Пристрій для вирощування профільованих кристалів

Пристрій для вирощування профільованих кристалів, що включає засіб захвата затравки, який виконано у вигляді тяг, нижня частина яких оснащена полками для розміщення затравки, а верхня частина закріплена на штоку витягувального механізму, при цьому центри ваги тяг зміщені до місця розташування осі тигля, який відрізняється тим, що тяги у верхній частині мають призматичні упори і установлені в пазах опорного диска, який закріплено на штоку механізму захвата, що кріпиться до витягувального механізму, при цьому верхня поверхня опорного диска виконана у вигляді конуса з вершиною, спрямованою до затравочного кристалу, причому величина кута розхилу конуса а ≤ 130°. (19) (21) a200910304 (22) 12.10.2009 (24) 10.08.2011 (46) 10.08.2011, Бюл.№ 15, 2011 р. (72) АНДРЄЄВ ЄВГЕН ПЕТРОВИЧ, КОНЕВСЬКИЙ ПАВЛО ВЯЧЕСЛАВОВИЧ (73) ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) SU 1443488 A1, 07.01.1993 EP 0449260 A2, 02.10.1991 EP 0867532 A2, 30.09.1998 JP 7172981 A, 11.07.1995 JP 10279385 A, 20.10.1998 US 5009864 A, 23.04.1991 US 5902397 A, 11.05.1999 3 С30В15/34, 15/36], який включає витягувальний механізм зі штоком, тигель для розплаву, встановлений над ним затравкоутримувач із засобом захвата затравки, який виконано у вигляді тяг, нижня частина яких оснащена полками для розміщення затравки, а верхня шарнірно закріплена на штоку витягувального механізму, при цьому центри ваги тяг зміщені до осі тигля. Недоліком даного пристрою є те, що він забезпечує надійне кріплення плоскої затравки тільки тоді, коли розмір затравки менше або дорівнює величині зсуву тяг від центра тигля (осі механізму захвата). У противному випадку полиці тяг розташовуються не паралельно, а під кутом до поверхні затравки, що приводить до вислизання затравки з полиць тяг у процесі затравлення або вирощування, тобто до зриву кристалізації. У зв'язку із цим для різних розмірів затравок необхідно виготовляти затравкоутримувачі з різним зсувом тяг від осі тигля, що призводить до додаткової витрати тугоплавких металів (W, Мo). Також недоліком є те, що шарнірний механізм кріплення тяг перебуває в зоні кристалізації при високій температурі (2000°С). Це часто призводить до його заклинювання в момент затравлення та до вислизання затравки з полиць тяг, тобто до зриву процесу кристалізації. В основу винаходу поставлена задача розробки пристрою для вирощування профільованих кристалів, який дозволяє надійно кріпити затравку у вигляді горизонтально розташованої пластини будь-якого розміру, і який не містить шарнірних з'єднань, за рахунок зміни конструкції затравкоутримувача. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що в пристрої для вирощування профільованих кристалів, який включає витягувальний механізм із штоком, тигель для розплаву, встановлений над ним затравкоутримувач із засобом захвата затравки, який виконано у вигляді тяг, нижня частина яких оснащена полками для розміщення затравки, а верхня закріплена на штоку витягувального механізму, при цьому центри ваги тяг зміщені до осі тигля, згідно винаходу тяги у верхній частині мають призматичні упори і установлені у пазах опорного диска, закріпленого на штоку механізму захвата, який кріпиться до витягувального механізму, при цьому верхня поверхня опорного диска виконана у вигляді конуса, з вершиною спрямованої до затравочного кристалу, причому величина кута розхилу зазначеного конуса α ≤ 130°. Використання призматичних упорів, які виконані у верхній частині тяг, у сукупності з використанням опорного диска, верхня поверхня якого виконана у вигляді конічної поверхні, дозволяє виключити шарнірні з'єднання й зберегти паралельність полиць тяг до площини затравки при будьяких розмірах затравки. 95515 4 Величина кута розхилу конуса α ≤ 130° забезпечує вільне ковзання тяг по конічній поверхні опорного диска під дією власної ваги до центра осі механізму захвата, що запобігає випадінню затравки у процесі затравлення й росту кристалу. До того ж опорний диск, який розташовано над затравкою, служить для неї радіаційним тепловим екраном і запобігає тепловому удару і розтріскуванню затравки в процесі затравлення, що підвищує надійність процесу кристалізації. На фіг. 1, 2 наведено загальний вид пристрою, який пропонується. Пристрій для вирощування профільованих кристалів, складається з витягувального механізму 1, тигля 2 з розплавом 3, капілярної системи 4 і формоутворювача 5, засобу захвата затравки, який виконано у вигляді тяг 6, нижня частина тяг 6 оснащена полками 7 для розміщення затравки 8, а верхня має призматичні упори 9 і встановлена в пазах опорного диска 10, який закріплено на штоку механізму захвата 11. Шток механізму захвата 11 кріпиться до витягувального механізму 1. На фіг.1 також показані прокладки 12, які виконано із того ж самого матеріалу, що і кристал, який вирощують. Пристрій працює наступним чином ( фіг.1, 2). У нагрівач поміщають тигель 2 з капілярною системою 4 і формоутворювачем 5. На верхньому торці формоутворювача 5 розміщають прокладки 12 рівної висоти, виконані із того ж самого матеріалу, що і кристал, який вирощують. Затравку 8 встановлюють на полках тяг 7 механізму захвата 11, який закріплено на штоку витягувального механізму 1. При цьому призматичні упори 9 тяг 6, переміщаючись під дією власної ваги по конічній поверхні опорного диска 10, фіксують затравку 8 і запобігають її вислизання з полиць тяг 7. Затравку 8 опускають на прокладки 12 так, щоб полки тяг 7 були на 0,5 мм нижче верхнього торця формоутворювача 5. Підвищують температуру тигля 2 по заданій програмі до початку плавлення прокладок 12. При плавленні прокладок 12 затравка 8 приходить у контакт із формоутворювачем 5 і оплавляється по всьому його периметру до упору в полки тяг 7. Включають витягувальний механізм 1 і вирощують кристал відомим способом. При цьому тяги 6 за рахунок ковзання призматичних упорів 9 по конічній поверхні опорного диска 10, фіксують і центрують затравку 8 у процесі вирощування щодо осі механізму захвата 11. Пристрій, якій пропонується, забезпечує надійне кріплення затравки у вигляді пластини будьякого розміру в межах діаметра опорного диска, а так само контакт затравки по всьому периметру формоутворювача в процесі затравлення. При цьому максимальний розмір опорного диска обмежується тільки розміром нагрівача. 5 Комп’ютерна верстка Мацело М. 95515 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601