Методы очистки зонная плавка

Модификация метода очистки зонной плавкой. Контроль чистоты материала и оценка содержания в нем примесей [c.213]

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]

Чистые исходные металлы. Чистые исходные металлы могут быть получены путем использования одного или нескольких из следующих методов химической очисткой, электролитическим рафинированием, дистилляцией, зонной плавкой. [c.184]

Германий, используемый для изготовления полупроводниковых элементов, не должен содержать случайных примесей больше 51(Т %. Наиболее распространенным способом очистки германия является метод зонной плавки. Электронный и дырочный тип электропроводности в германии создают путем легирования его соответствующей примесью. Концентрация легирующей примеси обычно составляет один атом на - 10 атомов полупроводника. Поэтому примесь в германий вводят в виде лигатуры, которая является сплавом германия с примесью. В лигатуре примесь содержится уже в значительных количествах (составляет проценты). [c.78]

Метод зонной плавки широко применяют прежде всего как один из эффективных методов очистки полупроводниковых материалов от примесей. Очистка полупроводников этим методом основана на том, что примеси неодинаково растворимы в твердой и жидкой фазе основного вещества. Наиболее распространен случай, когда растворимость примеси в жидкой фазе больше, чем в твердой. Тогда расплавленная зона при движении будет захватывать примесь и переносить ее в конец слитка. Этот процесс движения зоны (в том же направлении) можно повторять [c.83]

Отличительные особенности современной технологии получения полупроводниковых монокристаллов германия и кремния сводятся к двум операциям очистке методом зонной плавки в вакууме и выращиванию монокристаллов (вытягивание из расплава). Сущность очистки при зонной плавке (рис. 5-6) заключается в том, что в зоне расплава большинство примесей перемещается в направлении к холодному месту слитка при медленном перемещении зоны плавки вдоль бруска очищаемого материала примеси сосредоточиваются в одном конце и удаляются после плавки и охлаждения обрезкой. Зонная плавка германия 5 производится в графитовых лодочках 4, которые помещаются в вакуумируемые кварцевые трубы 1. Вокруг кварцевой трубы расположены витки высокочастотного индуктора 2, образующие в слитке узкие зоны плавления 5, перемещение [c.280]

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]

Для получения фосфида галлия могут быть использованы различные методы [1]. Из этих методов наиболее перспективным является получение фосфида галлия путем зонной плавки под давлением. При этом оказывается возможным совместить в одном процессе синтез, зонную очистку и кристаллизацию фосфида галлия при температуре и давлении, соответствующих точке плавления расплава стехиометрического состава. [c.45]

Примерами полезных приложений скин-эффекта и теплового воздействия Ф. т. являются поверхностная закалка стальных деталей токами высокой частоты, очистка полупроводниковых материалов методом зонной плавки, приготовление пищи в магнетронных печках и т. д. [c.379]

В применяемом для изготовления электронных приборов германии допустимая концентрации примесей ничтожно мала, и чаш,е всего ее определяют не химическими методами, а измерением удельного электросопротивления самого германия. Полученный в результате восстановления двуокиси германий подвергается дальнейшей очистке перекристаллизацией 15, 61]. Самым распространенным методом очистки является зонная плавка, при осуществлении которой графитовую лодочку с помещенным в нее германием медленно перемещают в горизонтальной трубчатой печи в атмосфере инертного газа или в вакууме. Материал нагревают в печи с помощью нескольких индукторов, которые создают ряд зон таким образом, что при прохождении слитка через эти индукторы образуются узкие зоны расплавленного германии. В этом методе при многократном нагревании до расплавления и охлаждении примеси оттесняются к концам германиевого слитка. Концы слитка отрезают, а используют только среднюю его часть. Концы слитка возвращают в процесс для их очистки. [c.208]

Проблема повышения чистоты алюминия за весь период развития производства алюминия занимала и продолжает занимать важное место. По мере возрастания требований к качеству ал.ю-миния были решены основные задачи, связанные со снижением металлических примесей. Эти задачи применительно к алюминию технической чистоты были решены путем совершенствования техники и технологии процесса электролиза. Для дальнейшего снижения примесей разработаны и внедрены в промышленном масштабе электролитический метод рафинирования алюминия и метод очистки алюминия зонной плавкой. Первым методом получается металл высокой чистоты, вторым — особой чистоты. [c.327]

Для выращивания монокристаллов используются вещества, изготовляемые промышленностью. Некоторые препараты, например пикриновая кислота и ацетат кадмия, могут кристаллизоваться без предварительной очистки, однако в большинстве случаев очистка необходима. Иногда можно очищать вещество методом зонной плавки. Однако при этом, как и при выращивании методом Бриджмена, надо соблюдать предосторожности против разложения вещества. [c.78]

При использовании зонной плавки в качестве метода очистки материала от примесей, как правило, желательно вести процесс [c.174]

