Кристаллы, выращивание

Существенными недостатками при выращивании монокристаллов из расплава являются неравномерное распределение примесей (а следовательно, и электрических свойств) по длине кристалла, винтовая макронеоднородность распределения примесей в кристаллах, а также структурные несовершенства в кристаллах Се и 51. [c.391]

Транзистор выращенный — транзистор, изготовленный путем выращивания монокристалла германия или кремния из расплава полупроводника благодаря периодическому внесению в расплав различных легирующих примесей или периодическому изменению скорости вытягивания кристалла в выращиваемом монокристалле создаются чередующиеся зоны с электронной и дырочной проводимостью при выпиливании соответствующего куска монокристалла получают транзисторную структуру [9]. [c.157]

Такая область создается введением примеси в процессе выращивания кристалла или введением атомов примеси в готовый кристалл. Через границу, разделяющую области кристалла с различными типами проводимости, происходит диффузия электронов и дырок (рис. 158, а). [c.157]

Объемные (трехмерные) дефекты—это микропустоты и включения другой фазы. Они возникают обычно при выращивании кристаллов или в результате некоторых воздействий на кристалл. Так, например, наличие большого количества примесей в расплаве, из которого ведется кристаллизация, может привести к выпадению крупных частиц второй фазы. [c.85]

При обсуждении точечных дефектов мы видели, что их концентрация сильно зависит от термодинамической температуры -—ехр [—Е/ квТ) ). Одним из важнейших свойств дислокаций является то, что их количество от температуры не зависит. Это связано с тем, что энергия образования дислокаций очень велика и фактор Больцмана ехр [— /(йв ") ] при нормальных температурах не играет существенной роли. Плотность дислокаций в кристаллах зависит, в основном, от его предшествующей истории, т. е. метода выращивания, механической обработки и т. п. [c.108]

Выше отмечалось, что дислокации возникают в кристаллах в процессе их выращивания. При определенных условиях могут быть получены твердые тела с весьма низкой см- и даже ме- [c.110]

Таблица показывает, что направления векторов Бюргерса наиболее устойчивых дислокаций хорошо согласуются с направлением скольжения. Выше уже указывалось, что скольжение в кристаллах осуществляется движением дислокаций, причем в процессе скольжения могут возникать новые и исчезать старые дислокации. Поэтому важными характеристиками являются плотность и распределение дислокаций. Под плотностью дислокаций понимают количество дислокаций, пересекающих площадку в м в кристалле. Для сравнительно совершенных кристаллов металлов (после их отжига, приводящего к уменьшению числа дислокаций, поскольку они представляют собой неравновесные образования) плотность дислокаций составляет 102—jgs см 2, а после пластической деформации может достигать 10 —см" . Дислокации сильно влияют (часто ухудшая) на электрические свойства полупроводников, и поэтому разработаны специальные способы выращивания монокристаллов полупроводников с малой плотностью дислокаций вплоть до бездислокационных. [c.244]

Все более актуальными становятся задачи оптимального управления этими процессами. Например, пуск турбины должен быть осуществлен за возможно более короткий промежуток времени, однако процесс нужно вести таким образом, чтобы не допустить слишком больших термических напряжений в массивных элементах конструкции. Термическая обработка должна проводиться при таких режимах, чтобы обеспечить требуемые свойства изделия. Выращивание кристалла должно осуществляться в таких тепловых условиях, чтобы не допустить искажения кристаллической структуры, и т. д. [c.214]

Все эти свойства обусловливают применение кристаллов сапфира как наиболее перспективного в качестве материала для диэлектрических подложек микросхем. Наиболее существенным недостатком сапфира является высокая стоимость, определяемая сложностью технологии выращивания совершенных кристаллов больших размеров. [c.47]

Рассмотрим основные стадии кристаллизации, необходимые для понимания закономерностей выращивания как объемных кристаллов, так и пленок. Термин кристаллизация применяют для характе- [c.47]

Основными преимуществами метода Чохральского являются возможность выращивания больших и совершенных кристаллов в конт- [c.55]

Какие методы выращивания диэлектрических кристаллов из расплава вы знаете и каковы их достоинства и недостатки [c.56]

