Плавка зонная бестигельная

Для устранения этих явлений был разработан специальный вид зонной плавки — вертикальная бестигельная зонная плавка, — при которой расплавленная зона контактирует только с газовой фазой. Вертикальная бестигельная зонная плавка обеспечивает возможность металлургической очистки кремния и получения его с широким диапазоном сопротивлений и малым содержанием кислорода. Схема такой установки приведена на рис. 6.4,6. [c.215]

Технология получения кремния полупроводниковой чистоты включает в себя следующие операции 1) превращение технического кремния в легколетучее соединение, которое после очистки может быть легко восстановлено 2) очистка соединения физическими и химическими методами 3) восстановление соединения с выделением чистого кремния 4) конечная очистка кремния методом бестигельной зонной плавки 5) выращивание монокристаллов. [c.286]

Почему для очистки кремния используется бестигельная зонная плавка [c.293]

Установка для бестигельной зонной плавки с радиационным нагревом (рис, 40) включает излучатель, систему зеркал, камеру отжига и кристаллизационную камеру с кварцевой трубчатой оболочкой. При выращивании монокристаллов ортоферритов и немагнитных гранатов рекомендуется следующий режим скорость роста 10 мм/ч, частота вращения затравки 20—50 об/мин, частота вращения (в противоположную сторону) поликристаллической заготовки 10— 20 об/мин. Температура в камере отжига 1500 С. Давление кислорода [c.490]

Как при наплавлении на затравку, так и при зонной электронно-лучевой бестигельной плавке происходит очистка материала от вредных примесей, особенно примесей внедрения за [c.83]

Метод ИК интроскопии может быть применен для анализа степени чистоты полупроводниковых материалов. Так, исследовались топограммы ИК пропускания "к = 10,6 мкм) двух образцов кристаллов QaP, полученных различной технологией. Первый кристалл был синтезирован непосредственно при горизонтальной зонной плавке из расплава состава, близкого к стехиометрическому, а второй был получен бестигельной зонной плавкой под давлением. Известно, что для бестигельной зонной плавки исходными являются материалы, синтезированные в графитовых лодочках. Выращенные в них кристаллы GaP оказываются в сильной степени загрязненными рядом остаточных и неконтролируемых примесей, в особенности графитом. Однако последующая бестигельная зонная плавка обеспечивает эффективную очистку исходного материала от ряда примесей. Эффективная очистка кристаллов наглядно наблюдалась на топограммах. [c.187]

Монокристаллический кремний для фотоприемников (ТУ 48-4-363—75) получают как методом бестигельной зонной плавки (ОКП 17 724 марки КБ), так и методом Чохральского (ОКП 17 7214 марки КЧ), дырочного и электронного типа электрической проводимости (легированы бором и фосфором соответственно). [c.573]

Монокристаллический кремний, полученный методом бестигельной зонной плавки из поликристаллического кремния водородного восстановления (ТУ 48-4-253—73, ОКП 17 7221), предназначенный для производства полупроводниковых приборов, выпускается марки КВД (кремний водородный дырочного типа электрической проводимости). [c.573]

Еще большей чистоты можно добиться при бестигельной зонной плавке, когда расплавленная зона вертикально поставленного слитка (фиг. 274, г) удерживается силами поверхностного натяжения и не соприкасается с материалом лодочки. Применение бестигельной зонной плавки особенно важно для очистки кремния, которая производится в вакууме или атмосфере нейтрального газа. [c.465]

Расплавленную зону можно получить различными способами нагрева. Прямой нагрев с помощью кольцеобразной печи вокруг металлического прутка представляет собой наиболее легкий путь, однако в этом случае нагрев металла происходит частично за счет теплопроводности лодочки, которая, следовательно, нагревается до высокой температуры. Это ограничивает применение прямого нагрева только для достаточно легкоплавких металлов, таких, как алюминий, олово, свинец. Можно использовать индукционный нагрев токами высокой частоты и пропускать металлический пруток через кольцо индуктора. Таким образом достигается не только эффективный нагрев, но и электромагнитное перемешивание жидкости, что делает возможными большие скорости прохода зоны. Высокочастотный индукционный нагрев вызывает, кроме того, сжатие расплавленной зоны — эффект, который может быть использован при бестигельной зонной плавке (пинч-эффект). Плавление можно осуществить также бомбардировкой электронным пучком. Этот вид нагрева особенно широко применяется для тугоплавких металлов [21]. Достаточно низкая упругость пара этих металлов при температуре плавления делает возможным осуществление электронно-лучевого нагрева, требующего высокого вакуума. Электронная бомбардировка приводит к локальному выделению большой энергии и, следовательно, к высокой температуре. [c.435]

