Устройство для определения положения границы раздела фаз в процессе кристаллизации

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапкстическик

Республик

1»>894024 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 04.04.80 (2l) 2905547/23-26 с присоединением заявки М(56)М. Кл.

С 30 В 13/00

G 05 0 27/00

Гооудерствааый комитет (23) Приоритет—

СССР по аелеи нзооретенкй и открытий (53у Удт; 66.012-52 (088.8) Опубликовано 30,12,81. Бтоллетень №48

Дата опубликования описания 30 .1 2. 81 (72) Авторы изобретения

Л. С. Кременчугский, 10 ° К. Лингарт ляренко (7I) Заявитель

Институт физики АН Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ

ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ФАЗ В ПРОЦЕССЕ

КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к выращиванию монокристаллов методом зонной или направленной кристаллизации.

При выращивании монокристаллов различных материалов методом зонной или направленной кристаллизации, осуществляемой в герметичных камерах со смотровыми окнами, необходимо определять с высокой точностью скорость перемещения границы раздела фаз.

Известно устройство для опредепения положения расплавленной зоны в процессе зонной кристаллизации, содержащее сканирующую фотоэлектричес15 кую систему с приемником излучения, траектория развертки которого направлена вдоль оси перекристаллизуемого образца, и усилительно-преобразовательный блок . В момент перехода оптической оси приемника от твердой фазы кристаллизуемого объекта к жидкой происходит скачкообразное изменение амплитуды и спектра переменной составляющей потока лучистой энер гии f 11.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство автоматического контроля диаметра кристалла при выращивании полупроводников, содержащее усилительно-преобразовательный блок, вход которого соединен с приемником излучения, состоящим из линейки пироэлектрических приемников, модулятора и спектрального фильтра (23

Недостатком известного устройства является то, что оно не дает точную информацию о скорости перемещения границы раздела фаз

Цель изобретения — повьппение точности измерения, Поставленная цель достигается тем, что устройство предлагается снабдить амплитудным анализатором импульсов и таймером, при этом вход амплитудного анализатора связан с выходом усилительно-преобразовательного

894024

15 блока, а его выход подключен к таймеру.

На чертеже представлено устройство для определенин положения границы раздела,:.фаз в процессе кристалS лизации, схема.

На схеме устройства обозначены герметичная камера 1 со смотровым окном 2, твердая и жидкая фазы 3 и 4 перекристаллизуемого материала, on- )а тическая система 5, спектральный фильтр 6, модулятор 7, линейка 8 пироэлектрических приемников, усилители 9, амплитудный анализатор 10 и таймер )l.

Устройство работает следующим образом.

Излучение из герметичной камеры

) со смотровым окном 2 от области, примыкающей к границе раздела двух щ фаз 3 и 4, с помощью оптической системы 5, спектрального фильтра 6 пре» рывается модулятором 7 и проецируется на линейку 8 пироэлектрических приемников. Линейка 8 пироэлектричес- z5 ких приемников расположена перпенди кулярно границе раздела фаз в проекции исследуемой зоны. Радиационные свойства поверхностей Расплавленной и твердой фаз 4 и 3 отличаются как

30 но температуре, так и по спектраль- . ному составу. Поэтому на каком-то из чувствительных элементов линейки

8 пироэлектрических приемников, на который проецируется граница разде/ 35 ла фаз, величина сигнала резко отличается от одного из рядом находящихся. Последовательность элементов линейки 8 пироэлектрических приемников приводится в соответствие со

40 шкалой направления кристаллизации и позволяет снять информацию о положении и направлении перемещения границы раздела фаз. Для определения скорости перемещения границы раздела фаз достаточно измерить интервал

45 времени, за который произойдет резкое изменение сигнала от двух последовательно расположенных элементов линейки 8 пироэлектрических прйемников.

Снимаемые с элементов линейки 8 пироэлектрических приемников сигналы усиливаются усилителями 9 и поступают на пронумерованные каналы амплитудного анализатора 10. Номер канала, амплитуда сигнала которого резко отличается от соседнего, определяет положение границы раздела фаз. Эта информация в дальнейшем используется для контроля и управления процессом зонной или направленной кристаллизации. Таймер I) определяет интервалы времени, за которые перемещается граница раздела фаз и прямо калибруется в значениях .скорости перемещения.

Предлагаемое устройство предназначено для использования при контроле и управлении ростом кристаллов.

Экономический эффект за счет повн" шения точности измерения и упрощения аппаратуры составит около

30 тыс. Руб в год на одну установку е

Формула изобретения

Устройство для определения положения границы раздела фаз в процессе кристаллизации, содержащее усилительно-преобразовательный блок, вход которого соединен с приемником излучения, состоящим из линейки пироэлектрическнх приемников, модулятора и спектрального фильтра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено амплитудным анализатором импульсов и таймером, при этом вход амплитудного анализатора связан с выходом усилительно-преобразовательного блока, а его выход подключен к таймеру.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 254489, кл. В 01 J 17/08, )968.

2. Патент США У 3958129, кл. )) 01. N 21/26, 1976.

894024

Составитель В. Федоров

Теехред М. Надь . Корректор О. Билак

Редактор Н. Ковалева

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 11402/44 Тираж 336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5