Монокристалл зонной плавки

Следует также указать на то, что способы получения металлических соединений имеют много общего со способами синтеза полуметаллических и неметаллических соединений. Поэтому многие из описанных в настоящем разделе методов тесно связаны с препаративными методами, рассмотренными в других разделах этой книги (например, выращивание монокристаллов, зонная плавка, синтезы с подводом реагента через газовую фазу и т. д. см. в т. 1), а некоторые, наоборот, могли бы быть с успехом перенесены из области металлов ва другие вещества. [c.2143]

ЧТО двигается — источники энергии или сам монокристалл. Зонная плавка,, проведенная несколько раз (в одном и том же направлении), позволяет получить материал очень высокой чистоты, содержащий не более 10 атомов примеси в 1 см , что составляет 10" —10 вес. % от основного материала. [c.436]

Дополнительно очищают кремний зонной плавкой. Монокристаллы кремния с соответствующими добавками служат для изготовления различных полупроводниковых устройств (выпрямителей переменного тока, фотоэлементов и пр.). Из кремниевых фотоэлементов (преобразователи световой энергии п электрическую), в частности, построены солнечные батареи, обеспечивающие питание радиоаппаратуры на космических аппаратах. [c.412]

Очистка кремния методом зонной плавки достигается медленным (не более 2 мм/мин) передвижением узкой расплавленной зоны (или нескольких таких зон) по всей длине образца твердого материала, вследствие чего за ней перемещаются примеси, и это позволяет получить особо чистые монокристаллы кремния. С no-s-мощью зонной плавки можно получить однородный твердый раствор кремния в германии. [c.8]

ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО - простые вещества или соединения, жидкости, сплавы, смеси, содержащие примеси в таком количестве, которое не влияет на характерные свойства основного вещества. Предельное содержание примесей определяется свойствами, получением или использованием веществ и, как правило, составляет доли процента, даже меньше. Современная наука и техника предъявляют очень высокие требования к чистоте вещества. Например, в полупроводниках на сто миллионов атомов германия допускается лишь один атом примеси другого элемента (напр., бора). Ч. в. получают специальными методами зонной плавкой, вытягиванием монокристаллов и др. Определение Ч. в. отличается от определения чистоты реактивов химических. [c.286]

Конечным продуктом приведенных выше реакций является поли-кристаллический кремний. Для получения монокристаллов кремния и дальнейшей очистки применяют бесконтейнерную зонную плавку. В вакууме или в инертной атмосфере с помощью высокочастотного индуктора в вертикально установленном стержне кремния создается расплавленная зона, которая не растекается благодаря силам поверхностного натяжения жидкого кремния. Расплавленная зона с определенной скоростью многократно перемещается в одном и том же направлении. В результате получаются совершенные монокристаллы кремния с суммарным содержанием примесей не более 10 —10 мае. доли, %. Только бестигельная зонная очистка (1958) дала возможность кремнию стать ведущим современным полупроводниковым материалом. Дело в том, что из-за высокой температуры плавления (1414 °С) жидкий кремний реагирует с материалом контейнера (тигля, лодочки, трубок и т. д.). Поэтому для финишной очистки и получения монокристаллов кремния в принципе непри- [c.199]

Зонная плавка используется не только для очистки веществ, но также для выращивания монокристаллов, для создания в полупро-вод 1ик х р—/2-переходов. При помощи ее можно получить материалы с равномерным распределением примесей. " [c.91]

Металлы особо высокой чистоты получают из монокристаллов, прошедших зонную плавку. Зонная плавка применяется также при получении полупроводниковых материалов (германий и кремний) и основана на том, что примеси обладают большей растворимостью в жидком металле, как это видно из диаграмм плавкости (см. рис. 154, 155, 156,6). Создавая в твердом материале узкую прослойку жидкой фазы, медленно двигающуюся по нему от одного конца к другому, можно, последовательно проведя 4—6 таких операций, извлечь примеси из него и собрать их в один конец, который потом отрезается и идет в отход. [c.288]

На этом основан принцип зонной плавки, которая осуществляется следующим образом в монокристалле создается с помощью интенсивных источников энергии (электронный луч или луч лазера в вакууме) узкая расплавленная зона, медленно движущаяся по [c.434]

Для получения многих чистых металлов применяется разложение карбонилов Ре(С0)5, N1(00)4 и др. (см. гл. XII, 7, п. б ), реакции вытеснения металлов и неметаллов из их соединений другими металлами при повышенной температуре (например, получение циркония и титана магнийтермическим методом или монокристаллов кремния с использованием транспортной реакции, описанной в гл. I, 23). Ниже рассматривается использование транспортных реакций для получения монокристаллов полупроводниковых соединений, а также два основных метода очистки и получения монокристаллов вытягиванием из расплавов и зонной плавкой. [c.259]

Для бестигельной зонной плавки с помощью электронного луча образец в виде вертикально поставленного стержня соединяют с положительным полюсом высоковольтного источника напряжений и окружают кольцевым катодом, который может перемещаться вдоль образца вверх. Эмиттируемые электроны фокусируются на небольшую зону образца, которая плавится и поддерживается поверхностным натяжением. В этом случае образец вместе с устройством для электронной бомбардировки помещают внутрь плавильной камеры, соединенной с вакуумной системой. Как и в индукционном нагреве, перемещая расплавленную зону несколько раз снизу вверх, можно очистить вещество. Можно выращивать и монокристаллы кремния и др. [c.264]

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]

Для очистки и получения монокристаллов пользуются либо методом направленной кристаллизации в лодочке непосредственно после синтеза, как это описано выше, либо вытягиванием из расплава по Чохральскому, либо, наконец, бестигельной зонной плавкой. [c.273]

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]

Получать его монокристаллы можно зонной плавкой, направленной кристаллизацией, вытягиванием из расплава по Чохральскому. Всюду надо создавать соответствующее давление паров мышьяка. [c.324]

Поскольку германий используется в основном как полупроводниковый материал в виде монокристаллов, полученный после восстановления порошок сплавляют в атмосфере водорода и подвергают направленной кристаллизации или зонной плавке. При этом происходит дополнительная глубокая очистка германия. [c.381]

Дополнительно очищают кремний зонной плавкой. Монокристаллы кремния с соответствующими добавками служат для изготовления различных полупроводниковых устройств (выпрямителей переменного тока, фотоэлементов и пр.). Из кремниевых фотоэлементов (преобразователи световой энергии в электрическую), в частности построены солнечные батареи, обеспечивающие питание радиоаппаратуры на космических аппаратах. Монокристаллы кремния служат матрицей для изготовления интегральных схем в микроэлектронике. [c.444]

Монокристаллы Б. размером до 5 мм получают кристаллизацией из р-ров бора и металлов в расплавах А1, Zn, крупные монокристаллы диаметром до 20 и длиной до 100 мм-методами зонной плавки, Вернейля. [c.304]

Плавление исходных материалов в печах осуществляется 1) для получения расплавов с целью последующего (внепечного) придания им заданных форм б) получения сплавов и твердых растворов заданного химического состава и физических свойств в) термического ликвационного рафинирования расплавленных металлов за счет выделения примесей вследствие уменьшения их растворимости в сплаве при понижении температуры и выплавления примесей из кристаллов сплава при нагревании г) направленной кристаллизации и зонной плавки для выращивания монокристаллов и глубокой очистки металлов, идущих на производство прецизионных сплявпа----- - [c.17]

