тигель для выращивания монокристаллов оксидов
Классы МПК: | C30B15/10 тигли или контейнеры для поддерживания расплава |
Автор(ы): | Денисов В.М., Бузовкина Н.В. |
Патентообладатель(и): | Красноярский государственный университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-10-17 публикация патента:
20.01.1997 |
Изобретение относится к выращиванию монокристаллов методом Чохральского. Тигель выполнен в форме прямого усеченного конуса. При этом отношение разницы диаметров оснований тигля к его высоте равно 0,1 - 0,2. Такое соотношение обеспечивает наклон стенок тигля под углом 6 - 12o. Получены кристаллы Bi12GeO20, Bi12SiO20 и Bi4Ge3O12 диаметром более 60 мм, у которых отсутствовали включения второй фазы на 2/3 длины слитка. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Тигель для выращивания монокристаллов оксидов, отличающийся тем, что он выполнен в форме прямого усеченного конуса, имеющего геометрические размеры, удовлетворяющие соотношению (Dн Dв) 2h 0,1 0,2, где Dн диаметр нижнего основания тигля, Dв диаметр верхнего основания тигля, h высота тигля.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике выращивания монокристаллов из расплавов, а именно к устройствам для выращивания монокристаллов методом Чохральского. Известно устройство, содержащее цилиндрический тигель со стенками, выполненными перпендикулярно ко дну тигля [1]Недостатком данного устройства является трудность (в ряде случаев вообще невозможно) получения плоского фронта кристаллизации. Кроме того, имеются значительные трудности при создании температурного поля заданной конфигурации, поскольку значительный вклад вносят сложные конвективные потоки, вызывающие неконтролируемые колебания температуры на фронте роста. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, в котором тигель выполнен с криволинейным дном, радиус закругления которого равен высоте вертикальной части тигля, увеличенной на 5-35% [2]
Недостатками данного устройства являются: невозможность применения при весовом методе контроля диаметра выращиваемого монокристалла по Чохральскому; позволяет получать монокристаллы оксидов (прозрачных и полупрозрачных) высокого качества только малого диаметра
![тигель для выращивания монокристаллов оксидов, патент № 2072003](/images/patents/400/2072003/8773.gif)
![тигель для выращивания монокристаллов оксидов, патент № 2072003](/images/patents/400/2072003/2072003-2t.gif)
Такое соотношение дает наклон стенок тигля во внутренний объем под углом 6-12o. Меньший наклон не позволяет достичь поставленной задачи, а больший сильно уменьшает разовую загрузку тигля, а также не дает большего улучшения параметров выращивания монокристаллов оксидов (прозрачных и полупрозрачных) больших диаметров (>60 мм). Учет прозрачности веществ и отражательной способности стенок тигля (для этого они расположены под углом внутрь тигля) позволяет улучшить пригодность конструкции тигля с точки зрения возможности достичь постоянства температуры по сечению кристалла и постоянства ее градиента вдоль оси кристалла. С повышением прозрачности вещества усложняется управление температурными градиентами и усложняется поддержание их постоянными на протяжении всего процесса выращивания монокристаллов. Экспериментально установлено, что предложенное устройство упрощает процесс поддержания температурных условий выращивания кристаллов. Так, например, были получены кристаллы Bi12GeO20, Bi12SiO20 и Bi4GeO3O12 диаметром >60 мм, у которых включения второй фазы в слитке на 2/3 длины отсутствовали (при выращивании из тиглей других конструкций они встречаются с 1/2 длины слитка), плотность дислокаций в среднем на 16-19% ниже. Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами: позволяет выращивать монокристаллы прозрачных и полупрозрачных оксидов диаметров >60 мм (в прототипе
![тигель для выращивания монокристаллов оксидов, патент № 2072003](/images/patents/400/2072003/8773.gif)
Класс C30B15/10 тигли или контейнеры для поддерживания расплава