Монокристаллы германия обычно выращивают методом Чохральского или горизонтальной зонной плавкой. Монокристаллы кремния изготовляют методом вытягивания или вертикальной (бестигельной) зонной плавкой. [c.502]

Монокристаллы полупроводниковых веществ, легко вступающих в реакцию с материалом тигля, можно получать методом вертикальной бестигельной зонной плавки (рис. 67). [c.177]

Рис. 67. Схема метода бестигельной зонной плавки

В последние 25—30 лет в связи с развитием новой техники началось промышленное применение монокристаллов многих элементов и различных соединений. Наиболее широко используются монокристаллы полупроводников — кремния и германия, являющиеся основой многих полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов и др.). в последнее время выявилась потребность в монокристаллах металлов (вольфрама, молибдена, меди, алюминия и др.). По этой причине выросла новая отрасль производства — выращивание монокристаллов. Монокристаллы полупроводников и металлов получают выращиванием из расплава тремя способами по Бриджмену, по Чохральскому и бестигельной зонной плавкой. [c.129]

Бестигельная зонная плавка используется для получения монокристаллов [c.131]

Главное достоинство способа бестигельной зонной плавки заключается в отсутствии тигля-контейнера. Расплав соприкасается только с собственной твердой фазой и газовой средой, создаваемой внутри установки. Поэтому способ пригоден для получения монокристаллов любых материалов, за исключением тех, которые обладают большим давлением пара в жидком состоянии вблизи точки плавления. К таким материалам относится, например, хром, у которого при 1900° С давление пара достигает нескольких миллиметров ртутного столба. Основное требование к монокристаллам — это отсутствие примесей и высокая степень химической и физической однородности. Поэтому [c.131]

Зонная плавка реализуется в горизонтальной (рис. 5.6, а) или вертикальной (рис. 5.6, б) компоновке оборудования, а также может быть бестигельной (естественно, это соответствует только вертикальному варианту, рис. 5.7). Для равномерного распределения примеси по сечению в последнем случае можно применять вращение растущего кристалла. В тигельных методах зонной плавки требования [c.319]

Рис. 5.7. Схема получения монокристалла методом бестигельной зонной плавки

Основным методом получения монокристаллов тугоплавких металлов, в частности молибдена, является зонная плавка в электроннолучевой установке. Поскольку жидкий молибден реагирует со всеми известными огнеупорами, наиболее перспективным видом зонной плавки является бестигельная зонная плавка. При бести-гельной плавке зона расплавленного металла удерживается от вытекания силами поверхностного натяжения между двумя вертикальными твердыми частями заготовки, расположенными по одной оси. Выращивание монокристаллов молибдена проводилось на электроннолучевой установке С-248-М . В качестве исходного материала использовались металлокерамические прутки и прутки, полученные ковкой из слитков дуговой вакуумной плавки. Вакуум при выращивании монокристаллов составлял 10 мм рт. ст, натекание 0,5 лмк1сек, скорость перемещения расплавленной зоны 2—4 мм1мин, направление движения расплавленной зоны снизу вверх. При выращивании монокристаллов применялось вращение образца, что способствовало равномерности плавления и стабилизации расплавленной зоны. После двух-трех проходов расплавленной зоны вырастал монокристалл. Этим методом удалось получить монокристаллы молибдена диаметром до 20 мм, длиной до 400 мм. Режимы выращивания представлены в табл. I. 38. [c.93]

Зонная плавка германия осуществляется тигельным способом, в графитовых лодочках, которые со скоростью нескольких сантиметров в час протягивают через последовательно расположенные узкие зоны индуктивного обогрева в зоне плавления и происходит очистка от примесей, большинство которых при охлаждении стремится остаться в затвердевающем объел1е. В результате этого примеси сосредоточиваются на одном конце слитка. Кремний подвергают зонной плавке специальным бестигельным способом. После зонной плавки слитки имеют еще поликристаллическую структуру. Монокристаллы германия получают путем вытягивания из расплава. Сущность способа заключается в следующем в расплав германия опускают стержень с частицей чистого германия — затравкой — на конце вокруг затравки, которая отбирает часть тепла из расплава, окружающего ее, начинается кристаллизация происходит подъем стержня с затравкой из расплава со скоростью, соответствующей росту кристалла получается монокри-сталлический германиевый стержень, из которого можно вырезать пластинки нужной толщины. [c.327]

Ортоферриты. Наиболее успешно монокристаллы ортоферритов различного состава выращивают на установках бестигельной зонной плавки с радиационным нагревом (рис. 15). Установка состоит из эллиптических отражателей / и 12, высокочастотного индуктора 6, кристаллизационной камеры 3 и контротражателя 9. В качестве источника света 11 используется галогеновая или ксеноновая лампа мощностью 1,5—3 кВт, которая находится в фокусе эллиптического отражателя I. Особенностями установки являются равномерность температуры нагрева слитка, возможность работы под давлением в кристаллизационной камере до 10 Н/м, высокотемпературный отжиг выращиваемого кристалла непосредственно в кристаллизационной камере, что способствз ет снятию термических напряжений. [c.32]

Реакция осуществляется при температуре 950° С. Кроме того, применяют методы термического разложения тетраиодида кремния 5И4 или силана 5Ш4 и др. После извлечения из соединений в целях получения очищенных монокристаллов кремний подвергают бестигельной вертикальной зонной плавке. В технологическом отношении кремний более сложный материал, чем германий, так как он имеет высокую чемиературу плавления 1420° Сив расплавленном состоянии химически весьма активен (вступает в реакцию практически со всеми тиг льными материалами). [c.79]

Обычно в качестве материала тигля используют ПЛЕВЛ6НЫЯ квврц графит тугоплавкие оксиды алю-миния или магния. Однако для таких реакционноспособных полупроводников, как кремний, зонная перекристаллизация оказалась эффективной лишь при бестигельной зонной плавке, которая в настоящее время осуществляется несколькими способами. Наиболее распространенным является метод плавающей зоны, который состоит в том, [c.83]

Бестигельная зонная плавка [29]. Вертикальная бестнгельиая зонная плавка широко применяется для очистки материалов, получения монокри-сталлических слитков и выравнивания в слитках концентрации нужных примесей. Бестигельной зонной плавке подвергаются полупроводники, прежде всего кремний, а также тугоплавкие металлы и окислы. [c.243]

Вертикальная бестигельная зонная плавка обеспечивает очистку кристаллов кремния от примесей и возможность выращивания монокристаллов кремния с малым содержанием кислорода. В этом методе узкая расплавленная зона удерживается меаду твердыми частями слитка за счет сил поверхностного натяжения. Расплавление слитков осуществляется с помощью высокочастотного индуктора (рис. 8.13), работающего на частоте 5 МГц. Высокочастотный нагрев позволяет проводить процесс бестигельной зонной плавки в вакууме и в атмосс ре защитной среды. [c.287]

Зонную плавку применяют и для очистки кремния, но так как он реагирует с графитом, процесс осуществляют бестигельным методом в инертной среде, поддерживая вертикально расположенный слнток с помощью зажимов по концам. Узкая зона плавления удерживается силами поверхностного натяжения (рис. 13.7-, б). Помимо высокочастотного могут быть использованы и другие методы зонного нагревания. [c.183]

Рис. 40. Схема установки бестигельной зонной плавки для выращивания монокри Сталлов ортоферритов

Основная часть исследований была проведена на кристаллах GaP, полученных методом бестигельной зонной плавки, а также на кристаллах n-GaAs, выращенных по методу Чохральского. На этих кристаллах при комнатной температуре исследовались эффект Холла и удельная электропроводность. [c.184]

Метод зонной плавки, разработанный Кеком [52] и описанный Пфа-иом [74], применяется для бестигельного плавления, очистки и выраш,и-вания кристаллов. Часть кремниевого прутка нагревается в поле высокой [c.338]

