181735. lajstromszámú szabadalom • Megszakító szerkezet főleg kristálynövesztő berendezésekhez
MAGYAR nefköztarsasäg SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1980. VII. 22. (1829/80) 181735 Nemzetközi osztályozás: NSZO3 : C 30 B 15/30; , H 01 H 83/06 Közzététel napja: 1982. XI. 29. ORSZÁGOS Megjelent: 1985. IV. 30. TALÁLMÁNYI HIVATAL Szabadalmi Tár. á/\ Feltaláló: Paitz József fizikus, Budapest Szabadalmas: MTA Központi Fizikai Kutató Intézete, Budapest Megszakító szerkezet, főleg kristály növesztő berendezésekhez 1 Megszakító szerkezet főleg kristálynövesztő be rendezésekhez, melynek segítségével üzemzavar esetén a kristály és/vagy kristálynövesztő berendezés belső elrendezésének sérülése megakadályozható és a növesztés gyorsan, manuális beavatkozás nélkül meg- 5 szakítható. Mint ismeretes a Czochralski rendszerű egykristálynövesztő berendezés alapelve, hogy a kristálynövesztés alapanyagát egy tégelyben közvetlen vagy közvetett fűtés segítségével az olvadáspont fölé me- 10 legítik, úgy, hogy a tégely teljes tartalma olvadék állapotba kerüljön. A fűtés és a hőszigetelés kialakításával, valamint keveréssel elérhető, hogy az elrendezés leghidegebb pontja az olvadék felszínének leghidegebb pontja legyen. Az olvadék felszínével ez- 15 után egy magkristályt hozunk kontaktusba, majd a termikus egyensúly beállása után az olvadék hőmérsékletét úgy változtatjuk, hogy a magkristályra új kristály nőjjön, miközben a mag lassan forog és emelkedik felfelé. A növesztési programot 20 általában úgy kell megválasztani, hogy a kristály átmérője a magkristály méretétől fokozatosan növekedjék a növesztési körülmények által meghatározott maximális méretig, mely közel a tégelyátmérő fele, majd konstans átmérővel nőjjön tovább a nö- 25 vesztés végéig. A magkristály forgatására minden esetben azért van szükség, mert a stabil egyenletes növekedéshez hengerszimmetrikus hőmérsékletelosztást kell biztosítani a tégelyben, illetve az olvadékot keverni kell, amit éppen a forgó kristály biztosít. A jjo 2 növesztés termikus viszonyainak matematikai analízise azt mutatja, hogy a kristály átmérője függ a növesztési sebességtől, az olvadék hőmérsékletétől, a környezeti hőmérséklettől, a kristály anyagának termodinamikai tulajdonságaitól, a forgatási sebességtől és az olvadék magasságától. Ugyanakkor a kristály minőségét meghatározó diszlokációsűrűség, a kristályban uralkodó feszültségek, a homogenitás, a mikrozárványok sűrűsége szintén a kristály átmérőjét befolyásoló tényezők bonyolult függvénye, mivel az említett tényezők egyúttal a növesztés közben uralkodó termikus viszonyokat is meghatározzák. Alkalmas növesztési program kidolgozásával vagy megfelelő szabályzórendszer birtokában a Czochralski módszer igen széles körben alkalmazható egykristályok növesztésére, mivel a növekvő kristály nincs közvetlen kontaktusban az olvadékot tartalmazó tégellyel, ezért a kristály minőségét alig befolyásolja. A gyakorlatban alkalmazott Czochralski típusú kristálynövesztő berendezések nincsenek ellátva olyan szerkezettel, mely üzemzavar, pl. villamos hálózatkimaradás vagy hűtővíz kimaradás esetén biztosítaná a növesztett kristálynak az olvadéktól való automatikus eltávolítását. Az egykristály növesztés közben bekövetkező, az olvadék bedermedéséhez vezető, üzemzavar esetén a megnövesztett kristály, a húzórúd, a hőszigetelő rendszer, esetleg mindhárom törése bekövetke’’ \ 181735