Метод выращивания монокристаллов из расплава (метод Чохральского), как правило, обеспечивает высокие скорости выращивания и получение больших по размеру кристаллов. [c.81]

Рис. 3.28. Схема установки выращивания кристаллов синтезом из компонентов

Схема установки для выращивания кристаллов методом сублимации [c.83]

На рис. 3.28 приведена схема установки выращивания монокристаллов бинарных соединений полупроводников из газовой фазы методом взаимодействия исходных компонентов. Выращивание монокристалла производится в потоке нейтрального газа или водорода. Печь применяют трехсекционную, причем две крайние секции используют для испарения компонентов. Средняя печь предназначена для поддержания необходимой температуры в реакторе, где происходит смешивание паров компонентов и их реакция. Температура в реакторе ниже, чем температура плавления образующегося соединения. Это вызывает конденсацию соединения на стенках реактора в виде кристаллов. [c.84]

Другим распространенным способом выращивания из газовой фазы является метод сублимации (рис. 3.29). В тигель помещают исходный материал, который затем испаряется. Пары вещества переносятся в зону роста кристаллов транспортирующим газом. [c.84]

Синтетические алмазы образуются при спекании углерода под высоким давлением и при значительной температуре. В зависимости от технологии выращивания кристаллы алмазов имеют различное строение следовательно, различные физико-механические свойства и по твердости приближаются к природным монокристаллам алмаза. Температуростойкость алмазов невелика — примерно 650 °С. но она компенсируется их чрезвычайно высокой твердостью, износостойкостью и теплопроводностью. [c.71]

Метод вытягивания из расплава был ранее описан. Существенным недостатком этого метода при использовании его для выращивания Монокристаллов кремния является загрязнение кристаллов кислородом. Источником кислорода служит кварцевый тигель, который взаимодействует с расплавом в соответствии с реакцией [c.287]

Методом вертикальной бестигельной плавки в настоящее время получают кристаллы кремния диаметром до 100 мм. Кристаллы кремния п- и р-типов получают путем введения при выращивании соответствующих примесей, среди которых наиболее часто используются фосфор и бор. Такие кристаллы электронного и дырочного кремния маркируются соответственно КЭФ и КДБ. [c.287]

Способ выращивания и механические свойства кристаллов [160] [c.98]

Основная трудность в выращивании усов методом восстановления, впрочем, как и другими методами, заключается в том, что возможность регулирования роста кристаллов ограни- [c.100]

Первоначально этот метод был применен Сирсом [169] для выращивания усов ртути, а затем использован и для получения нитевидных кристаллов других металлов цинка, кадмия, серебра [169, 170], бериллия, хрома [171] и др. нитевидные кристаллы цинка, кадмия, серебра и других металлов были получены Сирсом [169] на специальной установке (фиг. 21). Нагревательные печи для создания градиента температур были трубчатыми, с нихромовыми нагревателями. [c.101]

Рассматриваются вопросы теории, конструирования и эксплуатации индукционных плавильных печей для процессов повышенной точности и чистоты. В их число входят гарнисажные печи, печи с холодным тиглем (для плавки металлов и их сплавов), печи для выращивания кристаллов и печи с управляемым режимом кристаллизации отливки или вытягиваемого слитка. [c.2]

Второй способ подпитки — метод расплавленного слоя (рис. 7.3). В этом случае слиток подпитывающего материала помещают в нижней части кристалла, выращивание которого ведут с вершины подпитывающего слитка, подплавляемого специальным нагревателем. Рост кристалла в этом случае сопровождается синхронным перемещением подпитывающего слитка вверх. [c.272]

