Verneuil процес
метод Verneuil се изпълнява от prosypki малки порции на заряда прах в тръбна пещ, където стопената заряд през есента в пламъка на кислород водород и подава спад на стопилката върху повърхността на семената. Семето по този начин постепенно се смъкна и спадът остава на същото ниво по височина на пещта. Предимствата на този метод: липса на поток и скъпи материали тигели; няма нужда от точен контрол на температурата; способността да контролира растежа на единичен кристал. Недостатъци. поради високата температура кристали растеж имат вътрешно напрежение; стехиометрия състав може да бъде прекъснато поради компоненти водородни възстановяване и изпаряване на летливи вещества. Темпът на растеж - няколко мм / час.
Отглеждане на кристали от разтвори
Основното предимство на методи кристален растеж от решения е, че процесът се извършва при много по-ниска температура от кристализация от чисти стопилки. Това позволява да расте: кристален материал с точка на много висока температура на топене (например, диамант); кристал съединения с точка на топене на много високо налягане пара компоненти или топене с разлагане. В допълнение, ниска температура процес често произвежда повече чисти и перфектни единични кристали на структурата.
Съответно, разтворителят трябва да отговаря на следните изисквания: значително намаляване на температурата на процеса на кристален растеж и по този начин да има достатъчно ниско налягане на парите самостоятелно; не трябва да замърсяват зрял кристала, т.е. трябва да имат малък коефициент разпределение ..; желателно атомите в кристала са неутрален примес. Изберете разтворител, който отговаря на всички изисквания, това е много трудно. Има следните случаи: 1) разтворител са вещества, които не са включени в кристала възрастен; 2) разтворителят е един от отгледани съставни компоненти (например, Ga в случай на растеж GaP кристал).
В първия случай възрастните кристали, съдържащи, като примеси, всички разтворители компоненти, включително остатъчни примеси в нея. В този случай получените кристали са с ниска степен на чистота. В последния случай, тъй като не разтвор чуждо вещество, чистотата на отглеждат кристали се определя само от чистотата на компонентите на състава на разтвора.
Кристализацията от разтвор на процеса на кристален растеж обикновено се състои от следните етапи: разтваряне на изходните компоненти; им дифузия през течната фаза на разтвора за фронта на кристализация; отлагане на фронта на кристализация; кристализация на разсейване на топлината. Когато нараства единични кристали от стопилка самоограничаваща стъпка в процеса е кристализация на разсейване на топлината, след това с увеличение от разтвора на бавния етап е обикновено - дифузия на разтваря кристализиращ вещество към предната част на кристализация. Следователно, линейната скорост на кристален растеж от разтвор от два до три порядъка по-малка скорост на растеж на собствените топи (т. Е. е 10-3-10-2 cm / час). Засилване на масовия трансфер в разтвор (например, провеждане на процеса по отношение на дифузията на конвективния или electromigration), е възможно да се увеличи скоростта на кристалния растеж, но може да улови частици възникнат разтвор нараства кристал, като по този начин се влошава качеството на кристална структура.
В много ниска разтворимост на изходните компоненти в разтворителя, масов трансфер е много бавен и съответно ниска скорост на растеж кристал (десет стотни от милиметъра на ден), които често не са икономически осъществими. Следователно, за да се увеличи разтворимостта на кристализиращ вещество се прибавя към разтвор на компоненти, които реагират с веществото. Тези компоненти обикновено са посочени като mineralizer (комплексообразуващи агенти). Разтворимост на mineralizer увеличение се дължи на образуването на нови асоциирани разтвореното вещество се различава от съществуващите в чист разтворител. Методи за отглеждане на единични кристали на полупроводници и диелектрици от разтвори главно различават по метода за създаване на свръхнасищане на кристализиращ агент в разтвора.
Свръхнасищане може да бъде създаден чрез промяна на температурата или чрез изпаряване на разтворителя. Тези условия се наричат нестационарни.
Ако свръхнасищане се създава чрез конвекция или чрез химическа реакция, такива условия за кристализация са наречени стационарни.
Разтворимост - ограничаване на концентрацията на вещество, способно да се разтвори при дадените термодинамични условия и с дадено количество разтворител.
Първи кристален растеж, е необходимо да има крива разтворимост и въз основа на нея да започне кристализация технология.
DMI - маса на веществото се отлага върху чип
DC - намаляваща концентрация
lyambdai - темпът на нарастване на-тото ръба
deltaSi - неговата повърхност