Метод бестигельной зонной плавки

Рис. 67. Схема метода бестигельной зонной плавки

Равновесное давление паров SiO, образуемых в точке плавления кремния при 1415° С, оказывается величиной порядка 10 мм рт. ст. Таким образом, в процессе плавки происходит заметное испарение SiO из расплава кремния, что приводит к разъеданию кварца. Кроме того, обычно присутствующие в плавленом кварце примесные атомы бора выделяются в расплавленный кремний во время указанной реакции. Чтобы избежать загрязнения расплава кремния материалом лодочки или тигля, следует исключить присутствие такого материала. Этому удовлетворяет метод бестигельной зонной плавки ( плавающая зона ). [c.263]

Для получения особо чистых монокристаллов кремния обычный метод зонной плавки в лодочке неприменим ввиду отсутствия материала, инертного по отношению к расплавленному кремнию. Так, если использовать кварцевые лодочки, то закристаллизовавшийся кремний прочно сцепляется с кварцем и из-за разности коэффициентов линейного расширения и кварц, и кремний трескаются. Поэтому используют метод бестигельной зонной плавки (рис. 6.10, б). Поликристаллический слиток кремния цилиндрической формы крепится в вертикальном положении к двум соосным водоохлаждаемым штокам в герметичной камере. Штоки можно приводить во вращение с постоянной скоростью и перемещать на небольшие рассстояния относительно друг друга внешним электроприводом. При помощи источника локализованного нагрева в нижней части слитка создается узкая зона расплава. Расплавленная зона удерживается силами поверхностного натяжения, действующими между расплавом и двумя твердыми поверхностями, до тех пор, пока вес расплава меньше сил поверхностного натяжения. При данном диаметре предельная длина зоны зависит от природы материала, т. е. от величины У< 0,, где а — поверхностное натяжение на границе раздела кристалл— расплав, а с1 — удельный вес расплава. Передвигая источник нагрева вдоль слитка, можно перемещать расплавленную зону по слитку и осуществлять таким образом направленную кристаллизацию. Монокристалл можно получать с первого прохода в один из зажимов крепится монокристаллическая затравка, а в другой — поликристаллическая заготовка, и исходная расплавленная зона создается в месте их стыковки. Для того чтобы слиток получался правильной геометрической формы, необходимо при проведении процесса вращать штоки в противоположных направлениях с довольно большой скоростью (30—50 об/мин). После продвижения расплавленной зоны вдоль всего слитка можно, снизив мощность источника нагрева, переместить его в исходное положение и повторить процесс много раз. Такое многократное перемещение расплавленной зоны необходимо, чтобы очистить материал от примеси. [c.302]

Влияние условий роста на ориентацию, чистоту и совершенство монокристаллов тантала, выращенных методом бестигельной зонной плавки. [c.228]

Какие преимущества имеет метод бестигельной зонной плавки [c.588]

Высокочистые монокристаллы арсенида галлия получают методом бестигельной зонной плавки. Здесь также основное — уплотнение ампулы. Самый простой путь — использование запаянной ампулы. Однако для промышленных целей более удобны разборные ампулы с шприцевым уплотнением [127]. Коэффициенты распределения примесей в арсениде галлия по [131] приведены в табл. 34. [c.273]

Схема установки для зонной плавки приведена на рис. 59. Если нежелательно соприкосновение расплава с контейнером, пользуются методом бестигельной зонной плавки. В этом случае расплавленная зона, как видно на рис. 60, удерживается в соприкосновении с твердой частью слитка силами поверхностного натяжения. [c.201]

Влияние кристаллографической ориентации исследовали на монокристалле платины, изготовленном в Институте кристаллографии АН С СР методом бестигельной зонной плавки в электронном луче. Типичные потенциодинамические I — ф-кривые адсорбции водорода на разных гранях монокристалла и поликристалле платины приведены на рисунке 1 [5]. На всех гранях монокристалла платины, так же как и [c.146]

Схема установки для зонной плавки приведена на рис. 100. Если почему-либо (например, из-за трудностей с подбором материала) нежелательно соприкосновение расплава с контейнером, пользуются методом бестигельной зонной плавки. Здесь расплавленная зона, как видно на рис. 101, удерживается в соприкосновении с твердой частью слитка силами поверхностного натяжения. Этот вариант зонной плавки применяется, в частности, для очистки кремния. [c.383]

Необходимо отметить, что в литературе нет единого принципа оценки эффективности методов очистки хлоридов кремния. Некоторые исследователи оценивают чистоту получаемого кремния числом атомов-примесей на миллион атомов основного вещества, другие исходят из электрофизических свойств монокристаллов, выращенных по методу Чохральского, третьи — из электрофизических свойств монокристаллов, полученных методом бестигельной зонной плавки. [c.58]

