SU887630A1

SU887630A1 - Resistance heater

Info

Publication number: SU887630A1
Application number: SU802878971A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Илларионович Кириченко; Олег Викторович Пелевин; Анатолий Михайлович Соколов; Курбан Рамазанович Курбанов; Вячеслав Алексеевич Кириченко; Николай Иванович Блецкан
Original assignee: Завод Чистых Металлов Им. 50-Летия Ссср
Priority date: 1980-02-07
Filing date: 1980-02-07
Publication date: 1981-12-07

Description

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов из расплава методом вертикальной направленной кристаллизации или методом Чохральского и может быть использовано в полупроводниковой технике.The invention relates to devices for growing crystals from a melt by the method of vertical directional crystallization or the Czochralski method and can be used in semiconductor technology.

Известен графитовый нагреватель сопротивления для нагрева тигля в установках для выращивания монокристаллов полупроводников из расплава [1]. Он представляет собой графитовую трубу с прорезями, в нижней части к которой примыкают тоководы.Known graphite resistance heater for heating the crucible in installations for growing single crystals of semiconductors from a melt [1]. It is a graphite pipe with slots, in the lower part of which adjacent conductors.

Недостатком этого нагревателя является увеличение электросопротивления в процессе эксплуатации в результате уменьшения поперечного сечения за счет окисления поверхности и термонапряжений, связанных с режимом его работы (нагрев и охлаждение) приводящих к разрушению. Вследствие этого срок службы таких нагревателей от двух до шести месяцев.The disadvantage of this heater is the increase in electrical resistance during operation as a result of a decrease in the cross section due to surface oxidation and thermal stresses associated with its operation mode (heating and cooling) leading to destruction. As a result, the service life of such heaters is from two to six months.

Наиболее близким к предложенному является нагреватель сопротивления для печей выращивания кристаллов, содержащий два коаксиально установленных цилиндрических нагревательных элемента из графита, снабженных токоподводящими кольцами с одного торца и электрически соединенных друг с другом с другого торца [2].Closest to the proposed one is a resistance heater for crystal growing furnaces, containing two coaxially mounted graphite cylindrical heating elements, equipped with current-conducting rings from one end and electrically connected to each other from the other end [2].

Токоподводящие кольца подключают к источнику электрического питания и электрический ток последовательно проходит по обоим нагревательным элементам. Внутрен5 ний нагревательный элемент, греющий внешний, служит активным экраном.The current-carrying rings are connected to an electric power source and an electric current passes sequentially through both heating elements. An internal heating element heating the external serves as an active screen.

Недостатком такого нагревателя является увеличение сопротивления нагревателя в процессе длительной эксплуатации, обус10 ловленное уменьшением поперечного сечения в результате окисления поверхности кислородом, разрушение поверхности под действием термоударов, испарения графита, вследствие чего такой нагреватель имеет 15 малый срок службы (четыре—шесть месяцев в зависимости от атмосферы рабочей камеры).The disadvantage of such a heater is an increase in the heater's resistance during long-term operation, caused by a decrease in the cross section due to oxidation of the surface by oxygen, destruction of the surface due to thermal shock, and graphite evaporation, as a result of which such a heater has a 15 short service life (four to six months depending on the atmosphere working chamber).

Целью изобретения является повышение срока службы нагревателя.The aim of the invention is to increase the life of the heater.

Цель достигается тем, что нагревательные элементы выполнены из графитового порошка, засыпанного между тремя коаксиально установленными трубами из диэлектрического материала и электрически 25 соединены слоем порошка, на котором установлено графитовое кольцо, а токоподводящие кольца размещены в зазорах между трубами.The goal is achieved in that the heating elements are made of graphite powder, sprinkled between three coaxially mounted pipes of dielectric material and are electrically connected 25 by a layer of powder on which a graphite ring is mounted, and the lead-in rings are placed in the gaps between the pipes.

На чертеже показан предлагаемый нагре30 ватель. поодольный разрез.The drawing shows the proposed heater. one-piece cut.

Нагреватель содержит графитовую засыпку 1, размещенную между коаксиально установленными трубами 2, выполненными из диэлектрического материала, например из кварца. С одного торца нагревателя между трубами установлены токоподводящие кольца 3, а с другого торца на слое порошка установлено графитовое кольцо 4.The heater contains graphite backfill 1, placed between coaxially mounted pipes 2 made of a dielectric material, for example, quartz. Current-carrying rings 3 are installed between the pipes from one end of the heater, and a graphite ring 4 is installed from the other end to the powder layer.

Работа устройства состоит в том, что электрический ток при подключении токоподводящих колец 3 к источнику питания проходит по графитовой засыпке 1.The operation of the device is that the electric current when connecting the current-supplying rings 3 to the power source passes through graphite filling 1.

То, что нагревательные элементы отделены от атмосферы печи, предохраняет их от окисления, а то, что они выполнены из порошка, уменьшает коэффициент теплопроводности нагревательного элемента; в результате увеличиваются в 2—3 раза скорости нагрева и охлаждения, что исключает термоудары и разрушение крупиц графита и создает стабильный режим работы нагревателя в течение 12—14 месяцев.The fact that the heating elements are separated from the atmosphere of the furnace, protects them from oxidation, and the fact that they are made of powder reduces the coefficient of thermal conductivity of the heating element; as a result, the heating and cooling rates increase by 2–3 times, which eliminates thermal shock and the destruction of graphite grains and creates a stable mode of operation of the heater for 12–14 months.

Claims

Claim

The heater resistance of crystal growing furnaces, containing two coaxially mounted graphite cylindrical heating elements, equipped with current-conducting rings from one end and 5 electrically connected to each other from the other end, characterized in that, in order to increase the life of the heater, the heating elements are made of graphite powder, sprinkled between three coaxially mounted pipes of dielectric material and electrically connected by a layer of powder on which A graphite ring was renewed, and current-conducting rings were placed in the gaps between the pipes15.