка в контейнер помещается без зазора между стенками, т.е. затравка, в отличии от предлагаемого нами способа, должна быть каким-то образом предварительно обработана, чтобы иметь сечение, строго совпадающее с сечением внутренней полости контейнера (тигля), что не всегда возможно без повреждения структуры. Не оговаривается в этих изобретениях также и среда, в которой протекает процесс.The inventions RU 2199614 (published on 02.27.2003) and RU 2199615 (published on 02.27.2003) are devoted to a method and apparatus for growing crystals from the seed in the upward direction in a graphite cylindrical container, which is also a socket for attaching the seed. In this case, in either case, it is stipulated that the seed in the container is placed without a gap between the walls, i.e. the seed, in contrast to the method proposed by us, must be pre-processed in some way in order to have a section strictly coinciding with the section of the inner cavity of the container (crucible), which is not always possible without damaging the structure. The environment in which the process proceeds is not specified in these inventions either.
Наиболее близкой по сути к заявляемому способу является методика выращивания кристаллов от охлаждаемой затравки по методу горизонтальной зонной плавки в вакуумированном стеклянном контейнере, описанная автором данной заявки в статье (Бочегов В.И., Иванов К.Г., Родионов Н.А. Выращивание монокристаллов висмут-сурьма от охлаждаемой затравки // Приборы и техника эксперимента, 1980, №2, с. 218). Данная методика использовалась автором многие годы при получении монокристаллов. Однако процент выхода моноориентированных кристаллов и их качество существенно улучшилось с применением заявляемого способа крепления затравки, т.к. температурное поле вблизи фронта кристаллизации в этом случае становилось значительно более стабильным.The closest to the claimed method is the method of growing crystals from a cooled seed by the method of horizontal zone melting in an evacuated glass container, described by the author of this application in the article (Bochegov V.I., Ivanov K.G., Rodionov N.A. Single crystal growth bismuth-antimony from a cooled seed // Instruments and experimental technique, 1980, No. 2, p. 218). This technique has been used by the author for many years to obtain single crystals. However, the percentage of yield of mono-oriented crystals and their quality is significantly improved with the use of the proposed method of attaching seeds, because the temperature field near the crystallization front in this case became much more stable.
Пример. Способ испытания при выращивании монокристаллов сплавов висмута с сурьмой. В загруженный наполовину материалом горизонтальный контейнер из стекла марки 'ЗС-5 или "пирекс" длиной 150-200 мм, внутренним диаметром 15-18 мм, толщиной стенки 1,5-2 мм, имеющий оттянутый хвостовик для затравки с внутренним диаметром 6-8 мм, толщиной стекла 0,8-1,2 мм, помещают затравку вплотную к выращиваемому материалу соответствующего поперечного сечения и кристаллографически совершенную с затравливаемой стороны длиной 30-60 мм. После этого ампулу откачивают и запаивают под вакуумом. На хвостовик в районе расплавливаемой части затравки помещают нагреватель и часть затравки расплавляют. Контроль за объемом расплавленного участка затравки осуществляют визуально. Плавлению подвергают примерно 3/4-4/5 длины затравки. Сразу после принятия расплавленной частью затравки формы донной части внутренней поверхности хвостовика ампулы нагреватель отключают, при этом расплав кристаллизуется. Подтекание расплава под твердую часть затравки и растекание в свободную часть хвостовика при указанных размерах затравки и диаметре хвостовика ампулы не происходит из-за поверхностного натяжения расплава. Далее на хвостовик навешивают радиатор и ампулу устанавливают в устройство для зонной перекристаллизации.Example. Test method for growing single crystals of bismuth alloys with antimony. Into a half-loaded material, a horizontal container made of glass of the type “ZS-5 or Pyrex” with a length of 150-200 mm, an internal diameter of 15-18 mm, a wall thickness of 1.5-2 mm, having a drawn shank for seed with an inner diameter of 6-8 mm, a glass thickness of 0.8-1.2 mm, the seed is placed close to the grown material of the corresponding cross section and crystallographically perfect from the etched side with a length of 30-60 mm. After this, the ampoule is pumped out and sealed under vacuum. A heater is placed on the shank in the region of the molten portion of the seed and the portion of the seed is melted. Monitoring the volume of the molten seed portion is carried out visually. About 3 / 4-4 / 5 of the seed length is melted. Immediately after the molten part of the seed takes the shape of the bottom of the inner surface of the ampoule shank, the heater is turned off, and the melt crystallizes. Leakage of the melt under the solid part of the seed and spreading into the free part of the shank at the indicated seed sizes and the diameter of the ampoule shank does not occur due to the surface tension of the melt. Next, a radiator is mounted on the shank and the ampoule is installed in the device for zone recrystallization.
