Слиток - германий
Cтраница 3
В действительности устанавливается несколько катушек на определенном расстоянии одна от другой с тем, чтобы за один проход тигля получить несколько зон плавления, чередующихся с зонами затвердевания. Результат получается такой же, как если бы вдоль слитка германия несколько раз прогнали одну зону плавления. Я хочу подчеркнуть, что германий движется очень медленно: один миллиметр в минуту. [31]
В результате нескольких проходов индуктором, например слева направо, можно получить слиток германия, у которого количество примесей уменьшится в левой части и увеличится в правой. Сравнительно чистая часть используется затем для последующего получения монокристалла. [32]
Сначала двуокись сжигают в атмосфере водорода для того, чтобы получить металлический германий в виде порошка. Затем порошок плавят при высокой температуре, в результате чего образуются слитки германия. Необработанный слиток германия проходит процесс очистки. Возможно получить германий с чистотой порядка один атом примеси на 107 атомов германия. Однако, как было указано ранее, при рассмотрении физических принципов для создания кристаллического триода требуется более высокая степень очистки. Повторная очистка и выращивание образца монокристалла германия получается следующим образом: слиток помещают в специальную печь с атмосферой водорода, где один конец его нагревают индукционным методом. После того, как конец расплавится индукционную катушку медленно передвигают по направлению другого конца слитка, постепенно расплавляя слиток; места, с которых убрана катушка, постепенно затвердевают. Примесные элементы имеют тенденцию оставаться в жидкой части слитка и медленно тянуться от одного конца слитка к другому в процессе расплавления слитка. Этот процесс должен повторяться до тех пор, пока не будет получена желаемая степень чистоты. Приготовленный таким образом германий содержит примерно один атом примеси на 109 атомов германия. Слиток германия, совершенно чистый, находится в поликристаллической форме; однако, как было сказано ранее, для применения в транзисторах требуется монокристаллический германий. Очищенный несколько раз слиток германия подвергается нагреванию в графитовом тигле, в атмосфере водорода. После того, как получен расплав, в него вводится и затем вынимается со скоростью дюйм в минуту при окружающей постоянной температуре зерно монокристалла ( затравка); когда первоначальное зерне вытаскивается из расплава, оно вырастает в большой стерж-неподобный монокристалл германия, которого окажется достаточным для нескольких тысяч транзисторов. На рис. 1.27 показаны фотографии поликристаллического я монокристаллического слитков. [33]
 |
Зонная плавка осуществляется нагреванием находящегося Е ТIIГ Л. Гвр Ми.. И С ПО. [34] |
Химия делает все, что в ее силах, но этого недостаточно. Поэтому после химической очистки прибегают к физическому процессу, называемому зонной плавкой. Слиток очищаемого германия кладут в очень чистый тигель из кварца или графита и в атмосфере водорода или азота ( чтобы избежать какого бы то ни было окисления), нагревают узкую зону этого слитка, доводя германий в этом месте до плавления. Эту расправленную зону медленно перемещают от одного конца тигля к другому. [35]
В установке использован бестигельный способ испарения германия, обеспечивающий максимальную чистоту процесса. Цилиндрический слиток германия устанавливают на держателе и ведут испарение из середины верхней плоскости слитка. Для контроля тока электронного луча слиток германия заземляют через микроамперметр, установленный на пульте управления. [36]
При достижении давления 2 - 10 - 5 - Ы0 - 5 мм рт. ст. заливают в азотную ловушку колпака жидкий азот, а при достижении давления 5 - 10 - 7 - 1 10 - 7 мм рт. ст. включают накал электронной пушки и ручкой регулятора напряжения накала устанавливают необходимый ток накала, контролируя его по амперметру. Затем включают ускоряющее напряжение электронной пушки, устанавливают ток электронного пучка ( 5 мА) и необходимое напряжение управляющего электрода. Вращая ручки управления отклонением электронного пучка, выводят пучок в центр испаряемого слитка германия, наблюдая за его положением в зеркало через смотровое окно. Требуемый ток луча устанавливают изменением ускоряющего напряжения или напряжения на управляющем электроде или тока накала катода. [37]
Подвижная плита 3 может свободно перемещаться на шариковых опорах по направляющим планкам, прикрепленным к корпусу установки, занимать два крайних положения и фиксироваться специальным устройством. На подвижной плите расположены два стакана, в которых находятся зеркала, обращенные зеркальной поверхностью внутрь корпуса. Между зеркалами расположен кристал-лодержатель, служащий для установки и закрепления ориентируемого образца 15 полупроводника или специального сменного зажимного устройства, предназначенного для закрепления слитка германия или кремния и приклейки после ориентирования. Крис-таллодержатель имеет деталь с базировочной плоскостью, к которой плотно прижимают специальным винтом образец, подлежащий ориентированию. [38]
