Устройство для выращивания монокристаллических лент сапфира

Авторы патента:

C30B15/34 - выращивание из пленки кристаллов с определенными гранями с использованием формоизменяющих матриц или щелей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (!!) (51)5 С 30 В 15 34 29 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (46) 23.04.9! . Бюл. В 5 (21) 379551 9! 26 (22) 13.07.84 {72) И.В. Алябьев, В.С, Папков, В.Ф. Перов и Б.И. Шевченко (53) 62!.315.592(088,8). (56) Е.P. Добровинская; Л.А. Литвинов, В.В. Пищик. Проблемы получения и новые области применения профилированного сапфира. - Известия

АН СССР, сер. Физическая, В 9, т. 43, 1979, с. 1944-!946, A.O. Егоров, Л,М. Затуловский, Д.Я, Кравецкий, Б.Б. Пельц, Е.А.Фрейман, П.М. Чайкин и И.Е. Бе1 езииа.

Аппаратурное оформление процесса выращиваний профилированных кристаллов сапфира способом Степанова.Известия АН СССР;сер. Физическая, В 9, т. 43, 1979, с. 1947«1952.

Novak Я.Е. at а11 . The production

of EFI sapphire ribbon for hetегоepotaxial Silicon Substrates. - "J.

Crystal Gro>rth", 1980, ч. 50, р.l43150. (54)(57) УСТРОЙСТВО Я!Я ВЫРАЩИВАНИЯ

МОИОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕНТ САПФИРА иэ расплава на затравку, включающее молибденовый тигель с расположенным в нем ниже верхнего края формообраэователем, установленный на пьедестале внутри графитового нагревателя, и экраны над тиглем, о т л ивЂ” ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения иэносостойкости элементов устройства и увеличения выхода лент, 7 внещняя поверхность тигля имеет покрытие из вольфрама толщиной 0,050,6 толщины его стенки, а внутренняя поверхность нагревателя имеет покрытие иэ карбида молибдена толщиной 0,01-0,5 толщины его стенки.

9 121

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллических лент сапфира и может быть использовано в электронной, приборостроительной и оптической отраслях промыш лее1иости, Целью изобретения является повышение износостойкости элементов уст" ройства и. увеличение выхода лент.

На чертеже изображено предложенное устройство, общий вид.

Внешняя поверхность молибденового тигля 1 имеет слой 2 вольфрама, внутри тигля находится формообразователь 3. Тигель 1 со слоем 2 вольфрама расположен на пьедестале 4 внутри графитового нагревателя 5, внутренняя поверхность которого имеет слой 6 карбида молибдена. Над тиглем 1 расположены экраны 7. На затравкодержателе 8 закреплена затрац- ка 9

Слой 6 карбида молибдена на внутреннюю поверхность графитового награ вателя 5 наносят следующим образом. l

Предварительно из молибденового листа толщиной, приблизительно равной необходимой толщине слоя 6 карбида молибдена, выполняют цилиндр, внешний диаметр которого равен внутреннему диаметру графитового нагревателя 5. Этот цилиндр вставляют внутрь графитового нагревателя 5.

Затем собирают устройство из графи" тового нагревателя 5 с молибденовым цилиндром, пьедестала 4 и экранов 7. С помощью резистивиого нагрева графитового нагревателя 5 со вставленным в него цилиндром поднимают температуру до 2000 С и выдерживают в течение 0,5-1 ч. При этой температуре происходит интенсивная диффузия углерода в молибденовый цилиндр, взаимодействие его с молибденом с образованием слоя 6, карбида молибдена. При,этом давление паров углерода падает с 10 до ..в

1 0 " атм, т . е . уменьшается на три порядка .

Слой 2 вольфрама на внешнюю поверхность молибденового тигля наносят при помощи плазменно-дуговой горелки при 4 5000 С с использованием

378! 2. порошка вольфрама диаметром 2050 мкм. Вверху и внизу толщина стенки тигля 1 .отличается на 2-3 мм за счет небольшой конусности, которая облегчает извлечение незакристаллизовавшегося в ленту сапфира распла. ва.

Подготовленное устройство собирают. В тигель 1 помещают формооб1р разователь 3 ниже уровня тигля.

Пространство между стенками тигля и формообразователем заполняют боем кристаллов AI Î . Тигель со слоем 2 вольфрама помещают внутрь гра-!

5 фитового нагревателя 5 со слоем 6 карбида молибдена и на пьедестал 4.

Сверху над тиглем располагают экраны 7.

После сборки теплового узла ка20 меру вакуумируют до давления

2 10 мм рт.ст. и с помощью резистивного графитового нагревателя поднимают температуру до 1200 С в течение ч. Затем напускают инерт25 ный газ А и поднимают температуру до 2100 С в течение 40 мин для расплавления крошки А1, 0 . Затравко-. держатель 8 с затравкой 9 опускают до соприкосновения с поверхностью

30 формообразовтеля 3. В местах каса» ння появляется пленка расплава. Ус« . ,танавливают скорость подъема затравкодержателя 8 0,8 мм/мин и по углу разращивания ленты подбирают необ35 ходимую температуру. Таким образом . вытягивают группу иэ семи лент общей длиной 3500 мм, из которой

1505 -мм являются годной частью.

В таблице приведены сравнительные данные износостойкости узлов устО ройства и выхода лент, Как видно из таблицы, выход за а. указанные пределы в сторону их уменьшения приводит к уменьшению стойкости элементов устройства.и

45 уменьшению выхода годных лент (пример 4). Выход за пределы в сторону увеличения не приводит к ухудшению характеристик, однако это связано с ненужными расходами материала (вольфрама) и увеличением расхода мощности на дополнительный нагрев слоя карбида молибдена.

l2l378l

Выкод

Стойкость

Толщина слоя вольфрама, Толщина - стен»

Толщина eéÎ карбида молибдена, мм

Пример ки тиг» ля Й

ММ

0,4 (0,1 d ) 3 (0,66 ) 465 43

0,02 (0,005 й,) 0,)5 (0,025 d)90 2) 6 (O 92 aÿ,) 450 43

4 (0,8 сЪ,) 6 «езвестный 4

30 !5

Нет