Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
При выращивании монокристаллов по способу Степанова наибольший интерес представляет получение тонкостенных профилей. Однако здесь этот способ сталкивается с главной проблемой, которая мешает его распространению, а именно проблемой выращивания структурно совершенного кристалла.

ПОИСК





Дислокации и термоупругие напряжения

из "Получение профилированных монокристаллов и изделий способом Степанова"

При выращивании монокристаллов по способу Степанова наибольший интерес представляет получение тонкостенных профилей. Однако здесь этот способ сталкивается с главной проблемой, которая мешает его распространению, а именно проблемой выращивания структурно совершенного кристалла. [c.86]
Долгое время не удавалось вырастить ленточные монокристаллы германия без малоугловых границ с плотностью дислокаций, меньшей 10 -гЮ см [165]. Аналогично, ленточные и трубчатые монокристаллы кремния, выращиваемые из расплава с применением смачиваемых формообразователей, также содержат высокую плотность дислокаций, двойниковые и малоугловые границы и имеют обычно поликристаллическое строение [53]. При этом оказывается, что с уменьшением толщины стенки выращиваемых кристаллов их структурные свойства существенно ухудшаются. [c.86]
Дислокационная структура кристалла при вытягивании из расплава формируется в результате одновременного действия большого количества факторов. Часть дислокаций образуется ростовым путем, и их возникновение определяется такими процессами на фронте кристаллизации, как например, нарушение послойного механизма роста, некогерентная стыковка слоев на фронте кристаллизации, изменение его конфигурации, вхождение в кристалл примесей и разного рода включений. [c.86]
Все перечисленные факторы тесно связаны между собой, и оценка роли каждого из них в образовании дефектной структуры кристалла является очень сложной задачей, не решенной и в настоящее время. По-видимому, наиболее распространенной и близкой к истине является следующая точка зрения, выработанная на основании исследований при выращивании кристаллов методом Чохральского в [166, 167]. [c.87]
К сожалению, в настоящее время не представляется возможным непосредственно рассчитать поля термических напряжений, возникающих в кристалле в реальных условиях его выращивания. Действительно, напряженное состояние, которое образуется в кристалле, является сложным и в общем случае трехмерным. Критический уровень напряжения может быть превышен одновременно в нескольких системах скольжения. Процесс нагружения будет фактически знакопеременным, поскольку кристалл при вытягивании проходит области с различной температурой. Кроме того, пластические свойства монокристаллов при высоких температурах, близких к температуре плавления, почти не изучены. Например, критические напряжения образования дислокаций вблизи температуры плавления измерены всего лишь для нескольких кристаллов [167 ]. Не исследован вопрос о взаимодействии систем скольжения при столь высоких температурах, отсутствуют надежные данные о зарождении и размножении дислокаций, об их взаимодействии с точечными дефектами. [c.87]
Таким образом, теоретическое решение указанной задачи сталкивается с очень большими трудностями как принципиального, так и вычислительного характера. Поэтому количество работ в данном направлении до сих пор невелико, и они затрагивают только отдельные стороны проблемы. [c.87]
При оценке влияния тепловых условий выращивания на дислокационную структуру получаемых кристаллов в настоящее время ограничиваются расчетом термоупругих напряжений. Подобные расчеты для кристаллов, выращенных по методу Чохральского, были сделаны в [175, 176]. Теми же авторами в [177] проведены расчеты релаксации термоупругих напряжений в результате пластической деформации и определена плотность дислокаций. К сожалению, процесс релаксации напряжений рассматривался в каждой точке кристалла независимо от того, что делается в соседней точке, так что получавшееся поле релаксированных напряжений не удовлетворяло уравнениям равновесия. [c.88]
Для определения термоупругих напряжений в выращиваемых кристаллах необходимо иметь данные об упругих свойствах кристаллов при высоких температурах. Длительное время в теории твердого тела доминировали ошибочные представления М. Борна и его школы о том, что при повышении температуры величины модулей сдвига кристаллов уменьшаются и обращаются в нуль при температуре плавления. Предполагалось, что процесс плавления определяется неустойчивостью решетки в связи с равенством нулю модулей сдвига в точке плавления. Противоположная точка зрения высказывалась Я. И. Френкелем, считавшим, что при температуре плавления значения модулей сдвига конечны, а кристаллическая решетка является еще устойчивой. [c.88]
Вопрос о температурной зависимости упругих постоянных привлекал внимание и других исследователей [178]. Значительный вклад в его решение был сделан А. В. Степановым с сотрудниками. [c.88]
Новые электроакустические методики и установки для измерения скоростей распространения продольных и сдвиговых упругих волн при высоких температурах позволили выполнить комплекс исследований упругих свойств ряда монокристаллов в зависимости от температуры [179]. В широком диапазоне температур была изучена температурная зависимость всех упругих постоянных, полностью описывающих анизотропию упругих свойств следующих кристаллов 10 щелочно-галоидных соединений [180], германия [181 ], кремния [182], арсенида галлия [183], арсенида индия [184], селенида цинка [185] и кристаллов с тригональной решеткой (сурьма, висмут, теллур и др.) [186]. [c.88]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте