ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Получение монокристаллического германия из "Металлургия редких металлов Издание 2 " Наиболее распространенным способом получения монокристаллического германия служит способ вытягивания из распла-ва (способ Чохральского). [c.404] Схема процесса приведена на рис. 172. В расплавленный германий, имеющий температуру несколько выше температуры плавления, опускают закрепленную на стержне затравку в виде небольшого монокристалла германия, который затем с определенной скоростью вытягивают из расплава с помощью подъемного механизма. При вытягивании затравки из расплава металл затвердевает с ориентацией затравочного кристалла. Затравочный кристалл устанавливают так, чтобы одна из его плоскостей (П1, ПО или 100) располагалась параллельно поверхности расплава. Для успешного ведения процесса необходимо обеспечить отвод примесей от фронта кристаллизации. С этой целью перемешивают расплав вращением тигля, а также вытягиваемого слитка. Вращение тигля, кроме того, обеспечивает равномерный его нагрев, что предотвращает местные перегревы расплавленного металла. [c.404] Разработан ряд конструкций для вытягивания монокристаллов германия. Плавку ведут в вакууме (10 —Ю мм рт. ст.) в тиглях из чистого графита или кварца. Для нагревания используют либо графитовые нагреватели сопротивления, либо высокочастотные индукторы. [c.404] Поясним это. При неподвижной затравке, находящейся в равновесии с расплавом, количество подводимого к расплаву тепла Qг равно количеству отводимого тепла (5о (за счет теплопроводности через затравку и подъемный шток, потерь излучением и др.). Увеличение Qi должно приводить к смещению вверх (удалять от расплава) границы между кристаллом и затравкой, а при уменьшении Q фронт кристаллизации будет опускаться, приближаясь к поверхности расплава. [c.405] Из этого выражения следует, что диаметр слитка уменьшается с увеличением количества подводимого тепла и повышением скорости вытягивания. При сохранении скорости вытягивания постоянной диаметр слитка можно регулировать изменением количества подводимого тепла. Если же в процессе вытягивания скорость изменяется по определенной программе, то это должно быть синхронизировано с изменением температуры расплава с тем, чтобы диаметр слитка оставался постоянным. Управление вытягиванием осуществляется автоматически. [c.406] В настоящее время выращивают монокристаллы германия диаметром 40—50 мм и иногда больше, длиной 180—220 мм. [c.406] При вытягивании монокристаллического слитка в германий для придания ему нужного типа проводимости и определенного сопротивления вводят в строго контролируемом количестве примеси. ибычно для введения примесей (галлия, индия, фосфора, сурьмы, мышьяка и др.) используЮт лигатуры (сплавы германия с примесью). Концентрация примеси по длине вытягиваемого слитка изменяется по тому же закону, что и в случае направленной кристаллизации. Однако, изменяя скорость вытягивания монокристалла по мере увеличения его длины (программное изменение скорости), можно получить участки монокристалла с однородным распределением примеси и одинаковыми электри ческими характеристиками. [c.406] Кроме способа вытягивания, для получения монокристалли-ческих слитков с равномерно распределенной легирующей примесью применяют способ зонной плавки. [c.406] Легирующая примесь (если значения К порядка 0,01 или меньше) равномерно распределяется по значительной части длины слитка. Этому условию удовлетворяют примесь сурьмы (при получении электронного германия) или индия (при получении германия с дырочной проводимостью). [c.407] Вернуться к основной статье