Так как дендриты образуются при выращивании кристаллов с большими скоростями, то для выращивания бездендритных кристаллов необходимо выбирать такие скорости роста, которые обеспечивают достаточный теплоотвод через расту ший кристалл. Для выращивания совершенных кристаллов на фронте кристаллизации стремятся к равновесному состоянию. Тем не менее, как указывается в [21], даже кристаллы кубической формы, например серебра, меди, золота, которые уже в силу симметрии своей структуры должны развиваться одинаково по трем взаимно перпендикулярным направлениям, могут образовываться в форме дендритов. В [21] факты неодинакового роста объясняются тем, что в протекающих во времени процессах осуществляется сразу две до определенной степени противоположные тенденции стремление к минимуму свободной энергии и стремление к наибольщей быстроте завершения процесса. Кристалл может достичь минимума поверхностной энергии только в условиях равновесия, то есть при бесконечно медленном росте, а наибольшей быстроты образования - при бесконечно развитой поверхности. В реальных условиях всегда наблюдаются ко.мпро.миссные формы, иногда приближающиеся к ограненным равновесным, иногда - к ветвистым неравновесным. [c.51]

Так как дендриты образуются при выращивании кристаллов с большими скоростями, то для выращивания бездендрнтных кристаллов необходимо выбирать такие скорости роста, которые обеспечивают достаточный [c.269]

Рубин представляет собой кристалл окиси алюминия АБОз (корунд), в который при его выращивании введена окись хрома СгоОд обычно в количестве нескольких сотых долей процента. Окись хрома изоморфно входит в кристаллическую решетку корунда. В результате введения примеси ионов хрома прозрачный кристалл корунда приобретает розовую окраску. В спектре белого света, прошедшего через кристалл рубина, легко заметить две широкие полосы поглощения, расположенные в зеленой и фиолетовой областях спектра. Поглощение в этих участках спектра и определяет розовую окраску рубина. [c.784]

При выращивании монокристалла жаропрочного сплава необходимо создать определенные условия для роста только одного кристалла. Однако в производственных условиях выращивать идеальную монокристаллическую структуру весьма сложно. Поэтому под монокристаллической отливкой условно понимают изделие, выросшее из одного макрозерна, хотя в микроструктуре имеются фазовые включения, отличающиеся от матрицы как типом, так и параметром кристаллической решетки. [c.424]

Во всех вышеуказанных случаях было обнаружено, что теплопроводность вблизи максимума значительно меньше той, которую следовало бы ожидать при наличии только процессов переброса и рассеяния на грашщах кристалла (например, см. фпг. 6). Этот факт был интерпретирован как суш,е-ствование добавочного теплового сопротивления, обусловленного статическими дефектами. На первый взгляд кажется подозрительным, что такое расхождение наблюдается во всех случаях класса (а), которые исследовались до сих пор. Однако следует помнить, что кристаллы образуют непрерывный ряд с различными количествами дефектов. Если тепловое сопротивление, вызванное дефектами, велико, то кристалл принадлежит классу (б), если оно не очень велико, то он прп-надлежит классу (а) с таким сопротивлением в максимуме, которое наблюдается на опыте,—мы назовем его классом (а ), и только если тепловое сопротивление, обусловленное дефектами, очень мало, то кристалл принадлежит к собственно классу (а). Однако если учесть, что тепловое сопротивление, вызванное процессами переброса, очень быстро уменьшается с падением температуры и, следовательно, максимум на кривой зависимости от Г в случае собственно класса (а) должен быть очень острым, то становится ясно, что класс (а ) соответствует очень широкому интервалу концентраций дефектов. Теперь понятен тот факт, что при современной технике выращивания кристаллов не было обнаружено ни одного случая собственно класса (а). [c.250]

Конвекция и экзотермическая химическая реакция. Известны случаи возникновения естественной конвекции в химических активных средах, возникающей в результате протекания гомогенных химических реакций. В [67, 68] причиной возникновения конвекции служила экзотермическая реакция псевдонулевого порядка. В [69] рассмотрена концентрационная конвекция, вызванная гомогенной химической реакцией произвольного порядка. К этим работам близки работы [70, 71] по численному моделированию концентрационной конвекции при выращивании кристаллов. [c.44]

