Тигель для выращивания кристаллов на затравку

Изобретение относится к устройствам для выращивания кристаллов из расплава на затравку.

Известен тигель для выращивания кристаллов из расплава на затравку [Ya-bu Shuichi. Apparatus and method for manufacturing single crystal. JP 2006219352 (A)] - прототип, в котором затравочная камера выполнена в виде глухого отверстия в хвостовике тигля, просверленного с внутренней стороны тигля.

Основной недостаток конструкции состоит в том, что в такой затравочной камере сложно размещать затравку, так как ее нужно вводить с внутренней стороны тигля. При большой глубине и небольшом внутреннем диаметре корпуса тигля установить затравку вручную становится невозможным и требуется специальное приспособление. Кроме того, такой тигель сложен в изготовлении - затравочная камера должна быть соосна с хвостовиком и корпусом тигля, а разметка и высверливание камеры возможны только внутри тигля. Сложным оказывается и извлечение кристалла, так как во многих реальных процессах роста кристаллов затравку может заклинить в затравочной камере. В результате кристалл при извлечении может оторваться от затравки, что приведет к образованию трещин и других повреждений.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, позволяющее осуществлять разметку и высверливание затравочной камеры с наружной стороны тигля, установку затравки вручную независимо от размеров тигля, а также извлечение кристалла без отрыва от затравки.

Поставленная задача решается тем, что в известном тигле, состоящем из корпуса и хвостовика с затравочной камерой, затравочная камера выполнена в виде сквозного отверстия в хвостовике, закрытого пробкой, имеющей резьбовое соединение с хвостовиком.

Пример конкретного исполнения такого тигля показан на Фиг. 1 (сборочный чертеж) и Фиг. 2 (деталировка), где 1 - корпус тигля, 2 - хвостовик, 3 - затравочная камера, 4 - пробка.

Тигель работает следующим образом. Затравка помещается в затравочную камеру 3 со стороны хвостовика 2. Затем затравочная камера закрывается пробкой 4. В корпус тигля 1 помещается исходная загрузка для выращивания кристалла. Тигель устанавливается на шток ростовой установки и проводится процесс выращивания кристалла. По окончании процесса тигель извлекается из ростовой установки, пробка 4 выкручивается из хвостовика 2, а кристалл извлекается путем механического выталкивания его вместе с затравкой со стороны хвостовика (через затравочную камеру).

Предлагаемая конструкция тигля упрощает процесс разметки и высверливания затравочной камеры, так как эти работы могут быть выполнены со стороны хвостовика. Сквозная затравочная камера позволяет легко устанавливать затравку, например, вручную, независимо от высоты и внутреннего диаметра корпуса тигля, так как установка затравки производится со стороны хвостовика. Извлечение выращенного кристалла путем механического выталкивания его вместе с затравкой через затравочную камеру исключает отрыв кристалла от затравки.

Резьбовое соединение пробки 4 с хвостовиком 2 выбрано из соображений надежности крепления.

Тигель может быть использован в процессах роста кристаллов из расплава методами Бриджмена, вертикальной зонной плавки, температурного градиента, а также их модификациями.

Материал тигля может быть выбран в зависимости от свойств соединения, кристалл которого выращивается. Например, для халькогенидов цинка и кадмия, имеющих высокие температуры плавления (ZnS, CdS, ZnSe, CdSe), учитывая химическую агрессивность их расплавов и паров, можно использовать графит.