Метод зонного рафинирования, разработанный первоначально для очистки веществ, помещенных в лодочку, с соответствующими изменениями, позволяющими избежать загрязнения материалом тигли, оказался эффективным для очистки компактного ниобия. Зона расплавленного металла, создаваемая индукционпы.ч или электронно-лучевым нагревом, перемещается вдоль вертикально закрепленного пиобиевого стержня (метод плавающей зоны ), благодаря чему на одном конце происходит сегрегация примесей, более растворимых в жидком металле. При бестигельной зонной плавке небольшого прутка (например, диаметром 10 мм) с применением одного из вышеупомииутых методов нагрева обычно сохраняется первоначальная форма образца, что указывает на действие сил поверхностного натяжения. Если же проводится бестигельная зонная плавка с поднимающейся зоной при индукционном нагреве, диаметр образца может быть намного больше, например 25 мм или более. В том случае, когда нагрев внезапно прекращается, расплавленный металл немедленно вытекает. Это служит доказательством, что гидростатическое давление расплавленного металла сдерживается поднимающим усилием, благодаря чему таким путем можно рафинировать образцы большего диаметра. [c.439]

Основные электрофизические параметры слитков моиокристаллического кремния, полученного бестигельной зонной плавкой (ТУ 48-4-295—88) [c.571]

Монокристаллический кремний, полученный бестигельной зонной плавкой, легированный фосфором в процессе нейтронной активации, предназначенный для производства силовых полупроводниковых приборов, выпускается либо марки БО — бестигельный однороднолегированный (ТУ 48-4-449—83), либо марки КОФ — кремний однородный, легированный фосфором (ТУ 48-4-443—83, ОКП 17 7222). [c.573]

При выращивании кристаллов межузельного типа кристаллическая матрица пересыщена межузельными атомами, что препятствует дополнительной эмиссии Si- оксидными выделениями и делает термодинамически невыгодным образование последних. В результате растворимость кислорода в кристаллической решетке возрастает. В этом случае первичные ростовые микродефекты представляют собой афегаты атомов Si,, происходит формирование микродефектов А- и 5-типа. В связи с неравномерным распределением межузельных атомов в поперечном сечении кристалла в областях с максимальной концентрацией Si,- образуются преимущественно микродефекты Л-типа, а в областях с пониженной их концентрацией — микродефекты 5-типа. Объемная плотность распределения микродефектов Л-типа в кристаллах, выращиваемых методом бестигельной зонной плавки, достигает 10 см а в кристаллах, выращиваемых методом Чохральского (из-за существенно меньшей ско- [c.52]

Монокристаллы ортоферрита иттрия YFeOa выращивались методом бестигельной зонной плавки с радиационным нагревом. Из них вырезались пластины размером 30X10X0,05 мм так, что их плоскость была нормальна оптической оси кристалла, лежащей в плоскости Ьс под углом ijj 50° к оси легкого намагничивания с (рис. 2.14,6). Коэрцитивность доменных стенок Не з пластинах, характеризующая необходимую для перемагничивания (т. е. изменения состояния домена) напряженность магнитного поля, составила 10. .. 50 Э. При подаче последовательности токовых импульсов амплитудой около 1 А необходимой длительности в соответствующие пары токовых петель (см. рис. 2.14,а) перемагиичи- [c.80]

Для суждения о ролп нримесей и границ зерен значительный интерес представляют результаты, полученные нри очистке молибдена. Для очистки этого металла от нримесей наиболее пригодным является метод вертикальной (бестигельной) зонной плавки с элек-тронно-лз чевым нагревом. [c.521]

Для получения тугоплавких металлов особой чистоты в небольших количествах применяют бестигельную зонную вакуумную плавку с помощью электроннолучевого или индукционного нагрева. Полученные при этом небольшие монокристаллы ниобия и тантала обладают большей пластичностью, чем поликристалли-ческие слитки. [c.149]

Выращивание монокристаллов бестигельной зонной плавкой (рис. 39) заключается в том, что исходную заготовку закрепляют верхним концом в вертикальном положении. Нижний конец заготовки оплавляется в результате нагрева одновнтковым высокочастотным индуктором и к нему снизу подводят затравку. Далее осуществляется перемещение индуктора относительно заготовки и затравки, так что жидкая зона движется снизу вверх. [c.131]

В настоящее время монокристаллы кремния получают методами Чохральского ( 70%) или бестигельной зонной плавки в вакууме или атмосфере инертного газа (см. 20). Монокристаллы кремния электронного типа проводимости, как правило, легируют фосфором, а дырочного— бором. Для получения равномерного распределения легирующей примеси в монокристалле в процессе роста проводят подпитку расплава твердой, жидкой илп парообразной фазой, содержащей легирующую примесь. В качестве исходного продукта для выращивания монокристаллов кремния используют стержни поли-крпсталлического кремния, полученного водородным восстановлением хлорсилана [c.245]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...