DE1519922A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von Kristallen aus einem Schmelztiegel - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung mim Ziehen tos'Erlets aus eines Schmelztiegel

Me-Erfindung betrifft ein Verfahren uaä ein© zum Ziehen τοη stabförmige» Kristallen sue .tiegel mittels eines in die Schmelze eingetauchten und herausgezogenen lapfkeimes· Sigfeesoaäfs?© i®

das ?®yfahren geeignet für das Zietien ψ&ά aus sergeizlichen Verbindungen, s*B« OsAg Usä_9i. bei welchen die eine Kimponente aa iüslnelspsiörl des? ¥ei?biBdiBig sehon einen ertiebliehen Bsiipfdssia©!: .fe@®its^_e

Ub@ ZUohten fön Kristallen"ans 2erset&lleh©E& mit Hilfe des bekannten tiegelfreies reitet ©inige Sohwlerl^keitesi. we
eisen defInlerten Bampfd^uölc der

h&lt@n_y und ist infolge der

der Seliael^söße auf gelinge H stabtss (.s*B· 6; "bis 7 M $ .!Del. GeJLs)

!Saft

dl© Phasengrenze fsst^fltteeig- entlang der Iim,mmms&- eine® -Selilffchens-oder Siegele« Is besteht .Kristall® tos der Eiegelwazid Ib dea Eiste!stall Mm sea© Auch übt die Sieg^lwand- einen aegatiY©E lisil^ß sm£ die Kristallperfektion und die Beinheil; öeg

Das bekannte.Cz-o.ch2tel6ki~Ver£ahren₉ b@i-wel· keim ia die in einem Siegel befindliche' i>stee*i§@ <; und d®r Sinkristall- allmählioh herauBge^ogea wird.

st

'eignet₉-dickere und größere-Sristalle zu lias -gelingt₉ dan Partialdraek der gasförmige» Komponente 'konstant zu halten· Jedoch ist das Problem der Abdichtung der fuhrung'der'Zieh stange u. dgl. "schwer beherrtseiibaa?»

009811/1148 " ² "

BAD ORIGINAL

β · -r·

™

A₄. .>»: s*?¹ Ak!-*¹ ι μ,· '-ff.i

1519S22

S * t- **i 3> *

it * „ϋ.-,-ί-'ί

'^vt«? δ «fet

t' ö 9 ö 1 ] ; ν ϋ

"ί Ü ^Kf *>

. *5i.W. ^

BAD ORIGINAL

Man kam diesen Vorgang duroh die Steigerung der Orehsahl von Hand steuern; man kann aber auch bei einmal empirisch «rmJ&elten Siehparametevn die Drehsahlveränderung berechnen und dann selbsttätig ablaufen lassen, da der Zusammenhang swlsehen Drehsahl η (ü/min) und der sloh einstellenden ab» gesenkten Hohe h In der Mitte der Schneise beschrieben wird duroh die Gleichung*

in - Wi fa² _r

H · Auegangshehe der Schneise S « Tiegelradius g · Brdbesohleunigong und

r ■ Badlne des gesogenen Kristalle· unter Voraussetsung einer sylindrisohen fozn·

Sie bekannterwelse bewirkte Surohmisohung der Schneise durch Rotation des Tiegels bei nicht rotierendem Xsipfkeia (oder ragekehrt) tritt bei den neuen Verfahren automatisch duroh eine fiadlalstrfivung ein, und sner sowohl in thernisoher wie In ohe&isoher Hinsicht·

Zur Burohftthrang des Terfahrens eignet sich eine Vorrichtung nlt einem vakuumdicht τβτ β chi i eßbaren und duroh einen regulierbaren Antrieb um seine rertikale Achse in Rotation versetsbaren öefäfl, welches in »einem unteren Teil einen duroh eine außerhalb des Gefäeeee angeordnete Heis^uelle beheisbaren Sohsielstlegel mit relativ hohen Seitenwänden und in seinem oberen Teil eine in der Hotetioneechee im Gefäß befestigte Halterung für einen Iapfkeiin enthält· Die Heisquelle ι sweckoSeelg eine Induktionsspule, sollte sur Wämeregullerung axial sum Gefäß verschiebbar angeordnet sein·

00981 1/1 U 8 *BAÄ ORIGINAL

Weitere Blnselhelten de· Verfahrens und der Torrlohtamg er» geben eioh au· der nachfolgenden Besohrelbu&g elfte· Ia der I Zeichnung dargesteilten Ausitthrungebeieplelee der Torrlohtwig«

