Способ выращивания монокристаллов Советский патент 1991 года по МПК C30B11/02 

Изобретение относится к технологии выращивания кристаллов и может быть применено в полупроводниковой промышленности.

Цель изобретения - получение ориентированных кристаллов цепочной или слоистой структуры с низкой степенью деформации.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предложенный способ.

Способ осуществляется следующим способом.

Через контейнер 1, загруженный гранулами с сечением большим, чем сечение капилляра 2, с открытым затвором 3 прогоняют в течение некоторого времени инертный газ из баллона 4 при небольшом давлении Рь Контроль за давлением осуществляют манометром редуктора 5. Затем без прекращения подачи инертного газа, закрывается затвор и с помощью терморегулятора 6 и регулирующей термопары 7 в печи устанавливается и поддерживается необходимая температура. Контейнер 1 расположен в печи таким образом, чтобы часть капилляра 2 находилась ниже условной линии 8, определяющей область начала кристаллизации. После образования расплава 9 дав ление инертного газа над ним увеличивают до значения Рз (Рг Pi).

Под действием разности давлений происходит медленное выдавливание расплава 9 через капилляр 2 с последующей кристаллизацией первого и формирование стержня у конца капилляра.

Скорость выдавливания расплава 9 с последующей кристаллизацией регулируют изменением разности давления в двух частях контейнера 1. Длина капилляра 2 определенным образом связана с диаметром канала.

Получают соединение ТЙп5е2. Готовые образцы размером 1x1x5 мм3 получают раскалыванием монокристаллического слитка по двум взаимноперпендикулярным естественным плоскостям кристалла, выращенного методом зонной плавки.

Данный способ позволяет получать готовые образцы с минимальной степенью де(Л

С

о ю о о -N

формации и с воспроизводимой заданной кристаллографической ориентацией 110. При этом время, в течение которого инертный газ прогоняется через систему при ГМ 0,2 - 0,3 атм. составляет не менее 10 мин; давление над расплавом примерно равно Ра 0,5 - 0,7 атм, а отношение длины капилляра к диаметру канала не менее 10 - 15. Последнее объясняется двумя причинами: ио-первых, при дли- не капилляра 2, равной примерно 15 или 20 мм, устраняется необходимость достаточно тщательного определения местоположения контейнера, во-вторых, если длина расплава 9, находящегося в капилля- ре 2, больше диаметра примерно в 10 раз, то создаются благоприятные условия для воспроизводимой кристаллографической ориентации растущего кристалла Выбор разности давлений определяется диа- метром капилляра и местом начала кристаллизации и в каждом конкретном случае имеет одно определенное численное значение, которое подбирается в процессе эксперимента так, чтобы скорость выдавливания находилась в интервале 2-3 мм/ч.

Предлагаемый способ дает возможность получать образцы с воспроизводимой заданюй кристаллографической ориентацией и с минимальной степенью деформа-

ции без использования в устройстве, реализующем данный метод, затравки, системы вытягивания затравки, отсутствие жестких, связанных между собой, параметров технологического процесса (температура, давление, высота канала капилляра и т.д.).

Большой класс слоистых соединений (TtSe, InSe, ТВ, TJInSa, TtTe, TEln Se2) имеют одинаковые кристаллические решетки. Технологические особенности выращивания соединения TElnSe2, приводящие к определенной кристаллографической ориентации растущего кристалла, будут также способе г вовать формированию лишь определенной ор чтэции и других идентичных ему по кристаллической структуре соединений. Формула изобретения Способ выращивания монокристаллов, включающий выдавливание расплава из герметичною тигля, помещенного в контейнер, под действием перепада давления инертного газа в них и кристаллизацию в зоне с градиентом температуры, отличающийся тем, что, с целью получения ориентированных кристаллов цепочкой или слоистой структуры с низкой степенью деформации, выдавливание ведут через капилляр, расположенный в зоне с градиентом температуры при давлении в тигле и контейнере ниже атмосферного.

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов и позволяет получать ориентированные кристаллы цепочной или слоистой структуры с низкой степенью деформации. Расплав соединения Tfin Se2 выдавливают через капилляр из герметичного тигля, помещенного в контейнер, под действием перепада давления в них. Давление в тигле и контейнере 0.5-0,7 и 0.2 - 0,3 атм. соответственно. Градиент температуры обеспечивает кристаллизацию внутри капилляра. Получают кристаллы, ориентированные по 110, с гладкой поверхностью. 1 ил.