Большое число экспериментальных данных указывает на роль микроструктуры поверхности твердого электрода при адсорбции органических веществ. Под микросаруктурой поверхности понимается ориентировка граней кристаллов на поверхности, существование дислокаций, вакансий, микроискажений поверхнссти и других дефектов. Предварительная обработка электродов, например отжиг или различные виды деформации, существенно влияют на микроструктуру поверхности, а следовательно, и на адсорбцию органических веществ. Так, при изучении адсорбции трибензиламина на железном электроде было обнаружено, что трибензиламин лучше адсорбируется на железе зонной плавки, подвергнутом отжигу при 600° С, чем на железе, отожженном при 750° С. Это связано со снятием остаточных напряжений, переориентацией кристаллов, уменьшением концентрации дислокаций и других несовершенств кристаллической решетки при более сильном отжиге. Была также обнаружена различная адсорбционная активность разных граней монокристаллов железа при адсорбции органических веществ и установлено, что при деформации адсорбционная способность железа возрастает с увеличением степени деформации. [c.145]

Осажденный кремний представляет собой компактную трубку, которая может быть непосредственно использована для вертикальной бестигельной зонной плавки. Тантал должен быть хорошо очищенным. Но атомы его сами попадают в кремний, поэтому чаще всего образцы кремния после их отделения от танталовой фольги сначала стравливают на 0,1—0,2 мм смесью азотной и плавиковой кислот, промывают деионизованной водой, сушат и только тогда подвергают бестигельной зонной плавке. Таким образом, можно получить спектрально чистый кремний. Монокристаллы, полученные из такого кремния, обладают сопротивлением от десятков до нескольких сотен ом-см. Несколько проще тетраиодидным методом получают чистейшие образцы титана, циркония, гафния. [c.264]

Мы уже познакомились с выращиванием монокристаллов при зонной плавке. Преимущестаа выращивания монокристаллов из расплава делают этот метод наиболее распространенным. [c.265]

Для очистки и получения монокристаллов GaAs применяют бес-тигельную зонную плавку. Арсенид галлия — темно-серое вещество, рентгенографическая плотность его 5,4 г/см , постоянная решетки 5,65 А. Устойчив на воздухе, начинает окисляться при нагревании выше 600° С. Рабочая температура приборов из арсенидов галлия до 450° С. [c.304]

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]

Методы очистки антимонида галлия разработаны еще недостаточно. Мало изучено и поведение примесей при его кристаллофизической очистке. В результате зонной плавки получается материал, содержащий примеси, природу которых определить не удается. Вследствие этого зонную плавку антимонида проводят только с целью гомогенизации образцов. Для этого достаточно 2—4 прохода зоны во встречных направлениях со скоростью менее 2 см/ч. Монокристаллы антимонида выращивают по методу Чохральского в атмосфере водорода на обычных установках. Выращивание из расплава, обогащенного сурьмой, дает монокристаллы более высокого качества. По-видимому, избыток сурьмы способствует получению более стехиометрических кристаллов, а также, возможно, изменяет коэффициент распределения примеси, который в обычном расплаве близко к единице. [c.276]

На этом основан принцип зонной плавки, которая осуществляется следующим образом в монокристалле создается с помощью интенсивных источников энергии (электронный луч или луч лазера в вакууме) узкая расплавленная зона, медленно движущаяся по монокристаллу. Примеси из твердой фазьс уходят в жидкость, которая является как бы коллектором для них и при своем перемещении жидкая фаза освобождает от примесей один конец монокристалла, обогащая ими другой. Схема проведения зонной плавки показана на рис. 207, причем безразлично, что / вигается — источники энергии [c.449]

Лодочки — прямоугольные и круглые, как открытые, так и с крышкой, применяют для спекания твердых сплавов, плавки редких и полупроводниковых металлов в электрических печах в защитной атмосфере. Для их изготовления используют графит марок ГМЗ, МГ, МГ-1, ППГ. Для получения материалов для полупроводниковой и электронной техники наряду с графитами ГМЗ, МГ, МГ-1, ППГ используют более плотные марки графита ЗОПГ, МПГ-6, МПГ-8, ГТМ. После дополнительной очистки в среде активных газов при графитации из этих г рафитов чистотой классов ОСЧ-7-3 и ОСЧ-7-4 изготавливают различные конструкционные элементы технологического оборудования. Лодочки и тигли используют для восстановления диоксида германия, синтеза интерметалличе-ских соединений, зонной очистки и вытягивания монокристаллов [38]. Срок службы лодочек из графита марки ГМЗ-ОСЧ при восстановлении достигает 20000 ч, в течение которых она выдерживает до 500 операций, а при зонной плавке - 5000 ч. Графитовые нагреватели, пьедесталы, экраны и другие детали работают в установках для получения монокристаллов кремния, эпитаксиальных структур, карбида кремния и т.п. [38]. [c.253]

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]

Получают Ga8b сплавлением Ga с 5%-ным избытком 8Ь в атмосфере Н, в гаарцевых или графитовых контейнерах, после чего GaSb гомогенизируют зонной плавкой. Монокристаллы выращивают по методу Чохральского в атмосфере Hj. г. а.-полупроводниковый материал для СВЧ-дио-дов, транзисторов, микроволновых детекторов и др. [c.481]

Получают GaAs сплавлением Ga с As под давлением паров As (ок. 100 кПа). Монокристаллы выращивают методами зонной плавки, направленной кристаллизации под давлением паров As или вытягиванием по Чохральскому из-под слоя флюса В2О3 под давлением Аг (150 кПа). Эпитаксиальные пленки, а также мелкокристаллич. GaAs получают путем хим. транспортных р-ций с Hj в кач-ве газа-но-сителя, напр. [c.481]

В виде плотного слитка ОаР получают сплавлением Са с Р под давлением паров Р, в виде пористого слитка-действием РНз на расплав Оа. Монокристаллы выращивают методами зонной плавки или вытягиванием по Чохральскому из-под флюса В Оз под давлением Аг, небольшие монокристаллы-из р-ров ОаР в расплаве Оа. Порошкообразный СаР получают восстановлением ОаРОд водородом или СО при 800-1 ООО °С. Эпитаксиальные пленки ОаР наносят аналогично пленкам галлия арсенида. Для легирования монокристаллов и пленок ОаР используют добавки Те, 8е, 8, Зп, Сй, Ое. [c.482]

Получают И. а. сплавлением In со Sb в кварцевом контейнере в вакууме ( 0,1 Па) при 800-850 °С. Очищают зонной плавкой в атмосфере Hj. Монокристаллы выращивают по методу Чохральского в атмосфере инертного газа (Аг, Не, N,) или Hj либо в вакууме ( 50 кПа). Эпитаксиальные пленки получают осаждением из р-ра InSb в расплаве In при 350-450 °С методом молекулярно-лучевой эпитаксии (р-цией мол. пучков In и Sb в вакууме 10 Па с послед, осаждением на нагретую до 400-500 °С Подложку) методом вакуумного напыления (пары InSb в вакууме 10 Па конденсируются на нагретой до 350-400 °С подложке из InSb). И. а. полупроводниковый материал для фотоприемников ИК излучения, датчиков эффекта Холла, усилителей электрич. мощности. [c.230]

Монокристаллы К. выращивают по методу Чохралы кого или бестигельной зонной плавкой (см. Монокристаллов выращивание). В первом случае процесс проводят в кварцевых тиглях в вакууме или инертной атмосфере с применением нагревателей из особо чистого графита. Масса исходной загрузки 60-100 кг, диаметр получаемых монокристаллов до 0,15 м, длина до 1,5-2,0 м. Зонную плавку про водят в глубоком вакууме или атмосфере особо чистого этим способом получают наиб, чистые монокристаллы Диаметр монокристаллов до 0,125 м, длина до 1,5 м. Ле гируют монокристаллы непосредственно в процессе выра щивания. Для получения однородных монокристаллов, ле гированных фосфором, их часто облучают медленными [c.509]