Зонная плавка летучих соединений

Зонную плавку этих соединений, как и выращивание их монокристаллов вытягиванием по Чохральскому, чтобы они не диссоциировали, следует проводить под давлением паров летучего компонента. Давление создают так же, как описано выше либо регулированием температуры печи, либо количеством загружаемого летучего компонента. Схема зонной плавки по двухзонному и трехзонному методам показана на рис. 56, б. В обоих случаях температура второй зоны должна быть выше температуры конденсации паров летучего компонента. [c.271]

Современной полупроводниковой и атомной технике необходимы металлы весьма высокой чистоты (содержание примесей порядка 10 % и менее). Важнейшими методами глубокой очистки металлов являются зонная плавка, разложение летучих соединений металлов на нагретой поверхности, переплавка металлов в вакууме и др. [c.168]

Для очистки металлов используются различные методы. Широко распространены методы электролитического рафинирования металлов (см. ниже). Тонкая очистка металлов достигается при использовании методов перегонки и переплавки в вакууме, диссоциации летучих соединений и зонной плавки. [c.275]

Метод зонной плавки используют для получения чистого германия, а также для очистки соединений, когда один или оба компонента смеси летучи или разлагаются при нагревании . [c.452]

Проблема получения металлов высокой чистоты успешно решается современной металлургической промышленностью. В этих целях широко применяют электролитическое рафинирование металлов, разработаны методы перегонки (или переплавки) в вакууме, зонной плавки, термической диссоциации летучих соединений металлов. [c.242]

В последней стадии технологии — получения металлов, лигатур и сплавов, учитывая высокие требования к чистоте конечной продукции, а также большое разнообразие свойств редких металлов и их исходных соединений, применяются в различных случаях многочисленные и разнообразные прецизионные металлургич. процессы высокотемпературные процессы восстановления газами, углеродом, другими металлами (см. Металлотермия), термическая диссоциация соединений электролитич. процессы как в водных, так и в расплавленных средах вакуум-термич. процессы, вакуумная, дуговая, электроннолучевая, зонная плавка, иногда дистилляция металлов высокотемпературное спекание порошков тугоплавких металлов, а в случае повышенных требований к чистоте тугоплавких металлов и их сплавов (в особенности по газовым п легко летучим примесям) или для получения крупных заготовок применяется их переплавка в высоком вакууме. [c.302]

Очевидным способом избежать затруднений, связанных с температурной зависимостью давления пара основного компонента, является использование двухтемпературной установки (закрытые системы), в которой исследуемая твердая фаза находится при температуре T a, а некоторое количество чистого основного компонента — при температуре Ти причем Т > Ti (рис. II.8). Подобная схема была уже описана в связи с зонной плавкой соединений с летучими компонентами. Если принять меры для того, чтобы температура Ti была самой низкой в системе, то она однозначно будет определять постоянное давление до тех пор, пока оно не станет слишком малым. [c.77]

Зонная плавка и выращивание монокристаллов фосфида из стехиометрических расплавов связаны с теми же трудностями, что и при синтезе, которые определяются высоким давлением диссоциации. Горизонтальная зонная плавка осуществляется только в установках высокого давления. Бестигельную зонную плавку из-за малого диаметра слитка (8 мм) можно проводить на таких же установках, как и в случае арсенида галлия. Малый внутренний диаметр ампулы ( 12 мм) позволяет ей выдерживать давление паров фосфора 25 атм без внешнего противодавления. После 3—4 проходов зоны со скоростью 1—3 см/ч на такой установке могут быть получены прозрачные монокристалли-ческие слитки фосфида галлия высокой чистоты. Особенно уменьшается содержание углерода, который удаляется в виде летучих соединений с фосфором и оседает на более холодных участках ампулы [127]. [c.275]

Кремний высокой степени чистоты получают либо перекристаллизацией из расплава, либо термическим разложением или восстановлением чистых летучих соединений кремния с последующим осаждением из газовой фазы. Кристаллизация из расплава (например, вытягивание монокристалла или зонная плавка, см. т. I, ч. I, разд. 17) сопровождается опасностью загрязнения образца материалом тигля из-за высокой температуры плавления кремния. Поэтому особенно развиты бестигельные способы (см., например, [5]). Выделение кремния из газовой фазы в лабораторном масштабе достаточно легко можно осуществить путем термического разложения тетраиодида кремния по способу ван Аркеля—де Бура (см., т. 1, ч. I, разд. 17, а также [6]) либо термическим восстановлением HSi la [7] или Si U [8] водородом (однако с ма- [c.714]