Предлагаемый способ позволяет сравнительно просто и надежно закрепить затравку внутри вакуумированного контейнера и обеспечивает хороший тепловой контакт с навешиваемым на контейнер в районе затравки радиатором, что в свою очередь обеспечивает стабильность теплового оттока вдоль линии кристаллизации материала и позволяет увеличить выход монокристаллических слитков методом горизонтальной перекристаллизации практически до 100%.The proposed method allows a relatively simple and reliable fixation of the seed inside the evacuated container and provides good thermal contact with the radiator hung on the container in the seed region, which in turn ensures the stability of the heat outflow along the crystallization line of the material and allows to increase the output of single-crystal ingots by the method of horizontal recrystallization to almost 100 %
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120602/05A RU2552463C1 (en) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Method of fuse securing during growth of monocrystals by method of direct crystallisation from melt in horizontal glass vacuum-treated container |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120602/05A RU2552463C1 (en) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Method of fuse securing during growth of monocrystals by method of direct crystallisation from melt in horizontal glass vacuum-treated container |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2552463C1 true RU2552463C1 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53294943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014120602/05A RU2552463C1 (en) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Method of fuse securing during growth of monocrystals by method of direct crystallisation from melt in horizontal glass vacuum-treated container |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552463C1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4610754A (en) * | 1982-10-29 | 1986-09-09 | Westinghouse Electric Corp. | Method for growing crystals |
-
2014
- 2014-05-21 RU RU2014120602/05A patent/RU2552463C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4610754A (en) * | 1982-10-29 | 1986-09-09 | Westinghouse Electric Corp. | Method for growing crystals |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОЧЕГОВ В.И. и др., Выращивание монокристаллов висмут-сурьма от охлаждаемой затравки, "Приборы и техника эксперимента", 1980, N2, стр.218-221. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109196144B (en) | Method and apparatus for manufacturing silicon single crystal | |
KR102049710B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING SiC SINGLE CRYSTAL AND PRODUCTION DEVICE | |
TWI632257B (en) | Single crystal silicon manufacturing method | |
JP2009161416A (en) | Single crystal manufacturing unit | |
US20120000416A1 (en) | Single crystal cooling apparatus and single crystal grower including the same | |
RU2552463C1 (en) | Method of fuse securing during growth of monocrystals by method of direct crystallisation from melt in horizontal glass vacuum-treated container | |
JP2014162665A (en) | Production method of sapphire single crystal | |
JP4265269B2 (en) | SiC single crystal manufacturing furnace | |
JP5167960B2 (en) | Silicon single crystal growth equipment | |
US20180016703A1 (en) | Method for producing crystal | |
KR20190075411A (en) | Crucible Member Capable of Removing Lineage Defect, Apparatus and Method for Growing Sapphire Single Crystal of High Quality Using the Same | |
JP2704032B2 (en) | Method for manufacturing compound semiconductor single crystal | |
KR100977627B1 (en) | Single crystal ingot grower having structure for preventing deformation of quartz crucible and growing method thereof | |
JP5951132B2 (en) | Apparatus for producing single crystals by crystallization of single crystals in the melting region | |
JP2011225408A (en) | Method for manufacturing silicon single crystal | |
JP3812573B2 (en) | Semiconductor crystal growth method | |
JP2543449B2 (en) | Crystal growth method and apparatus | |
RU2554190C1 (en) | Heat sink for heat removal from fuse during single-crystal growth in vacuum glass bulb | |
JPH02172885A (en) | Production of silicon single crystal | |
KR101649543B1 (en) | Reverse sublimation apparatus for single crystal growth | |
JPH03193689A (en) | Production of compound semiconductor crystal | |
KR20110095599A (en) | The apparatus against deforming the quartz crucible in the single crystal growth | |
RU2560402C1 (en) | Method for monocrystal growing from molten metal | |
JPS62119198A (en) | Device for rotating and pulling up single crystal provided with magnetic field impressing device | |
KR20090074940A (en) | Growing apparatus of a single crystal ingot having thermocouple |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160522 |