Метод сублимации–конденсации – основы материаловедения

June 9, 2013 by admin Комментировать »

Метод сублимации–конденсации можно применять для выращивания конгруэнтно испаряющихся полупроводниковых соединений и твердых растворов на их основе, компоненты которых обладают достаточно высокими давлениями паров (≈1 мм рт. ст.), а также в случаях, когда кристаллы материалов сложно вырастить другими методами. Выращивание

кристаллов этим методом проводят в замкнутых или проточных систе

Рис. 6.15. Схемы выращивания кристаллов методом сублимации–конденсации и распределение температуры в реакционной камере: а — замкнутая система; б — проточная система.

мах, в вертикальной или горизонтальной модификации, с затравкой или без затравки. Схемы различных модификаций этого метода показаны на рис. 6.15.

Сущность метода сублимации–конденсации заключается в возгонке (или испарении) исходного вещества и последующей конденсации паров на растущей поверхности. Метод характеризуется тем, что состав растущего кристалла практически идентичен составу источника, а паровая фаза состоит только из атомов или молекул, образующих источник и кристалл. В зависимости от паровой среды массоперенос в замкнутых системах осуществляется либо молекулярными пучками (в вакууме), либо молекулярной или конвективной диффузией. Лимитирующей стадией роста обычно является массоперенос: подвод кристаллизующегося материала к поверхности роста. Рост кристалла происходит в диффузионной области.

Замкнутая система реализуется в вакуумированной и запаянной кварцевой ампуле. Для выращивания монокристаллов таким способом необходимо следовать следующим правилам.

1. Использовать докритические пересыщения с целью обеспечения селективного зарождения на небольшом числе активных мест на стенках ампулы. Для локализации зарождения и образования единственного зародыша целесообразно вести кристаллизацию в сужающемся конце специально обработанной кварцевой ампулы, также можно использовать создание относительно холодного пятна на стенке ампулы или проводить рост на затравке.

2. Скорость протягивания ампулы должна быть согласована с линейной скоростью роста в направлении оси ампулы. Благодаря выполнению этого условия фронт критического пересыщения будет совпадать с фронтом кристаллизации, поэтому зарождение будет происходить на растущей поверхности кристалла, а не на стенках ампулы.

6.5.  Метод химических реакций                                                             259

3. Для обеспечения конвективного переноса следует пользоваться ампулами большого диаметра, выполненными в виде комбинации цилиндра и конуса.

Таким способом, как правило, растят совершенные кристаллы соединений AIVBVI (PbTe, PbS и др.), AIIBVI (CdS, CdSe и др.) и твердые растворы на их основе.

При выращивании кристаллов из газообразной фазы в проточных системах методом сублимации-конденсации пары исходного вещества вводятся в зону кристаллизации потоком инертного газа (водород, аргон и др.).

Источник: И. А. Случинская, Основы материаловедения и технологии полупроводников, Москва — 2002

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты