УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ПО МЕТОДУ ЧОХРАЛЬСКОГО

Полезная модель относится к устройствам для выращивания монокристаллов полупроводников по методу Чохральского.
При выращивании монокристаллов полупроводников по методу Чохральского возникает необходимость отделить рабочую камеру для выращивания монокристаллов, находящуюся под вакуумом, от шлюзовой камеры для выгрузки выращенного монокристалла, или, в случае дозагрузки шихты, в расплав. Для этой цели используются различные шиберные устройства.
Известно устройство для выращивания монокристаллов по методу Чохральского (СССР, А.С. №1842103, С30В 1/00 30.09.1972 схема устройства прилагается), содержащее рабочую камеру, шлюзовой отсек, диск и винтовой механизм.
Основным недостатком данного устройства является ручной привод герметизирующего диска, отсекающего рабочую камеру растущего кристалла от шлюзовой камеры. Закрытие герметизирующего диска вручную особенно проблематично, когда рукоятка винтового вала находится высоко и труднодоступна для оператора.
Задача полезной модели состоит в упрощении эксплуатации шиберного устройства за счет применения электрического привода и повышении удобства в работе оператора.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для выращивания монокристаллов по методу Чохральского, содержащем рабочую камеру, шлюзовой отсек и расположенное между ними шиберное устройство герметично перекрывающее рабочую камеру сверху герметизирующим диском жестко закрепленным на вертикальном валу, при
этом вертикальный вал проходящий через стакан установлен с возможностью вертикального перемещения и поворота в пазу стакана и связан посредством расположенного на его верхнем конце винтового вала с механическим приводом, вертикальный вал оснащен штифтом для перемещения в пазу стакана, а паз стакана имеет вертикальную и наклонную части профиля, причем наклонная часть профиля паза обеспечивает поворот герметизирующего диска на угол достаточный для открывания отверстия между камерой и шлюзовым отсеком, при этом наклонная часть паза выполнена под углом превышающим угол трения штифта о материал стакана, кроме того винтовой вал снабжен демпфирующими пружинами и концевыми выключателями.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 - изображен общий вид устройства, на фиг.2 - шиберное устройство.
Устройство содержит герметичную рабочую камеру 1, в которой расположен тигель и нагреватель, шлюзовой отсек 2, имеющий дверь и шиберное устройство 3 расположенное между рабочей камерой 1 и шлюзовым отсеком 2.
Шиберное устройство 3 герметично перекрывает рабочую камеру 1 сверху герметизирующим диском 4.
Герметизирующий диск 4 связан с кронштейном 5 при помощи шарового шарнира 6, а кронштейн 5 жестко соединен с вертикальным валом 7. Герметизирующий диск 4 имеет полость 8, охлаждаемую водой.
Вертикальный вал 7 проходит через стакан 9 с пазом 10 и установлен с возможностью вертикального перемещения и поворота в пазу 10 стакана 9 при помощи штифта 11, которым он снабжен и который расположен перпендикулярно оси вала 7. Вертикальный вал 7 выполнен водоохлаждаемым и связан посредством расположенного на его верхнем конце винтового вала 12 с механическим приводом 13 для вертикального перемещения и поворота.
Паз 10 стакана 9 имеет вертикальную и наклонную части 14, 15 профиля. Вертикальная часть 14 паза 10 позволяет в начале открывания герметизирующего диска 4 выйти ему из контакта с вакуумным уплотнением, а при дальнейшем подъеме наклонная часть 15 обеспечивает поворот герметизирующего диска на угол достаточный для открывания отверстия между рабочей камерой 1 и шлюзовым отсеком 2. При обратном движении паз 10 обеспечивает поворот и опускание диска 4.
Наклонная часть 15 паза 10 выполнена под углом, который больше угла трения штифта 11 о материал стакана 9.
Винтовой вал 12 приводится во вращение двигателем 16 через редуктор 17 и имеет демпфирующие пружины 18 и концевые выключатели 19, 20, которые контролируют положение герметизирующего диска 4. Положение концевого выключателя 19 регулирует усилие прижатия диска 4 и выключает привод 13.
Устройство работает следующим образом. Монокристалл 21 вытягивают из расплава и по окончании процесса перемещают в шлюзовой отсек 2. Включается привод 16 и 17 вращения винтового вала 12, при этом вертикальный вал перемещается вниз, штифт 11 начинает скользить по пазу 10, поворачивает вал, и помещает герметизирующий диск 4 над отверстием 22 в рабочей камере, а уплотняющий зуб 23 располагается строго над прокладкой 24. При дальнейшем вращении винтового вала 12, он начинает подниматься и сжимает демпфирующие пружины 18. Степень их сжатия определяет усилие, с которым диск 4 прижимается к уплотнению 24. Винтовой вал 12, поднимаясь вверх, нажимает концевой выключатель 19 и выключает привод 13. Положение концевого выключателя 19 по вертикали регулируется, и тем самым регулируется усилие прижатия диска 4 к уплотнению 24. Положение диска 4 при повороте контролируется концевым выключателем 20.