Извлечение германия осуществляется преимущественно в виде летучего соединения ОеСЦ, которое после тщательной очистки от посторонних примесей гидролизуется с образованием двуокиси герма ния высокой чистоты, последняя восстанавливается водородом до элементарного германия. Для повышения степени чистоты германия, в соответствии с требованиями полупроводниковой электроники, его подвергают металлургической очистке методами зонной плавки или направленной кристаллизации с последующим получением в виде монокристаллов. Эти методы основаны на различной растворимости примесей в жидком и твердом германии. Плавление германия осуществляется в атмосфере защитного газа Нг, N2, Не, Аг. Для придания германию определенных электрических свойств в расплав чистого германия при вытягивании монокристаллов вводят в незначительном количестве (10 —10 1зт. %) донорные (Аз, 5Ь, Р) или акщапторяые (В, А1, (За, 1п) примеси. [c.103]

Для иолучения монокристаллов InSe применимы все известные методы кристаллизации полупроводниковых соединений нри небольшом давлении пара летучего компонента, такие, как направленная кристаллизация, зонная плавка, кристаллизация в печах с градиентом температур, метод химических транспортных реакций, метод [c.105]

Для очистки антимонидов широко используется метод зонной плавки [105]. Применяется обычно горизонтальная зонная плавка в лодочке, так как вертикальная бестигельная зонная плавка затруднена из-за большой плотности соединений и недостаточного поверхностного натяжения. Коэффициенты распределения примесей в антимониде индия приведены в табл. 11 (стр. 173). К числу трудно-удаляемых примесей в антимониде индия относятся теллур, галлий, мышьяк, а также цинк и кадмий. Удаление цинка и кадмия при зонной плавке затрудняется их летучестью они могут конденсироваться на более холодных частях трубки и слитка и вновь испаряться при прохождении горячей зоны. Для их удаления предложен метод вакуумной плавки с длительной выдержкой — до 5 ч [199, 200]. При этом, кроме летучих примесей, возгоняется некоторое количество сурьмы. Последующая зонная плавка (20 проходов со скоростью 5 мм ч), проводимая в этом же аппарате в атмосфере чистого водорода, позволяет удалить избыточный индий вместе с другими примесями [199]. [c.206]

Антимонид. Так как антимонид обладает ничтожно малым давлением диссоциации и плавится при сравнительно низкой температуре, его синтезируют, сплавляя компоненты в атмосфере аргона или водорода. Контейнеры (тигли, лодочки) для антимонида индия делают из кварца. Чтобы антимонид меньше прилипал, кварц иногда подвергают пескоструйной обработке или графитизации. Прилипание вызывается присутствием в расплаве окислов индия или сурьмы, образующих с кварцем легкоплавкие соединения. Удаляют окислы, выливая расплав антимонида после синтеза через маленькое отверстие в стенке ампулы. После синтеза антимонид иногда подвергают вакуумной обработке для очистки от летучих примесей (цинка, кадмия и др.), плохо удаляющихся при зонной плавке. Процесс ведут при 700—800° и давлении 10 мм рт. ст. 5—6 ч, перемешивая расплав магнитным полем. [c.323]

Получение. Для использования в приборах полупроводниковые материалы в осповном должны быть получены в виде монокристаллов со строго определенным содержанием легирующих примесей, придающих П. тот или иной тип проводимости и соответствующие свойства. Поэтому все неконтролируемые примеси перед легированием должны отсутствовать, т. е. исходный материал должен быть очень чистым. Большинство методов очистки было разработано при получении чистых кремния и германия (см. также Зонная плавка и Монокристаллы). Требования получения монокристаллов П. в очень чистом состоянии и оптически однородных привели к со.зданию новых методов синтеза. При синтезе сложных П.— различных двойных, тройных и т. д. хнмич. соединений, часто состоящих из элементов с сильно различающимися свойствами, появились новые варнанты синтеза — С1П1тез под давлением летучего компонента, синтез в газовой фа.эе, в различных неводных растворителях— расплавленных солях, металлах и т. д. [c.124]

