Выращивание - кристалл
Cтраница 4
Стадия выращивания кристаллов необходима для дальнейшего роста мельчайших кристалликов, получаемых в кристаллизаторах со скребками. Как правило, крупные кристаллы обеспечивают более быстрое отделение маточного раствора в центрифугах пли фильтрах и, следовательно, получение более чистого продукта. [46]
Успех выращивания кристаллов методом из раствора в расплаве во многом определяется правильным выбором растворителя-флюса. Критерием выбора растворителя служили следующие требования: а) высокая растворяющая способность флюса ( температурный коэффициент растворимости); б) низкая температура плавления флюса; в) отсутствие в составе флюса элементов, загрязняющих кристаллы; г) низкая корродирующая способность по отношению к материалу контейнера; д) легкое отделение кристаллов от флюса после проведения синтеза и др. Известные флюсы, применявшиеся для синтеза циркона, удовлетворяют не всем перечисленным выше требованиям. Например, наиболее употребляемый для синтеза циркона растворитель Li2O - MoO3 обладает малым температурным коэффициентом растворимости ( рис. 92) и плохо отмывается от кристаллов. В свою очередь, ванадатные флюсы загрязняют циркон, окрашивая его в зелено-синие цвета. [47]
Метод выращивания кристаллов упариванием является наиболее общим методом выращивания из растворов, так как его можно применять к веществам, имеющим и положительный, и нулевой, и отрицательный температурные коэффициенты растворимости. Если твердое вещество, которое должно быть выкристаллизовано, стабильно в очень узком интервале температур, выращивание упариванием раствора может быть единственным возможным методом, так как оно может быть проведено изотермически. [48]
Возможность выращивания кристаллов из паровой фазы может быть проверена при помощи простого эксперимента с сублимацией. [49]
Процесс выращивания кристаллов этим методом можно проследить, обратившись к схеме установки, показанной на рис. 4.3. В процессе выращивания контролируют температуру тигля, скорость вытягивания кристалла из расплава и перемешивание расплава при вращении вытягиваемого кристалла или тигля. Конструктивные особенности установки призваны обеспечить требуемую форму тепловых полей вблизи границы роста, регулировать тепловые потери в области выхода кристалла из расплава и через зажимный патрон, держащий затравочный кристалл. [50]
 |
Схема зонной плавки.| Схема выращивания монокристалла ( метод Чохральского. [51] |
Метод выращивания кристалла ( рис. 4 - 45) состоит в том, что в тигель с расплавленным полупроводником опускают ( до соприкосновения с расплавом) монокристалическую затравку из того же материала, а затем медленно поднимают ее вместе с постепенно нарастающим на ней новым монокристаллом. Для перемешивания расплава стержень с затравкой медленно вращают или заставляют слегка вибрировать. Метод выращивания обычно применяют после предварительной зонной плавки. [52]
Процесс выращивания кристаллов из газовой фазы может включать химические реакции, протекающие либо в газовой фазе, либо непосредственно на поверхности. Достоинством этого метода следует считать то, что он позволяет осуществить перенос в газовой фазе некоторых нелетучих веществ. Например, некоторые металлы легче испаряются и переносятся в виде галогенопроизводных или карбонильных соединений, так как для испарения и переноса их в виде чистых металлов необходима очень высокая температура. Химическим восстановлением или термическим разложением летучие металлические соединения превращаются на поверхности кристалла в металл. При получении полупроводниковых материалов большое значение имеет выращивание кристаллов кремния термическим разложением его летучих соединений. Летучие соединения кремния восстанавливают разными способами; один из лучших способов - восстановление SiCl4 водородом на поверхности монокристалла кремния. Образующиеся монокристаллические эпитаксиальные слои сохраняют ориентацию исходной поверхности и осаждаются без образования разрывов на поверхности раздела. Подобным же образом при взаимодействии паров Cd с парами H2S, Se, Те легко образуются кристаллы CdS, CdSe, CdTe. При смешении двух газовых потоков продукт реакции осаждается на холодных частях сосуда. [53]
Метод выращивания кристаллов из паровой фазы дает удовлетворительные результаты по значению плотности дислокаций ( от 1 102 до 1 105 CM-Z) и относительно равномерное распределение последних по поперечному сечению кристалла. [54]
Методы выращивания кристаллов чрезвычайно многочисленны и разнообразны. [55]
Метод выращивания кристаллов из раствора, при котором в качестве растворителя используются расплавленные металлы, как и другие процессы выращивания из растворов, имеет свои преимущества и свои недостатки. Монокристаллы многих металлов и полупроводников выращены таким методом. [56]
Метод выращивания кристаллов из паровой фазы дает удовлетворительные результаты по значению плотности дислокаций ( от 1 102 до 1 105 см-2) и относительно равномерное распределение последних по поперечному сечению кристалла. [57]
Возможность выращивания кристалла с заданной программой изменения состава определяется двумя моментами. Первый из них - это возможность подавления незначительных изменений состава, возникающих в процессе роста. Второй связан с возможностью осуществления требуемых для осуществления данной программы изменений условий роста. Решение этих двух вопросов часто можно провести совместно. Однако первый из них наиболее важен, ибо позволяет выделить нежелательные факторы, которые могут проявиться в процессе программирования. Наконец, что самое главное, решение этого вопроса является основой для обеспечения важнейшего частного вида программ - выравнивания состава. [58]
Страницы: 1 2 3 4