Выращивание монокристаллов из паровой фазы

Выращивание кристаллов из пара обычно включает в себя транспортировку пара из зоны, содержащей твердое питающее вещество при температуре 1, ко второй зоне — зоне роста кристалла, имеющей температуру 2, причем последняя несколько ниже, чем tl, разность температур создает такое пересыщение, которое при соответствующем контроле может привести к образованию хороших зародышей кристаллов и обеспечить их дальнейший рост. Выращивание из паровой фазы для приготовления больших монокристаллов применяется гораздо реже, чем выращивание из расплавов и растворов. Поэтому экспериментальная методика выращивания кристаллов из пара не так хорошо разработана и, пожалуй, не так хорошо изучена, как методика выращивания из расплава или из раствора. Однако это не должно обескураживать экспериментатора, особенно потому, что именно из паровой фазы были получены почти совершенные органические кристаллы, практически свободные от дефектов [78]. Более того, благодаря возможности выращивания в вакууме или в атмосфере инертного газа при отсутствии жидких растворителей можно приготовить кристаллы, свободные от нелетучих примесей. [c.218]

Выбор метода выращивания монокристаллов каждого данного вещества основывается в первую очередь на изучении его физических и химических свойств. Так, если вещество характеризуется очень высокой температурой плавления, большой упругостью пара и большой химической активностью, то практически процесс выращивания монокристаллов из расплава может оказаться настолько трудно осуществимым, что целесообразнее применить более медленные и менее производительные процессы выращивания из паровой фазы или из раствора. [c.281]

До настоящего времени щироко распространено мнение, что выращивание крупных монокристаллов (весом в десятки или сотни граммов) из паровой фазы не может иметь практического использования ввиду малых скоростей роста, присущих этому методу. Поэтому процессы роста из паровой фазы считаются применимыми лишь для выращивания эпитаксиальных пленок и в отдельных случаях для получения, например, небольших пластинчатых монокристаллов самых различных веществ. Высокопроизводительные методы выращивания монокристаллов из расплавов, как правило, не могут обеспечить необходимой высокой однородности свойств при получении диссоциирующих соединений с высокими температурами плавления (главным образом из-за трудности поддержания неизменного состояния равновесия между расплавом и паровой фазой), а также твердых растворов двух полупроводников (из-за оттеснения одного из компонентов). Поэтому для получения монокристаллов таких материалов (например, соединений — СёЗ, 2п5) все более широко используют различные методы выращивания из паровой фазы. [c.342]

Однако не следует думать, что метод выращивания из паровой фазы автоматически устраняет все причины неоднородности кристаллов. Процессы выращивания монокристаллов из паровой фазы являются не менее чувствительными к колебаниям внешних условий и состава питающей фазы, чем методы выращивания из расплавов. Но влияние этих колебаний может быть значительно сглажено благодаря малым скоростям роста, которые способствуют приближению к равновесию между наращиваемыми слоями кристалла и паровой фазой. Все методы выращивания монокристаллов из паровой фазы (в виде пленок или объемных кристаллов) можно разделить на три большие группы, отличающиеся методом доставки атомов от источника к растущему кристаллу. [c.342]

Выращиванием из паровой фазы получают игольчатые монокристаллы металлов, реже окислов. Для получения полимерных монокристаллов этот метод, очевидно, малоприменим. [c.300]

Монокристаллы соединений А В 1 получают в основном двумя способами кристаллизацией из расплавов и выращиванием из паровой фазы. Каждому из этих методов присущи свои преимущества и недостатки (см. гл. П). Очень крупные монокристаллы сульфидов и селенидов цинка и кадмия можно получить нормальной направленной кристаллизацией из расплавов стехиометрического состава под давлением паров благородного газа. Выращивают также монокристаллы А В 1 из нестехиометрических расплавов с избытком металла подгруппы цинка или из расплавов других металлов и солей. [c.176]

Монокристаллические С. получают выращиванием (кристаллизация) из р-ров, расплавов, газовой или паровой фазы по методам выращивания монокристаллов, керамические С.-по технологии керамики, пленочные С.-вакуумным напылением, шликерным литьем, а также по полярной технологии-экструзией с послед, ориентационной вытяжкой. [c.308]

