Выращивание монокристаллов обычным замораживанием или замораживанием при температурном градиенте, например по методу Бриджмена-Стокбаргера: .отличающееся затравочным кристаллом, например его кристаллографической ориентацией – C30B 11/14

Изобретение относится к технологии производства литого кремния: моно- или поликристаллического, используемого в фотоэлектрических элементах и других полупроводниковых устройствах. Один из вариантов раскрыт в способе получения литого кремния, включающем приведение расплавленного кремния в контакт по меньшей мере с одним затравочным кристаллом кремния в сосуде, имеющем одну или несколько боковых стенок, нагретых по меньшей мере до температуры плавления кремния, и по меньшей мере одну охлаждаемую стенку, и образование твердого массива монокристаллического кремния, необязательно по меньшей мере с двумя измерениями, каждое по меньшей мере примерно по 10 см, путем охлаждения расплавленного кремния при регулировании кристаллизации, причем образование массива включает формирование границы раздела твердого тела с жидкостью по ребру расплавленного кремния, которая по меньшей мере сначала параллельна по меньшей мере одной охлаждаемой стенке, и граница раздела регулируется во время охлаждения таким образом, что она перемещается в направлении, при котором увеличивается расстояние между расплавленным кремнием и по меньшей мере одной охлаждаемой стенкой. Представлены также другие варианты. Предлагаемые способы являются более быстрыми, эффективными и менее дорогими и позволяют регулировать размер, форму и ориентацию зерен кристаллов в литом массиве кристаллизующегося кремния. С их помощью получают литой массив кремния большого размера (например, слитки с площадью поперечного сечения по меньшей мере 1 м² и до 4-8 м²), не содержащий или практически не содержащий радиально распределенных примесей и кислород-индуцированных дефектов упаковки. 10 н. и 24 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области изготовления деталей, имеющих направленную кристаллографическую ориентацию. Способ изготовления, по меньшей мере, одного монокристаллического зародыша, пригодного для использования в качестве затравки при изготовлении монокристаллического направляющего соплового аппарата высокого давления турбомашины с, по меньшей мере, одной лопаткой между двумя площадками путем литья металла заключается в том, что выполняют восковую модель 10, содержащую первый элемент 11, образующий модель направляющего соплового аппарата, второй элемент 13, образующий модель затравки, содержащей плоский срез локализации кристаллических ориентации, и, по меньшей мере, один третий элемент 14, включающий в себя модель 14А исходного зародыша с плоским срезом локализации кристаллических ориентации; формируют керамическую оболочковую литейную форму на основе упомянутой восковой модели 10 и вводят затравку, содержащую упомянутый плоский срез локализации кристаллических ориентации, в литейную форму; заливают в литейную форму металл и осуществляют направленную кристаллизацию металла в литейной форме на основе затравки таким образом, чтобы полученный исходный зародыш имел такую же кристаллографическую структуру, что и деталь; и полученный исходный зародыш отделяют от детали для последующего использования в качестве затравки. Изобретение позволяет упростить изготовление зародышей, что позволяет сократить цикл изготовления деталей и обеспечивает существенное снижение их себестоимости. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области выращивания монокристаллов методом вертикальной направленной кристаллизации и может быть использовано в технологии выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений для получения объемных монокристаллов с высокой степенью совершенства структуры. Способ включает кристаллизацию расплава в тигле на затравочный кристалл, расположенный в нижней части тигля и имеющий площадь поперечного сечения много меньше площади основного сечения тигля. В качестве затравочного кристалла используют монокристалл, в котором линии дислокации преимущественно расположены под углом от 45 градусов к вертикали и более; кроме того, в качестве затравочного кристалла может быть использован монокристалл, содержащий изовалентную легирующую примесь с концентрацией выше 10 ¹⁸ атом/см³. Технический результат изобретения заключается в снижении плотности дислокации в выращиваемых монокристаллах и, соответственно, повышении качества монокристаллов большого диаметра. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии высокотемпературной кристаллизации из расплава и может быть применено для получения особо крупных монокристаллов тугоплавких оксидов. Сущность изобретения: способ выращивания монокристаллов тугоплавких оксидов горизонтальной направленной кристаллизацией включает создание в вакуумной камере с помощью нагревательных устройств температурного поля, расплавление в этом поле исходного кристаллизуемого материала, помещенного в контейнер, выполненный в виде открытой сверху емкости, имеющей форму суживающегося с одной стороны параллелепипеда - форму лодочки, и формирование кристалла от установленной в суженой части контейнера ориентированной монокристаллической затравки из соответствующего выращиваемому кристаллу материала путем перемещения контейнера с расплавленной шихтой в градиентном температурном поле. При выращивании кристалла управляют скоростью кристаллизации в осевом, радиальном и вертикальном направлениях за счет регулирования соотношений величин тепловых потоков излучения нагревательных устройств, а именно, падающего на поверхность зеркала расплава теплового потока лучистой энергии, и кондуктивного теплового потока, проходящего через боковые стенки и дно контейнера, причем в указанных направлениях формируют требуемые температурные градиенты поля на границе раздела фаз расплавленного материала и растущего кристалла - фронте кристаллизации, путем задания разности между температурой на поверхности раздела фаз и равновесной температурой плавления, равной 15-25°С, при этом угол наклона фронта кристаллизации с плоскостью дна контейнера при формировании вертикального градиента температуры задают равным 55-90°, ширину затравки выбирают равной 3-5 мм, угол разращивания монокристалла задают в диапазоне 100-140°, а величину плеч разращивания выбирают до 300 мм. Изобретение обеспечивает возможность увеличения полезной площади (прямоугольной части) выращиваемых кристаллов на (30-45)%, а также получения плоского фронта кристаллизации в областях боковых складок контейнера, что сводит к минимуму возможность возникновения напряжений и полностью исключает образование блоков в растущем кристалле. 4 з.п. ф-лы, 1 табл. 2 ил.

Изобретение относится к неорганической химии и кристаллографии, а именно к выращиванию крупногабаритных тугоплавких монокристаллов. Способ осуществляют с затравлением в неподвижно установленном контейнере путем нагрева исходного сырья и его проплавления с последующими кристаллизацией и остыванием. Затравление монокристалла осуществляют путем касания затравки расплава и соединения с ним за счет капиллярного натяжения с диаметром капилляра порядка 20-50 мкм, при этом затравку устанавливают вне контейнера на расстоянии 3-5 мм от его носика, а кристаллизацию ведут при изменении градиента температур в пределах Т=15-20°С по всей длине контейнера. Устройство для выращивания тугоплавких монокристаллов включает камеру роста, состоящую из двух частей: верхней части - с тепловым узлом, содержащим нагреватель в форме перевернутого стакана и системы многослойных экранов, повторяющих форму нагревателя, и приспособления для закрепления затравки, и нижней части, на которой размещен контейнер с сырьем, установленный неподвижно на подставке из многослойных экранов, выполненной с возможностью подъема и герметичного соединения с верхней частью камеры после вхождения контейнера в тепловой узел. Изобретение позволяет выращивать монокристаллы особо крупных размеров и веса, при этом существенно улучшаются их оптические характеристики. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.