Способ разращивания активированных монокристаллов

Способ разращивания активированных монокристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

4м

ОП И ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

;(1 1) 5483 I 2

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.01.75 (21) 2097971/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 21.03.77 (51) M. Кч г В OIJ 17!18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 548.55(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Г. Заславский, П. Е. Стадник, Ю. Ф. Рыбкин, Ю. А. Соломаха, В. А, Гавриш, Э. В. Даниленко, С. И. Васецкий и Г. И. Ефимченко (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к технологии материалов электронной техники.

Известен способ разращивания монокристаллов до заданного диаметра путем вытягивания на затравку из расплава в цилиндрическом тигле и подпитки исходным сырьем и коррекции температуры расплава. Высоту столба расплава поддерзкива1от постоянной, а соотношение площади расплава к фронту кристаллизации непрерывно меняется в связи с увеличением кристалла. При этом конусность разращиваемого монокристалла определяется соотношением скоростей вытягивания монокристалла и подпитки.

Цель изобретения — повышение однородности распределения примесей по объему монокристалла и точность управления процессом разращивания.

Для этого исходный материал плавят в коническо vl тигле и поддерживают отношение площадей поверхности расплава и фронта кристаллизации, равное 1,1 — 1,4.

Оптимальный размер угла конического тигля определен экспериментально и соответствует 90 †1 .

Разращивание осуществляют следующим образом. Конический тигель заполняют исходным сырьем таким образом, чтобы высота столба расплава соответствовала его площади в тигле, равной 1,1 — 1,4 площади затравочного кристалла, которую приводят в соприкосновение с расплавом. При этом высота столба расплава в тигле минимальна.

По мере выращивания кристалла пз рас5 плава высоту столба расплава непрерывно увеличивают подпиткой исходным сырьем.

Количество подпитки задают либо скоростью подъема датчика уровня, либо скоростью опускания тигля. При отрыве поверхности рас10 плава от датчика уровня в тигель поступает порция расплава (подпптка), необходимая для того, чтобы поверхность расплава коснулась датчика. Эта порция расплава расходуется на увеличение поверхности расплава и

15 на восстановление уровня, понизпвшегося за счет расхода расплава на кристаллизацию.

Профиль разращпваемого кристалла задают соотношением скорости вытягивания кристалла и скорости опускания тигля при под20 вижном датчике (илп подъеме датчика при неподвижном тигле) .

Пример. Выращивание кристалла цезия йодистого, активированного таллием. Диаметр затравки 43 мм. Заданный диаметр кри25 сталла 300 мм. Тигель конический с углом при вершине 130 . B тигель помещают исходное сырье и расплавляют. Столб расплава равен 15 мм, площадь расплава — 50 мм. При этом отношение площадей расплава и фронта

30 кристаллизации затравочного кристалла рав548312

Формула изобретения

Составитель Н. Гангардт

Техред Л. Гладкова

Корректоры: Л. Котова и Е. Хмелева

Редактор T. Пилипенко

Заказ 444/18 Изд. Ма 221 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 но 1,35. Столб расплава непрерывно увеличивают в течение всего процесса разращивания непрерывной подпиткой расплава исходным сырьем, отношение площадей расплава и фронта кристаллизации поддерживают постоянным. При вытягивании кристалла со скоростью 4 мм/час уровень расплава понижается на 0,005 мм (чувствительность датчика) за

8 сек. Следовательно, точность измерения скорости роста кристалла и соответственно чувствительность управления ею по изменению уровня расплава увеличивается по сравнению с прототипом в 90 раз.

Небольшой начальный объем расплава (9 мл), из которого выращивают кристаллы, позволяет добиться равномерного распределения примесей по всему объему кристалла.

Кроме того, вытягивание кристалла из небольшого объема расплава имеет преимущество в том, что позволяет исключить большую инерционность при корректировке температуры расплава.

Чувствительность управления разращиванием кристалла по диаметру (скорость роста) в предлагаемом способе значительно увеличивается и остается стабильной на протяжении всего выращивания. Это уменьшает вероятность зарождения блоков. Растущий кристалл на протяжении всего процесса выращи5 вания практически закрывает зеркало расплава и рост по диаметру идет в зоне максимального градиента температуры (вблизи стенок тигля). Появление «льдинок» в процессе выращивания исключено, что также приводит

10 к уменьшению блочности кристалла.

Способ разращивания монокристаллов до

15 заданного диаметра путем вытягивания на затравке с расплавлением исходного материала в тигле и подпиткой исходным материалом, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности распределения примесей

20 по объему монокристалла и точности управления процессом разращивания, исходный материал плавят в коническом тигле и поддерживают отношение площадей поверхности расплава и фронта кристаллизации, равное

25 1,1 — 1,4.