Устройство для выращивания монокристаллов

Полезная модель относится к полупроводниковой и электронной промышленности, в частности, к устройствам для выращивания монокристаллов, а именно к технике измерения веса полученного искусственного монокристалла методом выращивания на затравку. Задачей полезной модели - повышение точности измерения веса; чувствительности весового устройства и стабильности диаметра растущего монокристалла. Технический результат достигается тем, что в устройстве для выращивания монокристаллов, содержащем цилиндрическую камеру, внутри которой установлен тигель с расположенным над ним затравкодержателем, соединенным с тягой, проходящей внутри полого вращающегося штока, передающим вращение тяге затравкодержателя, связанной с датчиком веса, датчик установлен неподвижно в герметичной камере, при этом вращение от штока к затравкодержателю передается при помощи гибких эластичных пружин, соединенных одним концом с тягой затравкодержателя, а другим - с вращающимся штоком, при этом передача веса растущего монокристалла от вращающегося затравкодержателя к неподвижному датчику обеспечивается подшипником, установленным в корпусе, соединенным с датчиком и передающим на датчик силовое воздействие при изменении веса монокристалла, а неподвижность датчика веса от вращающегося штока обеспечивает подшипник.

Полезная модель относится к полупроводниковой и электронной промышленности, в частности, к устройствам для выращивания монокристаллов, а именно к технике измерения веса полученного искусственного монокристалла методом выращивания на затравку.

Известно устройство для выращивания кристаллов методом Чохральского или Киропулоса в вакуумной среде с помощью резистивного нагрева, с применением струнного датчика веса. (Патент на изобретение WO 03052175, кл. С30В 15/00, 26.06.2003). Датчик веса установлен на верхнем конце подвижного полого стержня. Затравка монокристалла присоединена к активному элементу струны датчика веса с помощью управляемого стержня. Изменения веса выращиваемого кристалла фиксируются датчиком веса в качестве электронного сигнала.

Однако в существующем устройстве, при выполнении технологического процесса выращивания монокристалла, датчик веса вращается вместе с затравкодержателем, обеспечивая отклонения диаметра в заданной геометрии кристалла.

Задачей полезной модели - повышение точности измерения веса; чувствительности весового устройства и стабильности диаметра растущего монокристалла.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для выращивания монокристаллов, содержащем цилиндрическую камеру, внутри которой установлен тигель с расположенным над ним затравкодержателем, соединенным с тягой, проходящей внутри полого вращающегося штока, передающим вращение тяге затравкодержателя, связанной с датчиком веса, датчик установлен неподвижно в герметичной камере, при этом вращение от штока к затравкодержателю передается при помощи гибких эластичных пружин, соединенных одним концом с тягой затравкодержателя, а другим - с вращающимся штоком, при этом передача веса растущего монокристалла от вращающегося затравкодержателя к неподвижному датчику обеспечивается подшипником, установленным в корпусе, соединенным с датчиком и передающим на датчик силовое воздействие при изменении веса монокристалла, а неподвижность датчика веса от вращающегося штока обеспечивает подшипник.

На фиг.1 изображена общая схема устройства для выращивания монокристаллов; на фиг.2 изображена схема датчика веса.

Устройство содержит цилиндрическую камеру 1, внутри которой установлен тигель 2 с расплавом и расположенным над ним затравкодержателем 3, соединенным с тягой 4, проходящей внутри полого вращающегося штока 5.

Затравкодержатель 3 связан с датчиком 6 веса установленным неподвижно в герметичной камере 7.

Вращающийся шток 5 передает вращение тяге 4 затравкодержателя 3 при помощи гибких эластичных пружин 8, одним концом соединенных с тягой 4 затравкодержателя 3, а другим соединенные со штоком 5.

Гибкие эластичные пружины 7 выполненные в виде дугообразных "лепестков" обеспечивают заданную геометрию кристаллов с минимальными отклонениями диаметра. Их участие в измерении веса кристалла незначительны.

Верхний конец тяги 4 затравкодержателя 3 связан с датчиком 6 веса через подшипник 9 расположенный в корпусе 10 соединенным с датчиком 6 веса и оказывающим силовое воздействие на него при изменении веса монокристалла. При этом подшипник 9 обеспечивает неподвижность датчиков веса от вращающегося штока 5.

Устройство работает следующим образом. В тигель 2 загружают исходный материал. Камеру 1 герметизируют, вакуумируют, нагревают раплавляя загрузку.

Затем затравку 3 подводят к расплаву, прогревают и опускают в расплав. Системой управления, подобрав необходимую скорость роста, перемещают шток 5 затравки вверх и вращают его. Шток 5 через эластичные пружины 8 вращает затравку 3.

Затравка 3 через тягу 4, опирающуюся на внутреннее кольцо подшипника 9, под действием изменений веса выращиваемого кристалла, заставляет корпус 10 передавать силовое воздействие на датчик 6, который расширяясь фиксирует изменение веса и в качестве электронного сигнала передает системе управления. Система управления, управляющая температурой и скоростью вытягивания формирует кристалл заданных параметров.

Устройство для выращивания монокристаллов, содержащее цилиндрическую камеру, внутри которой установлен тигель с расположенным над ним затравкодержателем, соединенным с тягой, проходящей внутри полого вращающегося штока, передающим вращение тяге затравкодержателя, связанной с датчиком веса, отличающееся тем, что датчик веса установлен неподвижно в герметичной камере, при этом вращение от штока к тяге затравкодержателя передается при помощи гибких эластичных пружин, соединенных одним концом с тягой затравкодержателя, а другим - с вращающимся штоком, при этом передача веса растущего монокристалла от вращающегося затравкодержателя к неподвижному датчику обеспечивается подшипником, установленным в корпусе, соединенным с датчиком и передающим на датчик силовое воздействие при изменении веса монокристалла, а неподвижность датчика веса от вращающегося штока обеспечивает подшипник.