Cтраница 4
Показано ранее, что форма роста кристаллов зависит от степени предварительной ассоциации атомов, определяемой переохлаждением: расплава. При минимальном переохлаждении грани 111 и 211 имеют наименьшую относительную скорость роста. Усиление переохлаждения вызывает возрастание относительных скоростей роста граней 110 и 211, при этом относительная скорость роста граней 111 уменьшается. В процессе роста кристаллы должны быть оформлены гранями, имеющими наименьшую скорость роста. В процессе выращивания монокристаллов кремния в направлении [111] шесть граней 110 или ( 211), параллельных этому направлению, пересекаясь, образуют шесть ребер, которые на поверхности слитка наблюдаются в виде выступов. [46]
Температура устанавливается несколько более высокая, чем точкг плавления глинозема. Затравочный кристалл, вырезанный в требуемом кристаллографическом направлении, располагают таким образом, чтс его нижний конец погружается несколько ниже поверхности расплава. Верхний конец затравки охлаждается отводом тепла через кристалло-держатель до температуры ниже точки плавления, и поэтому он остается твердым. Обычно затравочный кристалл вращают для того, чтобы избежать колебаний температуры по периферии затравки. Выращивание кристалла осуществляется путем медленного поднимания ( вытягивания) его с постоянной скоростью, для чего используются мотор и механизм с винтовой резьбой. Оператор меняет температуру расплава таким образом, чтобы диаметр кристалла постепенно увеличивался до требуемой величины. В современных наиболее крупных аппаратах он достигает 10 или даже 15 см. В процессе роста кристалла до необходимой длины диаметр сохраняют постоянным. Контроль за диаметром растущего кристалла в настоящее время достигается с помощью различных автоматических устройств. Это производится путем непрерывного взвешивания кристалла или тигля, наблюдения за тепловым излучением от криволинейной поверхности расплава ( мениска), которая окружает края кристалла, или за отражением от этого мениска света лазерного луча. Метод Чохральского применяется не только для получения рубина, но и является укоренившимся методом выращивания монокристаллов кремния для нужд электронной промышленности, в частности для изготовления транзисторов и интегральных схем. [47]
Температура устанавливается несколько более высокая, чем точка плавления глинозема. Затравочный кристалл, вырезанный в требуемом кристаллографическом направлении, располагают таким образом, что его нижний конец погружается несколько ниже поверхности расплава. Верхний конец затравки охлаждается отводом тепла через кристалло-держатель до температуры ниже точки плавления, и поэтому он остается твердым. Обычно затравочный кристалл вращают для того, чтобы избежать колебаний температуры по периферии затравки. Выращивание кристалла осуществляется путем медленного поднимания ( вытягивания) его с постоянной скоростью, для чего используются мотор и механизм с винтовой резьбой. Оператор меняет температуру расплава таким образом, чтобы диаметр кристалла постепенно увеличивался до требуемой величины. В современных наиболее крупных аппаратах он достигает 10 или даже 15 см. В процессе роста кристалла до необходимой длины диаметр сохраняют постоянным. Контроль за диаметром растущего кристалла в настоящее время достигается с помощью различных автоматических устройств. Это производится путем непрерывного взвешивания кристалла или тигля, наблюдения за тепловым излучением от криволинейной поверхности расплава ( мениска), которая окружает края кристалла, или за отражением от этого мениска света лазерного луча. Метод Чохральского применяется не только для получения рубина, но и является укоренившимся методом выращивания монокристаллов кремния для нужд электронной промышленности, в частности для изготовления транзисторов и интегральных схем. [48]