SIn Yorsugswelse an· Quars bestehender, rotatlotissjwetrlsolLsr Beilpient 1 1st oben duroh einen Beekel 2 vakuumdicht schlossen· Br 1st unten auf einer Spltit 3 gelagert und über eine an de· Deoktl 2 angebraofate und in geeigneter feiae drehbar gelagerte lohet 4 duroh eine regelbare Antriebs*»*» richtung in Rotation rereekt werden ₉ wie duroh den ff eil A engedeutet· in seiner tiefsten Stelle 1st in den Reslpleaten ein Sohmelstiegel 5 alt relatir hoher land eingesetzt, der duroh eine in Blohtung des Doppelpfeiles B auf- und abbewegbare Induktionsspule 6 beheisbar 1st« Ia oberen fell des Ieslpienten 1 ist ein Binsats 7 eingehängt ₉ dessen ter _t rohrfOraiger 4nsats als Halter für den lapfkeiM 8 ausgebildet 1st« Ben oberen Seil des Beslpienten 1 unsohlleBt ein Ofen 9· An der Stelle der niedrigsten Teaperatur₉ welohe sioh an dar Absohaelskaplllare 10 befindet, 1st Inaerhall) der lohse 4 ei» Thernoeleaent 11 sur Regelung der Teaperatur la Oasrau· 12 und damit sur Binstellung des BartialdsMpfdruokes der flttohtigen Komponente (Bodenkörper 13) angebraoht·

Sas erfindungsgemäOe Verfahren läuft in der Torriohtung etwa wie folgt abs

Vaoh dem Pollen des Sohaelstlegele 5 nit einer bestisjtten Menge des Ausgangsstoff es C**B· GaAs)₉ die ausrelöht₉ aa la gesobnolsenen Zustand den XeIa etwas eintauchen su lassen₉ «lsi der Slnsats 7 mit dea BodenkOrper 13, weloher aar Breeugang des Tartialdruokes der flüchtigen Komponente dient ₉ elngesetst« Vaoh TereohlieAen und Bvakttieren des Besipienten 1 wird die Abeohsielskapillare 10 sugesohaolsen·

Nun kann der Recipient 1 in die Antrlebsrorrlohtuag eingebaut werden« Bas Anfsohaelsen gesohleht glelohseltig alt der Br- V

BAD ORIGINAL. 009811/1 U8 —-,_» 5 -

1519922 wärmung des Gesraumee 12 durch den Ofen 9 auf die zur Br slelung des Dampfdruckes der fluchtigen Komponente erforderliche Temperatur (ca« 620° C bei GeAe)₉ gemessen durch das Thermoelement 11·

Der Gasraum 12 steht mit der Oberfläche der Schmelze 14 über Löcher 15 in Verbindung· Dadurch ist für einen bestimmten Gleichgewichtsdampfdruck über der Schmelze 14 gesorgt·

Danach beginnt der Ziehvorgang durch Steigerung der Drehzahl des gesamten Systems, welche das Absenken der Oberfläche der Schmelze In der Mitte des Tiegels bewirkt» Dabei erfolgt automatisch eine Durchmischung der Schmelze 14 in Richtung der Pfeile C.

Das Verfahren eignet sich auch zur Dotierung von Materialien mit einer definierten Menge von Dotierungsmaterial, welches beim Schmelzpunkt des Ausgangsmaterials schon stark verdampft· PaB Dotierungsmaterial tritt dann an die Stelle des Bodenkörpers oder wird diesem beigegeben·

BAD ORIGINAL 009811/1U8 —

Claims (1)

1. · verfahren sum Ziehen tob Kristalle*, Torsagsveis» XoM ait einer flüchtigen Komponente, s·!· (IsU Ism iwiwiti «ft· •Inte Sohmelstiegel, mittel· eines is di· Sohmslie eingetauchten mid sllmihlioh herausgesogenen Impfkeimes, gektnnitiohntt , d*0 di· B«l*tlfb«vt0 Impfktlii und ObcrflMoh· der 8ο1μ·1β· dnroh kontiaaierlloh ^eeteigtrtt Eotatlon des Sohmelstiegele and de· Xhipfkeiae· erseugt idrd.

   2· Vorrichtung but Durchführung de· Terfahrene naoh Ansprooh 1, gekenneeiohnet dnroh einen TBkunedioht rw-Bohliefiberen und durch einen regulierbaren Antrieb um seine vertikale Achse in Botation rereeteberen leeipienten, weloher in seinen unteren feil einen durch eine auAerhelb dee Eesipienten angeordnete Heisguelle beheisberen Sehaels· , tiegel mit relativ hoher Seitenwand und in seinem oberen Teil eine in der Botatlonsaohse angeordnete Halterung IUr einen in den liegel hineinragenden Iapfkeim enthalt·

   3· Vorrichtung nach Anspruoh 2, dadurch gekenneeiohn e t , daß der lesipient in seinen oberen Teil einen Yorsugswelse Bit den Inpfkeimhalter verbundenen üneatB zur Aufnahme von Material einer leichtflüchtigen Komponente enthalt·

   4· Vorrichtung nach Anspruoh 2 und 3, gekennsei ohne t durch einen den oberen Bereich des Besiplenten gebenden Ofen«

   0098 U / 1 U 8 ^{BAD 0RIGINAL}