В последнее время интерес к влиянию малых количеств приме-сей на свойства чистых металлов постоянно возрастает и в этой области появляется все большее количество работ. Примеси играют важную роль в исследованиях, связанных с физикой металлов. Они образуют точечные дефекты особого вида и способны взаимО действовать с другими дефектами решетки, которые определяют многие из свойств металлов. Следовательно, получение металлов высокой чистоты имеет очень большое значение. С одной стороны, это позволяет проводить исследование дефектов решетки в простых условиях в результате устранения взаимодействия с примесями. С другой стороны, влияние примесей на свойства может изучаться на сплавах, состав которых известен совершенно точно благодаря использованию металлов высокой чистоты. Значительный успех в получении чистых металлов связан с применением метода, получившего название зонной плавки. Этот метод, основанный на раз личной растворимости примесей в твердой и жидкой фазах, оказался весьма плодотворным, поскольку позволил получать металлы с содержанием примесей 10 % и менее. Чтобы эффективно использовать этот метод очистки, исследователь должен иметь в своем распоряжении аналитические способы определения столь малых количеств примесных элементов, а также очень быстрые методы контроля, позволяющие следить за процессами очистки. В рассматриваемом интервале концентраций примесей особый интерес представляют такие методы их определения, как радиоактивационный анализ и измерение остаточного электросопротивления. [c.431]

В большинстве случаев эксперименты по очистке следует проводить лишь тогда, когда экспериментатор располагает способами определения конечной чистоты. На практике предварительный расчет степени очистки при зонной плавке весьма затруднителен, так как реальные коэффициенты распределения хорошо не известны и всегда возможно загрязнение в самом процессе зонной плавки. Поэтому практически невозможно точно предсказать чистоту получаемого металла. Методы, используемые для определения степени чистоты конечного продукта, пригодны также для разработки оптимальной технологии очистки знание остаточного содержания примесей очень важно для дальнейшего повышения чистоты обрабатываемого материала. [c.438]

Другой метод очистки металлов — метод зонной плавки (точнее, метод зонной перекристаллизации). [c.67]

Эффективность очистки молибдена от примесей методом зонной плавки [c.522]

Процесс зонной плавки в некотором новом варианте с электронно-лучевым или индукционным нагревом был применен недавно для очистки пруткового ниобия и подобных металлов в промышленном масштабе и была показана возможность удаления последних следов таких примесей, как углерод, кислород и азот, в непрерывно охлаждаемой системе. Указывается на возможность применения подобного же метода для очистки прессованных из порошка прутков тантала. Последняя конструкция электронно-лучевого нагрева — применение двух катодов одного с фокусировкой на прутке, другого на лужице расплавленного металла. [c.526]

Метод зонной плавки широко применяют прежде всего как один из эффективных методов очистки полупроводниковых материалов от примесей. Очистка полупроводников этим методом основана на том, что примеси неодинаково раствори- 2 3 [c.106]

В последнее время для очистки кремния от бора стали применять вертикальную установку для зонной плавки в среде увлажненного водорода. Последний, взаимодействуя с бором, образует летучее соединение В(ОН)з,которое удаляется из установки по мере повторения процесса плавки. Этот метод применяют в настоящее время для получения сверхчистых монокристаллов кремния. [c.180]

Более эффективной по сравнению с методом зонной плавки при прочих равных условиях является очистка методом вытягивания затвердевающих слитков с определенной скоростью из расплава. Принци-циальная схема этого метода показана на рис. 46. В жидкий металл, находящийся в кварцевом или графитовом тигле, опускают затравку из того же металла (очищенного), которая, поднимаясь вверх, вытягивает за собой из жидкой фазы кристаллизующуюся твердую фазу. В результате металл этой фазы оказывается значительно чище исходного металла. Затравка может передавать содержащиеся в ней примеси растущему слитку. Поэтому она должна быть такой же чистоты или чище, чем металл, который нужно получить. [c.180]

При зонной плавке процесс очистки можно повторять многократно, не извлекая из установки слиток. Кроме того, при этом можно осуществлять последовательное движение одного за другим нескольких нагревателей, создающих в слитке ряд следующих одна за другой расплавленных зон. Отсюда следует, что метод вытягивания менее производителен, чем метод зонной плавки. [c.181]

Дальнейшую очистку кремния производят методом зонной плавки и методом получения монокристаллов кремния. [c.242]

В современной технике пользуются рядом способов получения материалов высокой чистоты. Таковы йодидный метод, применяемый для очистки некоторых металлов, и метод зонной плавки оба они описаны в разделе производства титана. Кроме этих методов, для очистки полупроводниковых материалов применяют некоторые виды их переплавки. [c.151]

Различные методы очистки полупроводников дают возможность получать продукт требуемой чистоты. Так, например, зонной плавкой загрязненного германия удается снизить число атомов примеси в нем до одного на 10 ° атомов германия. [c.152]