Кристаллизацией называют процесс образования твердой фазы из раствора, расплава или непосредственно из паровой фазы вещества. В химической и смежных отраслях промышленности широкое распространение имеет кристаллизация из растворов. Так, ископаемые минеральные соли часто представляют собой смеси различных соединений. Их растворяют и затем при помощи обратного процесса - кристаллизации - выделяют нужное вещество за счет различной растворимости исходных компонентов при тех или иных технологических параметрах процесса. Кристаллизацию используют также для разделения смесей, глубокой очистки вещества от примесей, выращивания монокристаллов особо чистых веществ и т. п. [c.493]

В общем случае первым шагом при выращивании кристаллов из раствора является приготовление закрепленного в держателе кристаллического зародыша — маленького монокристалла данного вещества, по возможности свободного от трещин. Зародыши используются также при выращивании кристаллов из паровой фазы или расплавка, но гораздо реже. Это связано [c.207]

В работе [139, с. 122] для выращивания монокристаллов сульфида кадмия контролируемого состава из паровой фазы предложена специальная конструкция эвакуированной кварцевой ампулы, заполненной аргоном. Крупные монокристаллы dS получены методами сублимации в разных условиях в вакууме при температуре 1200° С и температурном перепаде АТ = 100°, среде аргона при температурах 1150—1775° С [162, с. 20, с. 1357 164]. В работах Б. М. Булаха изучены условия роста монокристаллов dS из паровой фазы при участии газа-транспортера. Выяснено, что главные факторы, определяющие возникновение различных форм роста кристаллов, — это соотношение исходных компонентов и температура в зоне роста предложена модель, объясняющая происхождение этих форм. На основании того, что рост происходит в условиях, когда имеется нестехиометрическое соотношение исходных компонентов, предполагается образование в паровой фазе различных по структуре комплексов атомов d и S в разных соотношениях, например ( d—S) , ( da—S) или ( dj—S) . Различная ориентация этих комплексов определяет те или иные формы роста, которые наблюдаются на практике (призмы, пирамиды, углы, пластинки, усы). Описан термодинамический метод определения условий синтеза монокристаллов dS из газовой фазы, получены зависимости температур испарения исходных элементов от температуры кристаллизации [162, с. 20]. [c.53]

Получение монокристаллов ферритов может осуществляться всеми известными методами, которые, как обычно, подразделяются в соответствии с тем, какая среда является материнской для растущего кристалла выращивание из газовой (паровой) фазы, выращивание из растворов, выращивание из расплавов, выращивание в твердой фазе. [c.126]

Для выращивания монокристаллов можно использовать процессы кристаллизации из расплавов, из паровой фазы или из растворов кристаллизующегося вещества в соответствующем растворителе. [c.280]

Технология получения монокристаллов полупроводниковых соединений мало чем отличается от выращивания монокристаллов элементарных веществ, только в первом случае необходимость проведения процессов в обогреваемых камерах, в которых должно поддерживаться определенное давление паров компонентов, является серьезным конструктивным затруднением. Поэтому наиболее производительные методы выращивания монокристаллов из расплавов и наиболее эффективные кристаллизационные методы их очистки не всегда применимы, вместо них используют методы получения кристаллов из растворов или из паровой фазы. [c.281]

ВЫРАЩИВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ ИЗ ПАРОВОЙ ФАЗЫ [c.342]

Рис. 79. Схема установки для выращивания монокристаллов ВаО из паровой фазы

Выращивание галогенидов щелочных металлов из паровой фазы на монокристаллах галогенидов щелочных металлов. [Данные для галогенидов лития]. [c.26]

Подобные структуры подробно описал и исследовал Фишер [78]. В качестве исходного материала он использовал селенид цинка, полученный выращиванием из паровой фазы или из расплава под давлением паров цинка. Высокая проводимость п-типа ZuSe достигалась путем легирования алюминием. Незначительная проводимость р-типа ZnSe была получена при легировании монокристаллов селенида цинка серебром if прокаливанием их в парах селена [79]. Если к кристаллу прикладывались контакты из In-Ga-сплава (без прогрева), то получались диоды с незначительным вы- [c.46]

Для получения карбида кремния полупроводникового качества необходима высокая чистота синтезируемого материала и изготовление его в виде монокристаллов. Методы выращивания из расплавов в данном случае неприменимы (Si интенсивно возгоняется до достижения точки плавления при Гa 2500°С), поэтому возможны методы выращивания из паровой фазы и из растворов. Было показано, что кристаллы Si можно выращивать из его растворов в хроме, никеле и других металлах. Однако при этом кристаллы невоспроизводимы по свойствам и геометрии. Основным методом получения монокристаллов Si яв- [c.447]

При физ.-хим. исследованиях условно выделяют область низких Т. (см. Криохимия) и область высоких Т. (обычно 500-3000 К), к-рую рассматривают как химию высоких Т., или просто высокотемпературную химию. Т. в интервале 500-3000 К получают методами радиационного и лазерного нагрева, электронной и ионной бомбардировки. Объекты высокотемпературной химии, как правило, - неорг. соединения. Характерными чертами высокотемпературных хим. процессов являются 1) сравнительно малая роль констант скорости, энергий активации и т. п. кинетич. факторов, поскольку скорость р-ций высока и в системе быстро устанавливается равновесие 2) увеличение роли газовой (паровой) фазы из-за интенсивных процессов испарения 3) необходимость учета влияния заряженных частиц-ионов и электронов, возникающих в результате термодиссоциации (см. Ионы в газах, Ионно-молекулярные реакции). Высокотемпературными процессами являются мн. металлургич. произ-ва, процессы напыления пленок, монокристаллов выращивания из газовой фазы и др. [c.520]

В работе [139, с. 127 ] описан метод выращивания монокристаллов dS в контролируемых газовых средах составляющих элементов — кадмия или серы. Цвет получаемых монокристаллов dS и их структура зависели от давления кадмия или серы. Полые конические монокристаллы dS были выращены из паровой фазы с различными температурными градиентами в вакууме и различных, средах (На, HaS) с использованием в качестве флюса Na l и добавлением небольшого количества d lj [159]. [c.53]

Высокие температуры плавления и высокие значения давления диссоциации многих соединений вызывают большие трудности при изготовлении монокристаллов с контролируемыми свойствами методами выращивания из расплавов. Основными препятствиями являются выбор материала для изготовления контейнера для расплава, а также необходимость проведения процесса выращивания монокристаллов в атмосфере паров летучего компонента под строго фиксированным и постоянным давлением. Первое затруднение можно преодолеть, применяя метод бестигельной плавки. В отнощении создания атмосферы паров летучего компонента следует отметить следующее. Определение равновесных значений парциальных давлений паров при диссоциации веществ, плавящихся при высоких температурах, является в большинстве случаев крайне сложной операцией, осуществляемой косвенными методами, а потому сопряженной со значительными ошибками измерений. Например, для давления паров фосфора над расплавом фосфида галлия в литературе приводятся значения, которые рознятся на 10—15 ат, при наиболее вероятном давлении паров фосфора, равном 25 ат. Кроме того, давление паров резко изменяется при изменении температуры (в простейшем случае по экспоненциальному закону), что требует очень тщательной стабилизации температуры источника паров и расплава. Действительно, в случае сильно диссоциирующего соединения при любом отклонении от условий равновесия расплава с паровой фазой состав расплава изменяется. Большинство соединений имеют довольно значительные отклонения от стехиометрии, а изменение стехиометрии чистого расплава вызывает изменение состава кристалла и, следовательно, его свойств. Рассмотрим участок диаграммы состояния вблизи точки плавления соединения (при р = onst рис. 6,28). [c.335]

Одной из важнейших областей применения многих соединений А В " и их твердых растворов является область полупроводниковых квантовых генераторов, а в дальнейшем практическое использование эффекта Гана. При этом основным требованием, которому должны удовлетворять кристаллы, является требование макро- и микрооднородности. Полосатость легированных кристаллов, выращенных кз расплавов, является, по-видимому, одной из основных причин низких к. п. д. приборов. Поэтому можно считать, что выращивание кристаллов из паровой фазы — наиболее перспективный метод получения однородных монокристаллов соединений A B и других соединений, характеризуемых узкими (<10 ат1см ) областями существования. [c.458]

Во многих случаях при выращивании монокристаллов GaAs методами Бриджмена, бестигельной зонной плавкой и из паровой фазы получали по-луизолирующие кристаллы, в которых концентрация носителей составляет менее 10 Свойства [c.471]

Давление паров мышьяка над расплавом стехиометрического состава, равное 0,976 ат, относительно высокая температура плавления GaAs и взаимодействие галлия с кварцем или графитом являются теми факторами, которые значительно усложняют технологию получения монокристаллов высокого качества. Для получения монокристаллов GaAs осуществляют выращивание монокристаллов из расплавов стехиометрического состава методами Бриджмена, Чохральского и бестигельной зонной плавки, выращивание монокристаллов из растворов-расплавов, содержащих избыток галлия, процессы переноса в паровой фазе. [c.473]