Зона - рост - кристалл
Cтраница 2
Использование замкнутого контейнера ( тигля, запечатанного пи-роуглеродом) с этой целью нецелесообразно. Это объясняется тем, что при легировании кристаллов в процессе их выращивания в зону роста кристаллов должен вводиться аргон в смеси с легирующими примесями. Вместо наиболее эффективной тепловой изоляции в виде слоя мелкодисперсного графита используется система тонкостенных цилиндрических и дисковых графитовых экранов. Экраны изготовлены из особо чистого графита марки ГМЗ. Применение в качестве тепловой изоляции системы графитовых экранов возволяет вакууми-ровать рабочий объем печи до остаточного давления 5 10 6 мм рт ст. при температуре порядка 2200 С. [16]
Использование замкнутого контейнера ( тигля, запечатанного пи-роуглеродом) с этой целью нецелесообразно. Это объясняется тем, что при легировании кристаллов в процессе их выращивания в зону роста кристаллов должен вводиться аргон в смеси с легирующими примесями. Вместо наиболее эффективной тепловой изоляции в виде слоя мелкодисперсного графита используется система тонкостенных цилиндрических и дисковых графитовых экранов. Экраны изготовлены из особо чистого графита марки ГМЗ. Применение в качестве тепловой изоляции системы графитовых экранов возволяет вакууми-ровать рабочий объем печи до остаточного давления 5 10 - 6 мм рт ст. при температуре порядка 2200 С. [17]
Подлежащее кристаллизации исходное растворяющееся вещество помещают на дне цилиндрического автоклава. Над ним установлен перфорированный металлический диск или экран, который отделяет зону растворения от зоны роста кристалла, а в верхней части автоклава подвешивают соответствующим образом ориентированные заправочные монокристаллы. В автоклав заливают до желаемой степени заполнения подходящий растворитель и затем помещают в печь, в которой зона растворения нагревается до более высокой темпера - Рис 13 туры, чем зона роста. [18]
Подлежащее кристаллизации исходное растворяющееся вещество помещают на дне цилиндрического автоклава. Над ним установлен перфорированный металлический диск или экран, который отделяет зону растворения от зоны роста кристалла, а в верхней части автоклава подвешивают соответствующим образом ориентированные заправочные монокристаллы. [19]
 |
Продольный разрез загруженной печи. [20] |
За счет термодиффузии, устанавливающейся при задаваемом условиями опыта температурном градиенте, к более холодной зоне - зоне роста кристаллов - должны диффундировать предпочтительно молекулы большего размера и с большей массой, а в горячей зоне должны концентрироваться самые легкие молекулы и атомы. [21]
Выращивание кристаллов карбида кремния производится также модифицированным методом сублимации: в качестве исходного сырья используют элементарный кремний, а углерод поставляется самой графитовой арматурой печи. Достоинствами этого метода являются возможность получения более чистых кристаллов, а также простота управления пересыщением пара карбида кремния в зоне роста кристаллов. [22]
Экранировка - это система тепловых экранов и элементов, которые активно влияют на градиенты температуры в расплаве и растущем кристалле. Экранировка выполняет две функции: с одной стороны, существенно уменьшает потери теплоты, с другой - обеспечивает создание заданных температурных градиентов в зоне роста кристалла и расплаве с целью получения заданных свойств выращиваемых монокристаллов. Все системы применяемых экранировок ( рис. 123) условно подразделяются на два типа: открытые и закрытые. При выращивании монокристаллов с открытой экранировкой в зоне кристаллизации создаются более высокие температурные градиенты, чем при выращивании в закрытой системе. Выбор экранировки и ее особенности диктуются зависимостью качества получаемых монокристаллов от условий выращивания. [23]
Объемные десублиматоры сравнительно широко используют при десублимации паров путем их непосредственного смешения с газообразными хладоагентами, например с воздухом. Однако при такой десублимации часто образуются мелкие кристаллы, что затрудняет их отделение от отработанной парогазовой смеси. В этом случае уносимые мелкие кристаллы возвращаются в зону роста кристаллов. [24]
Однако использование печей с холодным тиглем вносит свои проблемы. Интенсивный теплосъем повышает расход энергии. Вызванное этим увеличение мощности при передаче ее расплаву индукционным способом может усилить до нежелательных пределов циркуляцию металла, а также затрудняет стабилизацию теплового поля в зоне роста кристаллов. В силу этих причин в настоящее время разрезные проводящие тигли для вытягивания кристаллов не применяются. [25]
Классифицирующая способность кристаллизаторов со взвешенным слоем может быть проанализирована путем расчетов по разработанной выше модели с учетом численных значений констант а выражениях (1.14) и ( 1.73) для скоростей зародышеобразования и роста кристаллов. Анализ результатов моделирования работы кристаллизатора ( рис. 3.33) показывает, что основным параметром, который поддается достаточно строгому регулированию является скорость движения раствора в зоне роста кристаллов. Представленные на рисунке зависимости показывают, что выход деловой фракции можно регулировать изменением величины скорости восходящего потока раствора. Другим параметром, влияющим на выход деловой фракции, является содержание твердой фазы во взвешенном слое. Однако ввиду относительной сложности регулирования величины ф в аппарате, эта возможность в данном примере не рассматривается. [27]
По всей высоте контейнера, погруженного в керн ( 400 мм), возникает радиальный градиент температур, обеспечивающий рост кристаллов на значительной площади перфорированных шайб или внутренней поверхности реакционного цилиндра. Выход контейнеров с образованием зеленых ( до бесцветных) кристаллов составляет около 60 %, а количество годных кристаллов достигает 80 шт. В половине контейнеров типа Б, установленных непосредственно в тело керна, также образуются зеленые ( до бесцветных) кристаллы. Однако в этом случае зона роста кристаллов ограничена нешироким кольцом ( 30 - 35 мм) по периметру цилиндра. Ниже уровня керна под воздействием чрезмерно высоких температур карбид кремния в контейнерах разлагается, переходя частично или полностью в графит. По этой причине в контейнерах, установленных в теле керна, кристаллы образуются в малом количестве и неудовлетворительного качества. [28]
Страницы: 1 2