Из очищенного поликристалличе-ского германия или кремния выращивают, как правило, способом Чохраль-ского, монокристаллы, кристаллографическая ориентация которых определяется ориентацией затравки вращающейся и вытягиваемой из так же вращающегося расплава. Этот способ обеспечивает дополнительную очистку монокристалла полупроводника от примесей (табл. 3). Осуществляется он в вакууме или в атмосфере очищенного инертного газа или водорода. Чистота кремния определяется в основном содержанием примесного бора, очистка от которого методом безтигельной зонной плавки малоэффективна (табл. 2). Влияние же примесного бора на свойства кремния велико (табл. 4). В настоящее время разработаны способы очистки кремния, позволяющие получать монокристаллнческий кремний с электропроводностью, близкой по значению к собственной. [c.401]

Сущность метода зонной плавки заключается в том. что узкая расплавленная зона перемещается вдоль горизонтально расположенного образца, находящегося в графитовой или кварцевой лодочке. Примеси, имеющиеся в образце, оттесняются к концу слитка. Для высококачественной очистки весь процесс повторяют много раз или используют установк/i более совершенной конструкции, позволяющие создавать вдоль слитка одновременно четыре или мять расплавленных зон. [c.283]

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]

Для доведения германия до степени чистоты, отвечающей требованиям полупроводниковой электроники, производится донолнительная очистка методом фракционной кристаллизации (по способу зонной плавки или нормальной направленной кристаллизации). [c.530]

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]

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]

Обычно получают плутоний со степенью чистоты около 99,87 вес. 96. Металл может содержать примеси 0,05% железа, 0,04% углерода, 0,02% хрома, 0,02% никеля, 0,01% сурьмы и 0,01% кремния. Однако прн соблюдении необходимых мер предосторожности восстановлением в бомбе можно получить плутоннй со степенью чистоты 99,97%. Джонсон [981 описал метод получения плутония высокой чистоты, который включает очистку исходного раствора последовательным двойным осаждением перекиси плутония и очистку всех реактивов. В этом методе восстановление осуществляется дважды перегнанным кальцием в тиглях из окиси кальция высокой чистоты. Тейт и Андерсон (185) и Норс [199] исследовали очистку металлического плутония методом зонной плавки. Им удалось значительно уменьшить содержание отдельных примесей, но степень чистоты металла оказалась недостаточно высокой. [c.519]

Кривые конечного распределения примеси, рассчитанные на осноае уравнения (22), приведены на фиг. 13 можно видеть, что при малых значениях к эти кривые идут очень круто. Так, если к = 0,1, I = i, L = 10, то s в точке л = О равна приблизительно 10 Со- Таким образом, зонная плавка позволяет в принципе получить материал высокой чистоты, т. е. может быть использована как специальный метод зонной очистки. [c.174]

В промышленности металлы получают различной чистоты в зависимости от технологии, но концентрация примесей в них редко бывает ниже 10 %. Однако для развития полупроводниковой техники потребовались материалы, содержание примесей в которых значительно меньше этой величины. Необходимый уровень содержания примесей может быть достигнут с помощью такого физического метода очистки, как фракционная кристаллизация. Этот метод, предложенный Пфанном [74], был назван зонной плавкой. Путем зонной плавки была достигнута очень высокая чистота полупроводниковых материалов, после чего этот процесс был с успехом применен для очистки алюминия [23], а впоследствии и других металлов галлия [33], висмута [83 циркония [48, 50], олова [8], урана [4, 5], железа [93, 24], свинца [19], меди [55] и т. д. При использовании соответствующей технологии зонная плавка может служить способом очень глубокой очистки. Мы коснемся здесь только тех ее приложений, которые позволяют изучать влияние примесей на свойства металлов. Для детального ознакомления с процессом зонной плавки и различными ее возможностями следует обратиться к книге Пфанна [105] (см. также выше, гл. IV, разд. 3). [c.432]

Методы зонно плавк пли точнее зонной перекристаллизации в настоящее время применяют в основном для очистки исходных матер алов от примесей. В отличие от метода Чохральского в методе зонной перекристаллизации расплавляется пе вся загруженная в тигель (лодочку) шихта, а часть ее — зона. [c.496]

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]

Вольфрам, обычно рассматриваемый как твердый хрупкий металл, очень трудно обрабатываемый резанием или давлением, нроизводится в настоящее время методом электронно-лучевой зонной плавки в форме монокристаллов диаметром около 5 мм и длиной около 250 мм чрезвычайно высокой плотности и чистоты. Разработана специальная техника очистки, которая позволяет выращивать эти кристаллы заранее заданной формы с чистотой до 99,9975% и размеров, достаточных для иромышленного изготовления из них небольших деталей. Такой вольфрам пластичен даже нри температурах -170°С [c.524]

Итак, методы зонной плавки не явля-. ются универсальными, т. е. не обеспечи-вают требуемую очистку любых материа-7 лов. [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...