Курсова робота
Технології виготовлення монокристала германію
Введення
монокристал розплав германій
Напівпровідники як особливий клас речовин були відомі ще з кінця XIX століття, тільки розвиток теорії твердого тіла дозволило зрозуміти їх особливість. Напівпровідниками називають речовини, що володіють електронною провідністю, що займає проміжне положення між металами і ізоляторами. Від металів вони відрізняються тим, що носії електричного струму в них створюються тепловим рухом, світлом, потоком електронів і т.п. Без теплового руху (поблизу абсолютного нуля) напівпровідники є ізоляторами. З підвищенням температури електропровідність напівпровідників зростає і при розплавлюванні носить металевий характер.
В даний час налічується понад двадцяти різних областей, в яких за допомогою напівпровідників дозволяються найважливіші питання експлуатації машин і механізмів, контролю виробничих процесів, отримання електричної енергії, посилення високочастотних коливань і генерування радіохвиль, створення за допомогою електричного струму тепла або холоду, і для здійснення багатьох інших процесів.
Більшість використовуваних в даний час матеріалів створено в результаті досліджень, заснованих на експериментально знайдених закономірностях. До таких матеріалів, використовуваним в мікроелектроніці, відноситься германій, ще незадовго не знаходять застосування в техніці.
Застосування германію стало можливим, коли його вдалося практично без остачі очистити від домішок. У напівпровідниковій техніці, найважливішою області застосування, германій винятковий у вигляді монокристалічних злитків ультрависокої чистоти. Практичний інтерес до германію виник у період другої світової війни у ??зв'язку з розвитком напівпровідникової електроніки. Промислове виробництво високочистого германію для цієї галузі техніки було організовано в 1945-1950 рр.
Германій як напівпровідник використовують, головним чином, в напівпровідниковій електроніці для виготовлення кристалічних випрямлячів (діодів) і підсилювачів (тріодів або транзисторів).
В даний час на основі германію створені і експлуатуються випрямлячі не тільки для радіотехнічних схем, а й потужні випрямлячі для змінного струму звичайної частоти. Вони відрізняються високим к.к.д. (~ 95%), працюють при щільності струму, набагато перевищують допустимі щільності струму для селенових й іншого типу випрямлячів, і мають малі розміри.
Германієвого транзистори широко застосовують для посилення, генерування або перетворення електричних коливань в телемеханіки, електронно-обчислювальної техніки, радарних установках. Потужні ВЧ- і СВЧ-прилади з германієвими тріодами застосовують у вихідних каскадах бортової апаратури ракет, в схемах генерації, підсилення і перемикання електричних сигналів, в блоках радіолокаційних установок. У ядерній техніці використовують германієві детектори гамма-випромінювання.
У радіотехніці застосовують германієві плівкові опору. Тонка плівка германію, нанесена на скло термічною дисоціацією моногермана або галогенида, володіє опором від 1000 Ом до декількох мегаомах.
Подібно іншим напівпровідників, германій застосовують для виготовлення тиристорів. Германій використовують для виготовлення фотоелементів із замикаючим шаром і термоелементів в приладах інфрачервоної оптики (германій прозорий для ІЧ-променів в області довжин хвиль 2-20 мкм). Серед інших областей слід згадати: застосування діоксиду германію для виготовлення оптичного скла з високим коефіцієнтом заломлення; споживання германію у виробництві каталізаторів, що використовуються при виготовленні штучного волокна; використання сплавів германію з міддю, і з платиною для виготовлення високочутливих термопар.
Також даний матеріал отримав застосування в оптиці для виготовлення призм, фільтрів, об'єктивів, дзеркал та інших пристроїв. Відомі випадки використання германію в теплопеленгатора, в системах навігації повітряних та космічних апаратів.
У цій роботі розглянуті технології виготовлення монокристала германію, особливості різних способів отримання, достоїнства і недоліки, а також проблеми, що виникають у цьому процесі.
1. Вирощування кристалів з розплаву
Усі технологічні методи вирощування монокристалів з розплавів можна розділити на дві групи: а) тигельні методи; б) беcтігельние методи.
Вирощування кристалів з розплаву в даний час є найбільш поширеним промисловим процесом, тому що в порівнянні з іншими методами методи вирощу...
