талів. Процеси вирощування однорідних кристалів цими методами протікають при наступних умовах: C L в‰ const; K в‰ const; f в‰ const; C S = K н C н L = K до C до L = const, де н - початок, а до - Кінець. При цьому програма зміни кристаллизационного процесу забезпечує сталість швидкості захоплення домішки впродовж всього процесу вирощування монокристала.
Крім цих двох груп методів можливі та їх комбінації. Розглянемо спочатку першу групу методів більш докладно.
3.3 Механічна підживлення розплаву
В
Механічна підживлення розплаву твердою фазою
Можливі два способи:
Ідея першого способу полягає в опусканні в розплав живить стрижня (рис. 2). Процесом підживлення можна управляти, змінюючи площа поперечного перерізу живить стрижня, його склад і механічну швидкість його подачі. При необхідності в розплав може одночасно вводитися кілька стрижнів. Для того, щоб отримати математичне вираз, що описує процес вирівнювання складу в даному методі, необхідно скласти рівняння балансу домішки в розплаві і прирівняти зміна концентрації домішки нулю. З цього рівняння для будь-якого варіанту механічної підживлення розплаву опускається стрижнем легко знайти умови, що забезпечують отримання однорідного кристала. Так, для найбільш цікавого з практичної точки зору режиму отримання легованих кристалів рішення рівняння зводиться до відшукання чи необхідної концентрації живить стрижня при заданих інших параметрах, або до відшукання його площі поперечного перерізу. Зокрема, якщо перерізу витягається кристала і стрижня підживлення рівні, і рівні їх щільності, то склад живить стрижня повинен бути дорівнює складу зростаючого кристала. Цей спосіб вирівнювання складу дозволяє отримувати однорідні монокристали з високим виходом і великим діапазоном рівнів легування. Він використовується і для вирощування монокристалів твердих розчинів, наприклад, в таких системах як Ge-Si, Bi-Sb, InAs-GaAs і т.д.
В
Рис. 2. Схема методу механічної підживлення розплаву твердою фазою: 1 - живильний кристал; 2 - нагрівач для підігріву живлячої кристала; 3 - тигель, 4 - вирощений кристал, 5 - розплав; 6 - основний нагрівач.
2. Другий спосіб підживлення - метод розплавленого шару (рис. 3). У цьому випадку злиток живить матеріалу поміщають в нижній частині кристала, вирощування якого ведуть з вершини живить злитку, подплавляет спеціальним нагрівачем. Зростання кристала в цьому випадку супроводжується синхронним переміщенням живить злитку вгору.
В
Рис. 3. Схема методу підживлення розплаву твердою фазою (метод розплавленого шару): 1 - живить кристал; 2 - нагрівач; 3 - вирощується кристал, 4 - розплав.
Аналіз умов вирощування однорідно...