На этом этапе не удается еще достигнуть необходимой для нормальной работы прибора степени чистоты германия. Кроме того, слитки имеют поликристаллическую структуру, в то время как для изготовления транзисторов необходимо иметь монокристаллы. Поэтому в дальнейшем германий очищается с помощью процесса, называемого зонным плавлением. В этом процессе сначала расплавляется небольшая область слитка германия, а затем эта область расплава передвигается вдоль образца в определенном направлении, например слева направо. [39]
Сначала двуокись сжигают в атмосфере водорода для того, чтобы получить металлический германий в виде порошка. Затем порошок плавят при высокой температуре, в результате чего образуются слитки германия. Необработанный слиток германия проходит процесс очистки. Возможно получить германий с чистотой порядка один атом примеси на 107 атомов германия. Однако, как было указано ранее, при рассмотрении физических принципов для создания кристаллического триода требуется более высокая степень очистки. Повторная очистка и выращивание образца монокристалла германия получается следующим образом: слиток помещают в специальную печь с атмосферой водорода, где один конец его нагревают индукционным методом. После того, как конец расплавится индукционную катушку медленно передвигают по направлению другого конца слитка, постепенно расплавляя слиток; места, с которых убрана катушка, постепенно затвердевают. Примесные элементы имеют тенденцию оставаться в жидкой части слитка и медленно тянуться от одного конца слитка к другому в процессе расплавления слитка. Этот процесс должен повторяться до тех пор, пока не будет получена желаемая степень чистоты. Приготовленный таким образом германий содержит примерно один атом примеси на 109 атомов германия. Слиток германия, совершенно чистый, находится в поликристаллической форме; однако, как было сказано ранее, для применения в транзисторах требуется монокристаллический германий. Очищенный несколько раз слиток германия подвергается нагреванию в графитовом тигле, в атмосфере водорода. После того, как получен расплав, в него вводится и затем вынимается со скоростью дюйм в минуту при окружающей постоянной температуре зерно монокристалла ( затравка); когда первоначальное зерне вытаскивается из расплава, оно вырастает в большой стерж-неподобный монокристалл германия, которого окажется достаточным для нескольких тысяч транзисторов. На рис. 1.27 показаны фотографии поликристаллического я монокристаллического слитков. [40]
Сначала двуокись сжигают в атмосфере водорода для того, чтобы получить металлический германий в виде порошка. Затем порошок плавят при высокой температуре, в результате чего образуются слитки германия. Необработанный слиток германия проходит процесс очистки. Возможно получить германий с чистотой порядка один атом примеси на 107 атомов германия. Однако, как было указано ранее, при рассмотрении физических принципов для создания кристаллического триода требуется более высокая степень очистки. Повторная очистка и выращивание образца монокристалла германия получается следующим образом: слиток помещают в специальную печь с атмосферой водорода, где один конец его нагревают индукционным методом. После того, как конец расплавится индукционную катушку медленно передвигают по направлению другого конца слитка, постепенно расплавляя слиток; места, с которых убрана катушка, постепенно затвердевают. Примесные элементы имеют тенденцию оставаться в жидкой части слитка и медленно тянуться от одного конца слитка к другому в процессе расплавления слитка. Этот процесс должен повторяться до тех пор, пока не будет получена желаемая степень чистоты. Приготовленный таким образом германий содержит примерно один атом примеси на 109 атомов германия. Слиток германия, совершенно чистый, находится в поликристаллической форме; однако, как было сказано ранее, для применения в транзисторах требуется монокристаллический германий. Очищенный несколько раз слиток германия подвергается нагреванию в графитовом тигле, в атмосфере водорода. После того, как получен расплав, в него вводится и затем вынимается со скоростью дюйм в минуту при окружающей постоянной температуре зерно монокристалла ( затравка); когда первоначальное зерне вытаскивается из расплава, оно вырастает в большой стерж-неподобный монокристалл германия, которого окажется достаточным для нескольких тысяч транзисторов. На рис. 1.27 показаны фотографии поликристаллического я монокристаллического слитков. [41]
Страницы: 1 2 3