Összefoglalás növekvő szilícium egykristály által Stepanov profilja - banki kivonatok,
b-formázó képernyőn alá az olvadék felületét úgy, hogy a felület a folyadékot hajlító szükséges alakzatokat; 1-olvadék; 2-formázó; 3- fedelet, amely a felszínen az olvadék; 4- melegítő
(Ábra14) Példák megolvad elhelyezése
és - a tégelyben; b - a felszínen egy szilárd darab, amelyből a egykristály termesztik; in-a megolvadt zóna, amelyet egy tűzálló tartóhenger;
1 - a növekvő kristály; 2 - shaper; 3 - olvad; 4 - olvasztására szilárd anyag; 5-tégely; 6-tartó olvadék; 7 olvadni-induktor; 8. támogatja a alakítója.
Termesztése a félvezető chip egy p-n átmenetet kezdődik egyidejű bevezetésével lyukat kialakító a kívánt formát a két-szer külön-külön dúsított primerek. A formázó alkalmazzák olvadni egy adott adalékanyag. A rudak az olvadékból a két primer vannak összekötve, miáltal a rúd van húzva egyetlen p / g átmeneti a függőleges tengely mentén. Mivel az olvadék a kristályosodás valamivel széle felett alakító berendezés, a kapott kristályos-ly mutatnak tökéletes szerkezetet.
Nem minden a fenti ábrán. 13-15 változatai hardvermegoldásokat jelenleg a gyakorlatban. De ez csak azt mutatja, egy nagy, még ismeretlen, lehetséges módja Stepanova. A fő különbség a Stepanov módszer Czochralski módszer a használata egy alakítója, amelynek a szerepe nem korlátozódik a kontroll kapilláris kristályosítási körülmények. Shaper kiegyenlíti termikus tér közeli régióban az olvadék oszlop, mező leárnyékolja termikus olvadék a tégelyt a termikus tér az olvadékban oszlopban egy növekvő kristály, ezáltal minimalizálva a hőmérséklet változások, melyek közel megszilárdulási front; Ez biztosítja a létrehozott bármely kívánt szimmetria a termikus teret, ami különösen akkor fontos, ha növekvő egykristály-halászati különböző orientációk; Ez befolyásolja a megoszlása ficamok és szennyeződések a kristály húzza.
Reakcióvázlat fenntart egy állandó olvadt fém szintje vonatkozásában a formázó:
egy olyan rendszert, csökkenti a formázó; b-rendszer az emelkedés a tégely; in - olvad szintszabályozás; g-olvadék feltöltését;
1-növekvő kristály; 2-formázó; 3-olvadék; 4-elektromechanikus meghajtó; 5-pneumatikus rendszer szabályozásának olvadék szinten; Melt feltöltési rendszer 6
Scope profilos egykristályokban
Az elért eredmények ellenére a termesztési szakosodott félvezető egykristály és mindenekelőtt - Németország, a használata egykristály félvezető eszközök továbbra is társul jelentős nehézségeket, amelyek miatt több okból is.
Először is, a technika egyre szilícium-germánium és javított Czochralski módszer évtizedek óta, és a profilos anyagból nem valószínű, hogy túl a szabványos minőségű rúd. Meg kell jegyezni, hogy a technológia a leggyakoribb típusú germánium diódák és tranzisztorok részletesen kidolgozta ezzel kapcsolatban standard referencia anyagot és eszközt szolgáltatók nem érdekeltek a további beruházások a beállító szerkezet gyártás technológia az átmenet a profilos egykristály, hacsak nem vezet jelentős növekedése eszköz hozama vagy csökkentsék a költségeket.
A másik oka a nehézségeket abban a tényben rejlik, hogy a tömeg termelékenység a folyamat egyre nagyobb egykristályainak viszonylag alacsony profilú, és a profil Németország költsége magasabb, mint a költsége a tömbök által termesztett Czochralski módszer, és ez csökkenti a gazdasági hatása miatt csökken a veszteség a szűkös félvezető anyag.
