Технология получения монокристаллов. Выращивание монокристаллов из расплава. Характеристики метода

Особенности изучения реального кристаллообразования. Выбор метода выращивания монокристаллов.

1. учет марфологогенистического и технологического подхода.

Марфологогенистический рассматривает рост кристалла как эволюцию развития зародыша.

Технологический объединяет это рассмотрение с условием выращивания и учитывает лимитирующую стадию.

2. изучение роста кристаллов путем анализа не только элементарных стадий, но и как целого.

3. учет специфического роста кристалла, который приспосабливается условием материнской среды.

Ростовые дефекты:

1. дислокации

2. двойники

Точечные

4. примесные

5. дефекты упаковки

3 группы причин образования дислокаций при выращивании кристалла:

1. уноследовательные

2. ростовые

3. термические

При разработки технологий выращивания монокристаллов определяет:

1. условие, при котором обеспечивается надежное получение монокристаллов с заданными характеристиками.

2. влияние условий выращивания монокристаллов на возникновения дефектов.

3. условия введения в кристалл легирующих примесей.

4. влияние примесей на возникновения структурных несовершенств.

Для выращивания монокристаллов используются процессы кристаллизации из расплавов, из провой фазы или из растворов. Во всех случаях механизм роста кристалла подчиняется законом повторимого роста. Между кристаллом и окружающей средой есть переходный слой – граница раздела фаз и все атомы, которые учувствуют в процессе некоторое время находятся в слое. В нем устанавливаются сложные химические равновесия и малейшие отклонения от равновесия вызывает резкие изменения в кинетики роста. Состав и природа питающей среды определяет кинетику роста, а изменение состава и внешних условий – возникновение различных несовершенств.

Классификация методов выращивания монокристаллов (по питающей среде):

1. рост кристалла из твердой фазы

2. расплав в чистых веществ и расплав легирующих примесей

3. из растворов кристаллизуемого вещества в чистом расплаве или примесном

4. из газовой фазы, когда она состоит из элементов, образующих кристалл или из хим. Соединений, образующих кристалл.

Технология получения монокристаллов. Выращивание монокристаллов из расплава. Характеристики метода.

1.Метод делят на 2 группы:

тигельные

2.безцигельные

Метод основан на создании градиента температур и на механическом перемещении границы раздела кристалл-расплав через градиент темпер-р.

При З=const возможно только Т, при которой ТВ фаза в равновесии в жид. Уменьшение Т вызывает кристаллизацию (рост ТВ фазы) за счет жид и обязательно выделяется скрытая теплота кристалл-ии. Если внешний теплоотвод отсутствует, то теплота возвращается в систему, разогревает ее и рост ТВ фазы прекращается.

Для непрерывного роста ТВ фазы необходим теплоотвод и сохранение градиента темпер-р.

Из выращенных монокристаллов получают подложки и пластины для разл композиций. Кач-во монокристалла определяет кач-во прибора. Часто испол-т монокристаллы элемент-х пп, но есть и потребность и в монокрист-х пп-соед-ий.

Кристалл-я из расплава – это кристалл-я, когда состав расплава не отличается или мало отличается от состава кристл-й фазы.

Высокие Т процесса требуют применение установок высокой мощности. В основе метода лежит направленная кристаллизация расплава, т.е зарождение и рост кристалла при градиенте темпр-р осущест-ся на одной фаз-й границе и теплота от фронта крист-ии отводится в одном направлении.

То позволяет кристалл-ть расплав в виде 1-го монокристалла.

Методы направленной кристалл-ии делятся на 3 группы:

1. метод напрвл-й норм крист-ии - расплавлюят всю заготовку, а затем крист-ют ее с 1-го конца.

2.методы вытягивания кристаллов из расплава – кристалл-т расплав заготовки путем вытягивания на затравку.

3. метод зонной плавки – последовательно расплавляют, а затем кристл-т только небольшую зону заготовки.

Поиск по сайту: