металі домішок між рідкої і твердою фазами. Більшість домішок відтісняється фронтом кристалізації в рідку фазу і скупчується в хвостовій частині Королько; в цій частині спостерігається різке падіння опору.
Метал після відновлення з плавкою і спрямованою кристалізацією має питомий опір 35? 40 Ом? см. Швидкість процесу відновлення діоксиду германію воднем залежить від температурного режиму, кількості подаваного водню, товщини шару діоксиду та інших параметрів [5].
Методи спрямованої кристалізації зонної плавка засновані на тому, що концентрація домішок в кристалі відрізняється від концентрації їх у розплаві, з якого цей кристал утворюється. Розподіл домішки між кристалом і розплавом характеризуються коефіцієнтом розподілу:
К=Ств / Сж, (1.8)
де Ств - концентрація домішки в твердій фазі, Сж - концентрація її в рідкій фазі.
Коефіцієнт розподілу більшості домішок сильно відрізняється від одиниці, що обумовлює ефективність очищення германію перекристаллизацией з розплаву. Для очищення германію на практиці застосовують 2 методи: спрямовану кристалізацію і зонну плавку.
При спрямованої кристалізації розплав поступово кристалізується від одного кінця контейнера до іншого. Під час спрямованої кристалізації відбувається сегрегація домішок. Домішки з К> 1 концентруються в частині злитка, що кристалізується спочатку. Домішки з К < 1 - у частині злитка, що кристалізується останньої. Багаторазове повторення цього процесу при видаленні після кожної операції забруднених решт кристала дозволяє здійснити ефективну очистку германію. Однак необхідність багаторазової перевантаження очищеного металу знижує ефективність очищення за рахунок попадання випадкових забруднень. Тому даний спосіб застосовують тільки для попереднього очищення германію після відновлення. Більш глибоке очищення виробляють методом зонної плавки.
Процес очищення зонної плавкою полягає в багаторазовому проходженні розплавлених зон через довгий злиток очищаемого матеріалу; при цьому домішки з К> 1 і з К < 1 концентруються на протилежних кінцях злитка. Та обставина, що процес зонної плавки можна повторювати кілька разів без вилучення матеріалу з апарату, сприяє досягненню більш високої чистоти, ніж при спрямованої кристалізації. Германій, очищений зонної плавкою, при правильному веденні процесу та дотриманні особливих заходів обережності від випадкових забруднень має питомий опір при кімнатній температурі вище 50 Ом. см [4,5].
1.4 Вирощування монокристалів з розплаву
.4.1 Метод Чохральського
В даний час більше половини технічно важливих кристалів вирощують з розплаву. Цими методами вирощують елементарні напівпровідники і метали, оксиди, галогеніди, халькогеніди, вольфрамати, ванадати, ніобати та інші речовини.
Один з найбільш широко використовуваних промислових методів отримання напівпровідникових і інших монокристалів це метод Чохральського. Розроблено в 1918 році. Вихідний матеріал завантажують у тугоплавкий тигель і нагрівають до розплавленого стану. Потім початковий кристал у вигляді тонкого стержня діаметром в декілька мм встановлюють в охолоджуваний крісталлодержатель і занурюють у розплав. Стовпчик розплаву, що здійснює зв'язок зростаючого кристала...
