151414. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető kristályok vákuumban való zónatisztításánál, továbbá lebegőzónás, valamint tégelyes előállításánál az olvadt zóna vizuális megfigyelésére, valamint az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés

3 151414 4 P binációja, amelyek három különleges feladat együttes megoldását teszik lehetővé: 1. Az olvadt zóna, vagy magas hőmérsék-r létű kristálytartomány saját fényémissziója szolgál fényforrásként. 2. A berendezés színképi érzékenysége lehetővé teszi az infravörös képátvitelt, a vákuumtér falán lecsapódott — látható fényre nem átlátszó — félvezető filmen keresztül. 3. A félvezetők megolvasztásánál használatos nagyfrekvenciás, nagyteljesítményű generátor zavaró jeleit a képátvitelnél kiküszöböli. Ezen három feladat együttes megoldása esetén biztosítható félvezetők vákuumban való zónaolvasztásának vagy 'kristályelőállításának közvetlen megfigyelése és szabályozása vizuális úton. Berendezésünkben a félvezetők azon önmagában ismert tulajdonságát használjuk fel, hogy azok megfelelő hullámhosszúságú infravörös sugárzás részére átlátszóak. Lényeges, hogy az infravörös foton energiája kisebb legyen, mint a félvezető, kristály tilos sávszélessége. Ismeretes, hogy az ehhez tartozó hullámhosszak: szilícium esetén 1,1 /*, germánium esetén 1,7 p, stb. Ennél nagyobb hullám[ hosszúságú infravörös sugárzást nagy intenzitással emittál az olvadt zóna vagjr az olvadt anyag a tégelyben. Ha tehát a zónaolvasztás vagy a kristálykészítés alkalmával megfelelő hullámhosszú infravörös sugárzásra érzékeny képfelvevő berendezést alkalmazunk, annak, segítségével az olvadt zóna, vagy tégelyben levő olvadt félvezető anyag akkor is megfigyelhető, ha a vákuumtér falát lecsapódott félvezető réteg borítja. Berendezésünk képfelvevő kamerájában infravörös-érzékeny, fotokondukciós alapelven működő képfelvevő csövet (vidikont) alkalmazunk, amelyet vezetékes televíziós berendezéssel kombinálunk. A PbS—FbO fotovezető réteggel készített képfelvevő cső, 1,8 w hullámhossz felső határig érzékeny, ilyen módon alkalmas egyes intermetallikus és szilícium félvezetők mellett, germánium félvezetőnél való alkalmazásra is. Az említett PbS—PbO fotovezető réteg mellett egyéb megfelelő fotovezető rétegek (pl. CdS, CdSe, Si, Ge, stb.) alkalmazása is lehetséges. Vezetékes televíziós berendezés alkalmazásánál külön nehézséget jelent, hogy a zónaolvasztásnal használatos igen nagy teljesítményű, nagyfrekvenciás generátor erős elektromos zavaró jeleket hoz létre, amelyek a képátvitelt a monitoron jelentősen zavarják. A gyakorlatban a zónaolvasztás alkalmával jól bevált a 4—5 MHz frekvenciatartomány (pl. a 4,2 MHz frekvencia). Ha tehát a vezetékes televíziós rendszerben a képjelerősítő felső határfrekvenciája kisebb, mint 4 MHz, akkor a nagyfrekvenciás generátor okozta zavarok kiküszöbölhetők megfelelő szűrőáramkörökkel. A képjelerősíto frekvenciájának ez a korlátozása lehetővé tesz 300 soros felbontást, amellyel a technológiai műveletek ellenőrzéséhez még kielégítő minőségű kép állítható elő. Egy további javítási lehetőség a vezetékes televíziós megoldásnál abban áll, hogy nem a szokványos (50 Hz képfrekvencia, 15 kHz sorfrekvencia) letapogatási; frekvenciákat alkalmazzuk, hanem egy-két nagyságrenddel kisebbet, pl. 1-2 Hz képfrekvenciát, 30O--ŐOO •—1000 Hz sorfrekvenciát. A kisebb letapogatási frekvencia több lényeges előnnyel jár. Egyrészt lényegesen egyszerűbbé válik á vezetékes televíziós berendezés, különösen ennek szűrő egységei. Ugyanakkor megfelelő (pl. 3O0 soros) felbontás elérése mellett lényegesen nö-' vélhető a berendezés érzékenysége, vágy az érzékenység megtartása mellett növelhető a felbontás. Az 1. ábra mutatja egy vezetékes televíziós berendezés kapcsolási elrendezését, Az A vidikont és eltérítő tekercsrendszert az E eltérítő generátor működteti. A vidikon képjelei a B előerősítőn, majd a C főerősítőn keresztül a D képellenőrző oszcilloszkópra jutnak.; Az A—B—C és E egységeket az F áramforrás táplálja. Az F áramforrás és a D képellenőrző oszcilloszkóp a H hálózatból kap energiát a G szűrők közbeiktatásával, amelyek a nagyfrekvenciás generátor okozta zavaró jeleket (4 MHz felett) kiszűrik. Hasonló szűrő egységek vannak a kamera-erősítő-képellenőrző oszcilloszkóp lánc egyes fokozatai közé beiktatva. Leírásunkban nem térünk ki további megoldások ismertetésére, azonban a találmány egyéb elrendezéssel működő infravörös képátalakító berendezésekkel is megvalósítható. Szabadalmi igénypontok: 40 1. Eljárás félvezető kristályok vákuumban való zónatisztításánál, továbbá lebegőzónás. valamint tégelyes előállításánál az olvadt zóna vizuális megfigyelésére, azzal jellemezve, hogy 45 az olvadt zóna képét önmagában ismert képjelképző eszköz segítségével az olvadt félvezető emittált sugárzásának azon infravörös részéből állítjuk elő, amely a vákuumtér falán lecsapódott félvezető anyag optikai transz-50 missziójának felel meg. 2. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására félvezető kristályok vákuumban való zónatisztításánál, továbbá lebegőzónás, valamint tégelyes előállításánál az 55 olvadt zónának, vagy tégelyben levő olvadéknak a vákuumtér falán lecsapódott, szemmel át nem látszó félvezető rétegen keresztül való megfigyelésére, azzal jellemezve, hogy a megfigyelésre . szolgáló eszköz önmagában ismert 60 vezetékes televíziós berendezés, amelynek képfelvevő csöve a lecsapódott félvezető anyag optikai transzmissziójának, valamint az olvadt félvezető emissziójának megfelelő spektrális érzékenységű infravörös képfelvevő cső és 65 hogy a TV-lánc áramkörei a nagyfrekvenciás 10 15 20 2í> 30 35 40 45 50 55 60 2