К вопросу создания эффективных тепловых узлов установок выращивания монокристаллов германия

Полупроводники на основе германия, являются чрезвычайно перспективными для использованияв микроэлектронике, оптоэлектронике, солнечной энергетике и ИК оптике. Известен широкий рядтехнических решений, направленных на усовершенствование теплового узла устройств длявыращивания монокристаллов из расплава методом Чохральского. Тепловые узлы современныхустановок выращивания монокристаллов имеют, как правило, открытое для свободного излучениязеркало расплава. Это приводит к значительным (до 46%) потерям мощности установки. Известнытакже тепловые узлы, в которых используется конические экраны («колодцы»), опирающиеся нагоризонтальные экраны. Над расплавом создается замкнутая полость, препятствующая излучению отохлаждаемых стенок камеры. Однако, такая конструкция сужает поле зрение оператора, которомунеобходимо видеть свободную поверхность расплава, для вмешательства вплоть до повторенияпроцесса затравления в случае неудачного начала. И в том и в другом случае наблюдаютсяповышенные значения градиентов температур и термоупругих напряжений в кристалле. [1-3]Нами разработан плавающий на поверхности расплава экран специальной конструкции. Тепло,передаваемое кольцевым плавающим экраном от расплава на поверхность растущего слитка,улучшает симметричность радиального температурного распределения на поверхности расплава.Размеры и материал плавающего экрана подобраны таким образом, чтобы его масса итеплопроводность обеспечивали необходимое выделение тепловой энергии над расплавом в областифронта кристаллизации при росте монокристаллов, но при этом не происходило нарушениеконвекционных потоков в расплаве за счет погружения экрана в расплав. Техническим результатомприменения плавающего экрана, является создание тепловых условий в области фронтакристаллизации, обеспечивающих равномерное распределение температур, для получениякристаллов больших диаметров, имеющих плотность дислокаций менее 200 см-2 и равномерноераспределение в объеме легирующих примесей. [4]