НАБЛЮДЕНИЕ ЛИНИИ ДЕКОРИРОВАННЫХ ДИСЛОКАЦИИ В СВЕТОВОМ МИКРОСКОПЕ. Метод декорирования дислокаций в прозрачных кристаллах заключается в том, что в кристалл при его выращивании или диффузионным путем вводят примесь, атомы которой притягиваются к дислокациям. При соответствующей термической обработке область вокруг линии дислокации оказывается пересыщенной примесью, которая выделяется в виде мельчайших частиц вдоль линии дислокации. Эти непрозрачные частицы, рассеивающие свет, делают видимой линию дислокации, хотя диаметр ее ядра находится за пределами разрещающей способности обычного микроскопа. Таким способом наблюдали дислокации в хлористом натрии, хлористом калии, галоидных соедине- [c.100]

Ферритгранаты. Технология выращивания монокристаллов фер-ритгранатов различных составов из растворов-расплавов хорошо отработана. Исходные реактивы, включающие компоненты кристалла и растворителя в соотношениях, обеспечивающих температуру насыщения раствора около 1200 °С, загружают в платиновые тигли (объемом от 200 до нескольких тысяч кубических сантиметров), которые помещают в муфельную печь, способную поддержать постоянную температуру в пределах долей градуса. После выдержки раствора-расплава при температуре около 1300 °С в течение 15 ч его охлаждают со скоростью 0,5 °С до 950 "С. Затем раствор сливают, а выращенные спонтанной кристаллизацией монокристаллы охлаждают [c.33]

Рис. 24. Устаноика для выращивания кристаллов методом Вернейля /—бункер. 2 — газовая горелка, 3 — кристаллизатор, 4 — смотровое окно,

Рис. 25. Установка для выращивания кристаллов по методу Чох-рал ьского

Метод Вернейля является бестигельным и позволяет выращивать монокристаллы больших размеров по диаметру и по длине, а также проводить кристаллизацию в окислительной атмосфере при высоких температурах. Однако качество получаемых кристаллов вследствие недостаточно равномерной подачи порошка, непостоянства температуры пламени и трудности ее стабилизации невысоко. Кроме того, при выращивании монокристаллов часть исходного порошка проходит мимо затравки, что весьма нежелательно при использовании дорогостоящих материалов. [c.54]

Как следует из критериев изоморфизма, ионы редкоземельных элементов вследствие их больших размеров не могут быть введены в решетку оксида алюминия. Попытки преодолеть эти затруднения привели к исследованию соединений типа LaMgAlllOlв, характерных, как это следует из диаграмм состояний (см. рис. 39—41), для первой группы редкоземельных элементов (Ба, С1 и Рг). Такие соединения имеют гексагональные решетки, допускают легирование ионами неодима и характеризуются высоким коэффициентом теплопроводности. Технология выращивания кристаллов в настоящее время разрабатывается и в будущем они могут стать конкурентоспособными по сравнению с таким материалом, как гранат. [c.75]

При выращивании из расплава монокристаллов полупроводниковых соединений пользуются методом Бриджмена -Стокбаргера. Нахреватель в этой установке устроен таким образом, что по его длине создается определенный градиент температуры (рис. 3.26 ). При выращивании кристаллов разлагающихся соединений тигель с веществом помещают в запаянную ампулу, в которой поддерживается необходимое давление паров летучего компонента. В положении 1 содержимое тигля рас- [c.82]

Рис. 3.26. Схема установки выращивания кристаллов по методу Бриджмена-Стокбяргера

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]

Весьма успешные результаты но выращиванию нитевидных кристаллов хрома и бериллия методом осаждения были получены В. М. Амоненко, Б. В. Васютинским и др. [171]. Испарителем [c.101]

Процесс- наращивания характеризуется изменением формы тела, изменением температуры и объемных сил, граничных условий. Кроме того, при наращиванци изменяются физико-механические свойства материала в зависимости от времени и координат, иоскольку процесс старения протекает неодинаково в различных элементах тела. Указанные явления происходят при последовательном возведении и загрузке сооружений, при выращивании кристаллов, при фазовых переходах в вязкоупругих Тедах и т. д. [c.27]

Одним из них является так называемая плавка на пьедестале, используемая при выращивании кристаллов высокой чистоты. Оборудование для реализации разновидностей зтого процесса с использованием индукционного нагрева, разработанное Л.М. Затуловским и др. (ВНИИЭТО) и В.И. Добровольской с сотрудниками (ВНИИТВЧ), описывается в 16. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...