Монокристаллы соединений А В получают направленной кристаллизацией по Бриджмену. Для предотвращения потерь летучих компонентов свободную часть ампулы заполняют благородным газом или водородом. Зонная плавка может быть использована как для получения монокристаллов, так и для очистки соединений А В Монокристаллы менее летучих соединений, например В12Тез, можно получить вытягиванием по Чохральскому, если предварительно камеру заполнить водородом под давлением. [c.195]

Зонную плавку используют для удаления атомов примесей из кристаллов простых веществ (германий, кремний, теллур, металлы), а также соединений при условии, что они плавятся без разложения (например, антимонид сурьмы, хлористый натрий [13], тройные соединения [14]). Если соединения разлагаются с выделением летучего компонента, то их все же можно подвергать зонной плавке, если предотвратить разложение, поддерживая во всей системе соответствующее давление пара данного компонента. Для этого слиток помещают в запаянную кварцевую трубку [15]. Соединение начинает диссоциировать, но образующийся при этом пар препятствует дальнейшему течению процесса. Совершенно очевидно, что температура всей трубки должна быть достаточно высоко й, чтобы не происходило конденсации летучего компонента, т. е. выше те мпературы, при которой чистый компонент имеет давление пара, равное тому, которое поддерживается в системе. Указанный метод используется для проведения кристаллизации арсенида галлия, фосфида индия [15], хлористого и бромистого серебра [16]. В более сложной установке используется двухтемпературная печь при этом давление пара летучего компонента регулируется путел нагревания в одном из концов трубки некоторого количества этого компонента до температуры, соответствующей заданному давлению пара (рис. 1.8) [17]. Необходимо принять специальные меры, чтобы поддерживаемая температура чистого компонента была самой низкой температурой системы. Такую методику применяли, например, при кристаллизации сульфида свинца, теллурида кадмия, арсенида галлия [17]. Наконец, для поддер- [c.18]

ЖИДКОЙ и твердой фаз практически совпадают. Из диаграммы (рис. 1.9) следует, что соединение АВ можно очистить зонной плавкой. Кристаллы, плавящиеся с образованием жидкости, в которой содержание компонента В больше, чем при максимальной температуре плавления, очищают зонной плавкой с выделением компонента В ( в < ) Кристаллы, при плавлении которых образуется жидкость, обедненная компонентом В по сравнению с составом при максимальной температуре плавления, очищают зонной плавкой с выделением компонента А ( д < ) В обоих случаях твердая фаза стремится достичь состава, отвечающего максимуму температуры плавления, т. е. точке m на рис. 1.9. Однако в общем случае точка т необязательно соответствует стехиометрическому составу. Все сказанное справедливо, если давление пара любого из компонентов соединения не играет никакой роли. В противном случае (как это наблюдается для разлагающихся соединений, обсуждавшихся выше) положение осложняется теперь каждой точке ликвидуса отвечает определенное давление пара летучего компонента. Если, поддерживая в системе определенное давление пара летучего компонента, удается предотвратить разложение, то система стремится сохранить состав, соответствующий этому давлению, например точке а на рис. 1.9. При зонной очистке таких соединений состав твердой фазы имеет тенденцию к сдвигу от а к Хт, причем расплав обогащается компонентом В. Однако теперь расплав больше не находится в равновесии с паром, поэтому реакция между указанными фазами (т. е. переход атомов В из расплава в пар) будет протекать до тех пор, пока снова не установится равновесие. Будет достигнуто стационарное состояние, для которого состав кристаллов оказывается промежуточным между а я т. Математический анализ зонной очистки соединений, содержащих и не содержащих летучие компоненты, проведен Ван-дер-Боомгаардом [211, а позднее Маделунгом [22]. Зонная очистка соединений без летучих компонентов не отличается от обычной очистки. Зонная плавка соединений с летучими компонентами сопровождается образованием несовершенств в кристаллах и дает возможность управлять их концентрацией, о чем подробно говорится ниже. [c.20]