Способ Чохральского

При вытягивании кристалла из расплава поддерживается постоянная температура, а растущий кристалл вытягивается в зону более низких температур (способ Чохральского, способ Степанова). Теплоотвод, необходимый для роста кристалла, осуществляется вдоль его вертикальной оси. Особенностью вытягивания из раствора является обязательное понижение температуры раствора или раствора-расплава из-за ухода компонентов в твердую фазу, а следовательно, необходимости поддержания концентрационного переохлаждения. [c.312]

Рис. 5.9. Схема выращивания монокристалла способом Чохральского

Чем способ Чохральского отличается от нормальной направленной кристаллизации [c.323]

Чем способ Степанова отличается от способа Чохральского [c.327]

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]

Способ выращивания монокристаллов по Чохральскому получил свое название по имени немецкого исследо- [c.130]

Монокристаллы полупроводников из германия обычно выращивают методом вытягивания из расплава с применением заранее подготовленной монокристаллической затравки (способ Чохральского) или методом горизонтальной зонной перекристал- [c.181]

В настоящее время обычно применяют способ Чохральского. При этом протравленный после зонной очистки поликристалли-ческий германий или кремний загружают в кварцевый или без-бористый графитовый тигель и расплавляют с помощью нагревателя сопротивления или высокочастотного индуктора (см. рис. 46). Затем в расплав опускают сверхчистый тонкий затравочный монокристалл германия или кремния и выдерживают его до оплавления. Далее включают механизм вращения и подъема верхнего штока с затравкой и производят постепенное вытягивание (выращивание) монокристалла. Тянущийся за затравкой расплав затвердевает, приобретая структуру затравки. Поэтому затравка не должна иметь структурных и других дефектов и должна быть тщательно ориентирована в нужном кристаллографическом направлении, так как это в значительной мере определяет качество выращиваемого кристалла. [c.182]

Рис. 2. Внешний вид кристалла МпзОез, выращенного способом Чохральского. X 2.

Наиболее распространенным способом получения монокристаллического германия служит способ вытягивания из распла-ва (способ Чохральского). [c.404]

Поскольку процесс затравления проводится вручную, в ходе выращивания необходимо наблюде 1ие за процессом. Процесс выращнваиня по Чохральскому может быть осуществлен в вакууме, водороде или нертиом газе. Воздушная среда для этого процесса малопригодна из-за образования окислов на поверхности расплава, мешающих росту кристалла. Способ Чохральского является одним из главных процессов получения больших монокристаллов (диаметром до 150— 200 мм) полупроводникового кремния. [c.131]

Требования к материалу тигля и формообразователя предъявляются такие же, как и для способа Чохральского. [c.326]

Т равитель 11 [10—20 г NaOH 90—100 мл НаО]. Этот способ травления Карпентера и Элама [13 ] рекомендует также Чохральский [14]. Предварительно травление проводят в 10—20%-ном растворе едкого натра, затем шлиф быстро обрабатывают плавиковой кислотой. [c.256]

Рис. 1. Выращивание монокристаллов из расплава а — метод Чохральского б — метод Степанова е — метод Киропулоса г — метод Стокбергера — Бриджмена д — метод лодочки е — метод Вернейля за — метод пьедестала — зонная плавка без тиглн и, к — способы зонной плавки. 1 —расплав 2 — монокристалл 3 — затравка 4 — поликристалл 5 — порошок 6 — электрический нагреватель 7 — газовый нагреватель 8 — лазерное излучение 9 — охлаждаемый водой держатель

Материалом для испытаний служили Ge н-типа марки ГЭС-40/1,0 с плотностью ростовых дислокаций N = 1,4-10 см и Si -типа марки КЭФ-40 с N = 2-10 см , а также бездислокационные Si и Ge тех же марок, выращенные по методу Чохральского. Образцы Ge и Si вырезались в форме параллелепипеда размерами 4x5x11 мм. Боковые поверхности представляли собой кристаллографические плоскости типа (ПО), (111) и (112), а наибольшее измерение (11 мм) выбиралось вдоль (ПО) или (111) и совпадало с направлением деформирования. Подготовка поверхности образцов осуществлялась по методике, описанной в [556, 567]. При этом окончательная обработка поверхности производилась как на r-j О3 с последующим химическим сполировыванием слоя глубиной 50 мкм, так и химико-механическим способом золями кремниевой кислоты [368]. [c.179]

При выращивании кристалла по Чохральскому могут возникать вращательные полосы иэ-за асимметрии теплового поля в расплаве или несовпадения оси вращения кристалла с осью симметрии теплового поля При неподвижном тигле расстояние между полосами равно отношению скоростей вытягивания (у) и вращения ( ) кристалла и не меняется при постоянных у и ю. Форма полос связана с формой фронта кристаллизации. Полосы исчезают при (0 = 0 [51, 68, 80]. Однако в зтом случае процесс роста становится крайне нестабильным, в кристаллах образуется коленчатый изгиб, приводящий к изменению диаметра. В таких участках возникают сильные механические напряжения, ухудшающие оптическое качество кристалла и приводящие к появлению трещин Кроме того, вытяги вание кристалла без вращения требует очень высокой степени чистоты исходных материалов, необходимости исключения любых температурных флуктуаций и радиальной асимметрии термического градиента в тигле с расплавом Соблюдение перечисленных условий позволило получить бесполосчатые кристаллы НБС максимального диаметра до 10 мм и длиной 50 мм 176] Другой способ устранения полос вращения — повышение скорости вра щения кристалла [81]. Оптимальный подбор ростовых ус ловий позволяет пол5гчить плоский фронт кристаллизации при скоростях вращения 50 — 60 об/мин, а для кристаллов диаметром не более 10 — 12 мм при 120 об/мин. При этом сохраняется стабильность диаметра вытягиваемого кристалла в достаточно широких температурных преде лах (до 10 °С), что связано с наличием жесткой огранки кристалла [c.165]

Материал подложки для А В " полупроводников получают либо методом Чохральского, либо рекристаллизацией из жидкой фазы. Однако по сравнению с кремнием здесь наблюдается более высокий уровень кристаллических дефектов и дислокаций. Люминесцентные приборы изготавливались методом эпитаксии из паровой фазы иа нагретую подложку. Использовались и гидридные, и галоидные пары, но ни в одном случае не было достигнуто качество слоев, необходимое для эффективных люминесцентных днодов. Проблема заключается в необходимости обеспечить достаточно низкую скорость безызлучательиого распада, т. е. достаточно большое Тб. Более удачные результаты получены осаждением из органометаллических паров. При химическом осаждении можно поддерживать высокую точность контроля состава и толщины различных эпитаксиальных слоев. Может быть получена скорость роста порядка 20 мкм/ч. Техника эпитаксии из молекулярных пучков позволяет контролировать структуру эпитаксиальных слоев. Существенно, что необходимый для образования слоя материал испаряется с разогретой нити. Скорость роста получается низкой (порядка I мкм/ч) и требуется поддержание высокого вакуума. Этот способ еще не получил широкого распространения. [c.262]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...