Végül a harmadik ok az, hogy a kutatás a technológia termesztés speciális kristályok, persze, de a használata Advanced Studies a kapott kristályok eszközök, és ez a váltás lehet küzdeni egy pár évig.
Ezért a legfontosabb műszaki politikai irányt, amikor meghatározzák a kiemelt alkalmazások profilos egykristályok hatásvizsgálatát az ilyen új típusú félvezető eszközök és az ilyen új folyamatok, ahol racionális geometriai forma profilos egykristályokban lehet döntő tényező. Az egyik specifikus példája a használata egykristály germánium csövek előállítására germánium-lítium detektorok g-sugárzást egy n-i-p - szerkezetét. Ellentétben dióda és tranzisztor eszközök, amelyek működő térfogata néhány köbmilliméter, detektorok g - sugárzással készült darab monokristályos germánium mennyiség 3-150 cm3. Szerkezetileg germánium-lítium-detektorok osztva ülésen és koaxiális, melynek hasznos térfogata 3 - I5 és 15-150 cm3 cm-1, ill. Tubular koaxiális érzékelő két nyitott véggel jelenleg a legfejlettebb eszköz.
Specificitás n-i-p-struktúrák képződnek olyan nagy mennyiségben teszi speciális követelményeket támasztanak a méretét és homogenitását diszlokációsűrűség paraméterként meghatározására az áram-feszültség jellemző a detektor. Az optimális érték a diszlokáció sűrűség a tartományban 103-104 cm-2 torlódás nélkül és kis szögű határokat.
Tubular félvezető egykristály is fel lehet használni, hogy bővítse a működési tartomány erős egyenirányítók és más eszközök. Az ilyen eszközök a p-n-átmenet kellene mindent ;; koaxiális hengeres oldalfelületén. Az elem tömített két réz henger, ahol a tér között, a falak, a ház és a félvezető elem van töltve mindkét oldalán higanyt, meghatalmazotti az elektróda. Egy ilyen kialakítás biztosítja az intenzív hűtés kétoldalú kristály.
Mono-kristályai indium-antimonid cső alakú javasolják, hogy a gyártása alacsony feszültségű átalakítók elektromos áram alkalmazásán alapul az galvanomagnetic hatás elektromos ellenállás változások egy mágneses mező.
A kísérleti és a számított adatokat, és azt jelzik, hogy a kérelmet az indium-antimonid magnetoresistors lehetővé teszi, hogy kiterjeszti a tartomány a feszültségek transzformált alacsonyabb feszültség értéket tized V egy töredéke. N. D. konvertálása 67%. Annak érdekében, hogy a magas. N. D. konvertáló elegendően alacsony feszültségek magnetorezisztor formájában kell elvégezni egy vékony gyűrű, a belső és külső kerülete, amelyek aktuális elektródák (drive Corbino). Gyűrűméretre határozza meg egy adott adó design. Converter, számított per 1 kW rendelkezésre álló kapacitás, tartalmazhat akár 50 ilyen gyűrű, párhuzamosan kapcsolt áramkört.
Stepanov a módszer lehetővé teszi, hogy könnyen elvégzi a termesztés szállítószalag germánium bicrystal mesterséges twinning, szimmetrikus és aszimmetrikus határokat. Mint már ismert félvezető eszközök, melyek a tulajdonságai szemcsehatárok ez az érdeke, hogy teszteljék a formázott anyag az ilyen eszközök.
Mivel a használata germánium szalagok és lemezek nagy területen szubsztrátok és felkeltette a figyelmét a sok kutató. Van egy lehetőségét egy fotodióda alapuló epitaxiális réteg gallium-arzenid, germánium letétbe a szalag, de kapott egy eljárás egy lebegő Stepanova alakítója és rugalmasan felfüggesztett magtartó. A természetes a szalag felületét a felső részek volt érdessége magassága kisebb, mint 1 mikrométer, míg a fennmaradó részek nem volt rosszabb, mint a hagyományos felületet után kémiai polírozás germánium (
2-3 mikron). diszlokációsűrűség átlagolt 104 cm
2, a fajlagos ellenállása a 10 heveder ohm-cm (tartomány nem több, mint 5-7%). A mintákat adalékolt gallium és volt vezetőképessége p-típusú.
A kapott szerkezeteket gyártotta fotolitográfiai mezafotodiody. Készülékek felhasználásával előállított egykristály germánium csíkok rendelkeznek lényegében ugyanazokat a paramétereket, mint kontroll sorozat eszközök, és még valamivel magasabb szerves érzékenységet, amelynek oka egy réteg vastagsága felvitt szalagok gallium arzenid.
Profilozott egykristályok és polikristályok szilícium szerinti eljárással előállított Stepanova, teszteljük gyártásához fotovoltaikus napenergia. Kristály p-típusú szilícium részén 3h26 mm és 10x20 mm-es ellenállással a 0,1 és 15 ohm-cm.
Ami a profil szilikon, akkor a külföldi adatok G1241, egykristály formájában lemezek és szalagok amelyek a legfontosabbak a szubsztrátok nagy felületű integrált áramkörök és napelemek.
Példák a szilícium-alapú
A szilícium kristály növekedése a különböző profil alakítója kvarc tégelybe bór-nitrid és grafit borátozott nekototorye adatok: lyukátmérő alakítója növekvő kristályok kör keresztmetszetű volt 10 mm. A különbség az olvadék szintjét a tégelybe, és a magassága a felső széle a nyílás, jellemzi a szilícium olvadék nyomása a lyukba a alakítója, volt függően felhasznált anyag és a feltételeket a folyamat 3-5 mm. Szilícium egykristály vetőmag képviselt keresztmetszetben 3x3 mm-es négyzet, és volt egy kristálytani orientációja [111].
A tenyésztést végeztünk vákuumban „10-3 Hgmm. Art. A technológiai körülményeket úgy állítjuk be, hogy a meniszkusz az olvadék a nyílás fölött alakítója konvex, felülete érintkezik a szélén a növekvő kristályt Shaper történt. Ha bármilyen okból a kristályosodás előtt csökkentjük, ellenőrzést a folyamat bonyolult volt, a kristályok növekedése instabillá válik.
Növekvő szilícium szalag kristályok bonyolultabb volt, mint a növekvő kristályok kerek profilú, főleg azért, mert a nehéz fenntartani az állandó hő mód. Befejezése után a folyamat során kiderült, hogy a maradék szilícium megszilárdulása után szilárdan össze van kötve, hogy a formázó anyag, és további felhasználása az utóbbi lehetetlen. Ebben az esetben célszerű fenntartani a alakítója, hogy elkülönüljön a megolvadt szilícium egy speciális eszközt.
szilícium-kristályokat kapunk kerek alakú, és szilícium-szalag részben 4H13 mm. Átmérőjű kerek kristályok különbözött a formázó, hogy egy előre meghatározott ± 0,1 mm öv szélessége - ± 0,2 mm-es szalag vastagsága tartottuk eltérés nélkül. A szerkezet a kapott durvára kristályok; csak egy kristály repülőgép a hossza mintegy 40 mm-re a kezdetektől volt egy monokristályos szerkezete, majd átkerült a csatoló, majd - egy polikristályos. Egy éles csökkenése ellenállás kristályok képest forrásanyagot, hogy történt ellenállása körülbelül 10 ohm-cm, jelezve, hogy a bór diffúziója a megolvadt anyag a formázó.
Rendellenességek monocrystallinity elején a növekedési folyamat magyarázható hiánya a tisztaság és nem anyagi alakítója szimmetria a termikus területen. Ezek az eredmények általában biztatóak, de természetesen a feladat kiválasztani az alkalmas anyag valamennyi mutató formázó növekvő szilícium szalagok, nagyon nehéz, és még messze a végső döntést.
A Silicon, és esetleg kapcsolódik valamilyen betétek ASHBV ígéretesebb kezelhető Stepanov eljárás változatot alakítója nedvesíthető olvadék. Egy ilyen kiviteli alak úgy van kialakítva, különösen a „Tyco Laboratories” primenitelno Kapott zafír és szilícium kristályok, különböző méretű és alakú keresztmetszettel.
Ris16.Shema szilícium szalag növekedési folyamat módszerével film etetés a növekedési határ korlátozás:
1 - a kvarc tégelybe szuszceptor;
2-formázó tartó; 3-kovasav szalag; 4-oszlop olvad; 5-induktor; b-kapilláriscsatornás Shaper; 7 - rasplalav
Az irodalomban, ez a lehetőség az úgynevezett „termesztéséhez film táplált regionális korlátozása növekedés” (másképp EFG eljárás, betűszó, az nevét él- definiált, film-táplált növekedés). Eljárás növekvő szilícium szalagok film táplált növekedés regionális korlátozás vonatkozik cég „Dow Corning Corp.”.
Reakcióvázlat növekvő szilícium szalagok a 16. ábrán látható. Az olvadék áramlik a tégelyből a felső síkja a formázó révén egy keskeny kapilláris hossza 12 mm miatt nedvesítő erők és megáll a külső kerülete szélét alakítója megváltozása miatt a tényleges értéke 90 ° érintkezési szög.
Amikor húzza alakú zafír például a használt anyagtól Shaper volfrám. A húzás szilícium alakítója lehet, amely szinterezett szilícium-karbid vagy grafit. Ez egy ígéretes anyag, mint szintereit porok keverékét SiC-SiO2.
Mivel módszer előnyeit a következők.
1. képessége kristály növekedés bármely kívánt keresztmetszeti formák (csövek, szálak, lemezek és vékony szalagot).
2. Stabilitás a kristály növekedési folyamat a mechanikai hatás és a hőmérséklet-ingadozások, amelyek vezet mozgását a megszilárdulási front az olvadék oszlop magassága zavarása nélkül a keresztmetszeti alakja a kristály.
3. Képesség a nő a mag különböző kristálytani irányokkal.
5. Az eljárás jól alkalmazható növekvő monokristályai különböző maganyagok (zafír tntalata bárium- vagy magnézium, lítium-fluorid, ötvözet réz - arany és az eutektikus anyag különböző anizotrop tulajdonságai).
Tekintettel arra, hogy a probléma létrehozásának alakítója az anyag, amely nem reagál a szilícium olvadék, és nem szennyezik azt, még nem teljesen megoldott, szovjet kutatók nagy figyelmet fordított a fejlesztés alakításában alapuló technikák elektrodinamikus hatása az olvadék. Az a lehetőség, egy ilyen lehetőség már szerepelt a munkák száma Stepanov, a fent tárgyalt. Az érintés nélküli alakító reménnyel kecsegtetnek, hogy több tiszta anyag termesztett és tökéletesebb struktúrát. Része a kísérletek, de egyre növekvő szalagok elektrodinamikus hatása az olvadék tartott a modellben anyagok - ón. Amikor szerinti eljárás lefolytatása során a rendszer ábrán látható. 17a, megfigyelt instabilitás az olvadék oszlop geometriáját. Következésképpen, a vastagsága a kapott szalagot ingadozott és elektromos meghibásodások voltak esetben az induktor az olvadékban. Egy sokkal jobb eljárási stabilitással alkalmazásával kapott kombinált érintkező és elektrodinamikus alakítója (ábra. 176). A hurok induktor található a belső üregét ábra kerámia Shaper. Az utóbbi időben szolgál elektromos izolálását induktorok az olvadékból. Amikor az induktor olvadékot felfelé sajtolják, és több mint a felső széle a formázó képződik kellően stabil, nagy olvadék oszlopon. Ezért nincs közvetlen érintkezés a kerámia zónát, de nem zárja ki annak lehetőségét, szennyeződés az olvadék szennyezésekkel alakítója érintkező anyag.
A számítás kimutatta, hogy amikor a növekvő vastag lemezeket 2 - 4 mm-es optimális aktuális frekvencia nagyságrendű megahertzes egységek. A kísérleti olvadási végeztük standard szánt növény függőleges lebegő zónát olvadáspontú szilícium, frekvencián 5,28 MHz-es hidrogén atmoszférában, és vákuumban. A tenyésztést végeztünk mag, vágott irányból <111> és