Затравочный кристалл

Полезная модель относится к металлургической промышленности, в частности к затравочным кристаллам, используемым при выращивании монокристаллов кремния и направлена на повышение надежности крепления затравочного кристалла в затравкодержателе и обеспечение возможности автоматического центрирования затравки вдоль оси вращения. Затравочный кристалл в виде стержня, отличающийся тем, что на одном его конце выполнено наплавленное утолщение в виде тела вращения выпуклой боковой поверхностью, например, каплевидной формы, соосного продольной оси стержня и с диаметром, большем поперечного размера отверстия затравкодержателя. Материал утолщения идентичен материалу стержня.

Полезная модель относится к металлургической промышленности, в частности к затравочным кристаллам, используемым при выращивании монокристаллов кремния.

Известна конструкция затравочного кристалла (авторское свидетельство СССР №159795, кл С 30 В 15/32, 1964 г) и различные его модификации, не меняющие сути устройства В известном устройстве затравочный кристалл имеет заранее сделанные пазы либо отверстия, за которые он крепится в затравкодержателе посредством винтов или штифтов.

Основным недостатком известного затравочного кристалла является то, что не обеспечивается необходимая надежность крепления затравочного кристалла, что иногда приводит к его выпадению вместе с выращенным кристаллом из затравкодержателя из-за прослабления винтов или штифтов или механического разрушения самой затравки в месте крепления, что особенно критично если учитывать тенденцию постоянного увеличения веса выращиваемых кристаллов Кроме того, известный затравочный кристалл не обеспечивает возможности его центрования относительно затравкодержателя и, соответственно, относительно оси вращения, что приводит к отклонению геометрической оси от кристаллографической в выращенном монокристалле и его возможному забракованию.

Технический результат предложенной полезной модели заключается в устранении вышеуказанных недостатков, а именно в повышении механической прочности затравочного кристалла и надежности крепления его в затравкодержателе, а также возможности автоматического центрования затравочного кристалла вдоль оси вращения.

Этот результат достигается тем, что на одном конце затравочного кристалла выполнено утолщение в виде тела вращения, соосного продольной оси затравочного кристалла, и с диаметром, большим чем поперечного размера отверстия в затравкодержателе, что позволяет исключить выпадение затравочного кристалла из затравкодержателя даже при больших весах выращенного кристалла При этом утолщение изготавливается методом наплавления того же материала из чего сделан и сам затравочный кристалл (вплоть до монокристалличности), а следовательно имеет высокую механическую прочность.

Утолщение может быть выполнено с выпуклой боковой поверхностью и иметь каплевидную форму. Каплевидное наплавленное утолщение, близкое по форме к идеальной сфере за счет сил поверхностного натяжения, в сочетании с конусообразной упорной площадкой в затравкодержателе позволяет автоматически центровать затравочный кристалл относительно затравкодержателя и оси вращения, обеспечивая минимальное отклонение кристаллографической оси от геометрической оси в выращиваемом монокристалле.

В совокупности все предложенные существенные признаки, изложенные в формуле полезной модели, обеспечивают достижение вышеуказанного технического результата.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид устройства.

Затравочный кристалл 1 выполнен в виде стержня с наплавленным утолщением 2 в виде тела вращения, например, каплевидной формы.

Диаметр утолщения 2 превышает поперечный размер отверстия в затравкодержателе 3. Утолщение 2 соосно продольной оси 4 стержня затравочного кристалла 1 и выполнено из материала, идентичного материалу стержня. Продольная ось 4 стержня совпадает с осью вращения затравкодержателя 3 в процессе выращивания монокристаллов кремния.

Устройство работает следующим образом. Затравочный кристалл 1 опускают в затравкодержатель 3 до упора и он автоматически центруется относительно оси вращения затравкодержателя 3 за счет фиксации наплавленного утолщения 2 затравочного кристалла 1 в конусообразной упорной площадке 5 затравкодержателя 3. В процессе выращивания кристаллов затравочный кристалл 1 используется многократно (до его полного сплавления) без проведения операции проверки надежности крепления затравочного кристалла 1 и центровки относительно затравкодержателя 3, обеспечивая минимальное отклонение кристаллографической оси от геометрической оси в выращиваемом монокристалле.

1. Затравочный кристалл в виде стержня, отличающийся тем, что на одном его конце выполнено утолщение в виде тела вращения, соосного продольной оси стержня и с диаметром, больше поперечного размера отверстия затравкодержателя.

2. Затравочный кристалл по п.1, отличающийся тем, что утолщение выполнено с выпуклой боковой поверхностью.

3. Затравочный кристалл по п.2, отличающийся тем, что утолщение выполнено каплевидной формы.

4. Затравочный кристалл по п.1, отличающийся тем, что утолщение выполнено наплавлением.

5. Затравочный кристалл по п.1, отличающийся тем, что утолщение выполнено из материала, идентичного материалу стержня.