Презентация Выращивание кристаллов методом Чохральского онлайн

Содержание слайда: Технология выращивания кристаллов методом Чохральского

Содержание слайда:

Содержание слайда: Метод Чохральского Метод Чохральского относится к методам с неограниченным объемом расплава, поскольку перед кристаллизацией исходный материал в тигле целиком расплавляется. При этом температура расплава поддерживается постоянной, а выращивание осуществляется за счет вытягивания монокристалла из расплава.

Содержание слайда: Преимущества метода Чохральского Отсутствие прямого контакта между стенками тигля и растущим монокристаллом, позволяющее избежать критических по величине остаточных напряжений; Возможность извлечения кристалла из расплава на любом этапе выращивания (метод декантации), что очень важно при определении условий выращивания монокристаллов

Содержание слайда: Возможность заведомо задавать геометрическую форму растущего монокристалла путем варьирования температуры расплава и скорости вытягивания. Это преимущество позволяет избавиться от большей части дислокаций, которые выходят на боковую поверхность, а не углубляются в растущий монокристалл Возможность заведомо задавать геометрическую форму растущего монокристалла путем варьирования температуры расплава и скорости вытягивания. Это преимущество позволяет избавиться от большей части дислокаций, которые выходят на боковую поверхность, а не углубляются в растущий монокристалл

Содержание слайда: Недостатоки метода Чохральского Для реализации процесса роста необходим тигель, который может оказаться источником примесей. Сравнительно большой объем расплава, характерный для метода Чохральского, способствует возникновению сложных гидродинамических потоков, которые, в свою очередь, снижают условия стабильности процесса кристаллизации и приводят к неоднородному распределению примесей в монокристаллах.

Содержание слайда: Основные стадии технологического процесса выращивания монокристалла Основные шаги при выращивании кристалла методом вытягивания из расплава: а) затравление, б) разращивание, в) выход на заданный диаметр, г) рост монокристалла

Содержание слайда: Величины и соотношение радиального и осевого градиентов температуры обусловливают форму фронта кристаллизации вытягиваемого кристалла, который может быть выпуклым в расплав, плоским и вогнутым в сторону кристалла. Изотермические поверхности в растущем кристалле при вогнутом в кристалл (а) и плоском (б) фронте кристаллизации.

Содержание слайда: Наиболее неблагоприятным для выращивания монокристаллов с низкой плотностью дефектов является вогнутый фронт кристаллизации, а благоприятным - плоский фронт кристаллизации. Поскольку на практике обеспечить его зачастую бывает очень трудно, вытягивание кристаллов проводят при слегка выпуклом фронте кристаллизации. Наиболее неблагоприятным для выращивания монокристаллов с низкой плотностью дефектов является вогнутый фронт кристаллизации, а благоприятным - плоский фронт кристаллизации. Поскольку на практике обеспечить его зачастую бывает очень трудно, вытягивание кристаллов проводят при слегка выпуклом фронте кристаллизации.

Содержание слайда: Тепловой узел установки с выращенным монокристаллом германия (диаметром 65 мм). Тепловой узел установки с выращенным монокристаллом германия (диаметром 65 мм).

Содержание слайда: Ростовая камера с тепловым узлом из графита

Содержание слайда: Тепловой узел включает в себя подставку для тигля, нагреватель, систему экранов. Конструкция теплового узла практически во многом определяет особенности кристаллизации, макро- и микроструктуру выращиваемого монокристалла, распределение в нем легирующих примесей. Тепловой узел включает в себя подставку для тигля, нагреватель, систему экранов. Конструкция теплового узла практически во многом определяет особенности кристаллизации, макро- и микроструктуру выращиваемого монокристалла, распределение в нем легирующих примесей. Тепловой узел как технологическая система содержит взаимозависимые элементы, т.е. варьируя конструкцию нескольких элементов, можно получать практически идентичные условия выращивания монокристаллов.

Содержание слайда: Источники нагрева Среди многообразия источников нагрева можно выделить две группы: нелучевые (газопламенный, омический, высокочастотный, плазменный), лучевые источники нагрева (электронно-лучевой, оптический, лазерный). Важное различие их заключается в том, что нелучевые источники нагрева практически трудно, а зачастую невозможно вынести за пределы кристаллизационной камеры.

Содержание слайда: Материалы нагревательных элементов

Содержание слайда: Тигли Сосуды, заключающие расплав, называются тиглями,. В ряде случаев выращиваемый из расплава монокристалл принимает форму заключающего его сосуда. Материал тигля должен отвечать ряду требований: кристаллизуемое вещество не должно при соприкосновении с материалом тигля давать химической реакции; вещество не должно смачивать и прилипать к стенкам сосуда;

Содержание слайда: материал тигля не должен размягчаться при температуре, превышающей примерно на 100°С температуру плавления кристаллизуемого вещества; материал тигля не должен размягчаться при температуре, превышающей примерно на 100°С температуру плавления кристаллизуемого вещества; теплопроводность тигля желательна по возможности большая, но она не должна превышать теплопроводность кристаллизуемого вещества; упругость паров материала тигля должна быть в условиях кристаллизации не очень высокой, в противном случае срок службы его будет исчисляться немногими часами; чистота тигля не должна уступать чистоте кристаллизуемого вещества.

Содержание слайда: Графитовый тигель для выращивания монокристаллов германия методом Чохральского. Диаметр тигля 210 мм. Графитовый тигель для выращивания монокристаллов германия методом Чохральского. Диаметр тигля 210 мм.