Кремний монокристалличе-ский, полученный методом бестигельной зонной плавки [c.38]

Как уже отмечалось, условия роста, приводящие к образованию кристаллов, ограненных медленно растущими гранями, обеспечивают получение однородных кристаллов. Ограненные полиэдрические кристаллы можно получить только в условиях свободного роста, т. е. когда растущий кристалл со всех сторон равномерно питается атомами кристаллизующегося вещества при подобных условиях пересыщения возможно образование предельно простой формы. Однако во многих технологических процессах, как например, при направленной кристаллизации, форма кристаллов определяется условиями теплоотвода или искусственно создаваемым направленным потоком атомов кристаллизующегося вещества. В этих случаях получают монокристаллы, не обладающие характерной полиэдрической формой. Так, при кристаллизации методом бестигельной зонной плавки или при направленной кристаллизации в цилиндрическом тигле кристаллы могут иметь цилиндрическую форму. [c.243]

Технология получения кремния полупроводниковой чистоты состоит из следующего 1) превращение технического кремния в легколетучее соединение, которое после очистки может быть легко восстановлено 2) очистка соединения химическими и фи-зико-химическими методами 3) восстановления соединения с выделением чистого кремния 4) конечная очистка кремния методом бестигельной зонной плавки 5) выращивание легированных монокристаллов. [c.406]

Чистота кремния-сырца, получаемого методом водородного восстановления, недостаточна для выращивания из него легированных монокристаллов, используемых в производстве полупроводниковых приборов. Удельное сопротивление кремния, идущего на выращивание легированных монокристаллов, должно быть порядка 1000 ом-см. Необходимо уточнить, какими примесями и в каких концентрациях определяется это значение удельного сопротивления, каким способом и в каких условиях оно достигается. Как отмечалось в гл. VI, ввиду отсутствия материалов, пригодных для изготовления контейнеров, для очистки кремния используют метод бестигельной зонной плавки с электромагнитным подвесом расплавленной зоны. Эффективность такой очистки зависит в первую очередь от значения коэффициентов распределения примесей. Из табл. 9.2 следует, что наиболее трудно удаляемыми примесями являются бор, мышьяк и фосфор. Очистка от мышьяка осуществляется не только за счет его оттеснения при движении зоны, но и за счет его испарения. Фосфор же мало летуч, но может быть оттеснен довольно эффективно при многократном проходе зоны. Равновесный коэффициент бора равен 0,8, а его эффективный коэффициент распределения близок к единице поэтому при зонной плавке кремний не будет очищаться от бора. Процесс зонной плавки может считаться оконченным, если дополнительные проходы зоны не изменяют удельное сопротивление начальной (чистой) части слитка (/О-типа). Это своевременно учли, и хлориды кремния подвергают специальным методам очистки от бора, что позволяет получать в результате [c.425]

Кристаллы, выращенные методом бестигельной зонной плавки, содержат значительно меньшую концентрацию кислорода — приблизительно 10 ат/см . [c.426]

Наиболее чистый фосфид индия можно получить методом бестигельной зонной плавки. Однако из-за небольшого поверхностного натяжения жидкого InP необходимы значительные скорости прохода зоны для поддержания ее стабильности. Поэтому фосфид индия, выращенный методом плавающей зоны, при высокой его чистоте не отличается совершенством кристаллической структуры. Вытягивание кристалов InP по Чохральскому из нестехиометрических расплавов с избытком индия дает крупнокристаллические слитки. А выращивание монокристаллов из расплава стехиометрического состава этим же методом проводят под слоем флюса в автоклаве, а также под высоким давлением инертного газа. [c.148]

В огранич. масштабах В. получают восстановлением его гексагалогенидов, гл. обр. WPg, водородом. При проведении процесса в газовой фазе в потоке получают высокодисперсные порошки, в кипящем слое-крупные сферич. гранулы размером 200-500 мкм. Последние превращают в компактные заготовки горячим газостатич. прессованием. Способ получения изделий восстановлением WF (получивший название газофазное формование) заключается в осаждении В. из газовой фазы в виде плотного покрытия на нагретых до 600-700 °С подложках из др. металлов или графита. Методом бестигельной зонной плавки спеченных штабиков получают монокристаллы В., отличающиеся высокой чистотой и пластичностью. [c.419]

Характеристики кремния монокристаллнческого, полученного методом бестигельной зонной плавки [c.205]

В настоящее время методом бестигельной зонной плавки выращивают монокристаллы гексаферрита бария, ортоферритов и феррогранатов. Качество выращенных кристаллов в значительной степени будет также зависеть от температурного поля в расплаве, температурных колебаний в расплаве, вызванных нестабильностью работы источника нагрева, и давления газа над расплавом. [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология