- •УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
- •Томск – 2006
- •КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
- •Учебное пособие
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.2 Процессы массопередачи
- •1.3 Химические процессы
- •2 ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ, РАЗДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
- •2.1 Процессы измельчения и рассеивания твердых тел
- •2.2 Общая характеристика чистоты вещества
- •2.3 Общая характеристика процессов разделения и очистки
- •2.4 Сорбционные процессы
- •2.4.1 Адсорбция
- •2.4.2 Ионный обмен
- •2.4.3 Хроматография
- •2.5 Процессы жидкостной экстракции
- •2.6 Кристаллизационные процессы
- •2.7 Процессы перегонки через газовую фазу
- •2.9 Другие процессы разделения и очистки веществ
- •3 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ И ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ
- •3.1 Образование кристаллических зародышей и стеклование
- •3.2 Механизм и кинетика роста кристаллов
- •3.3 Получение кристаллов из твердой фазы
- •3.4 Получение кристаллов из расплавов
- •3.4.1 Метод нормальной направленной кристаллизации
- •3.4.2 Метод вытягивания кристаллов из расплавов
- •3.4.3 Выращивание кристаллов методом зонной плавки
- •3.5 Получение кристаллов из газовой фазы
- •3.6 Эпитаксиальные процессы
- •3.7 Получение профильных монокристаллов
- •4.1 Распределение примесей в выращиваемых кристаллах
- •4.1.2 Распределение примесей при зонной плавке
- •4.2 Методы получения однородно легированных кристаллов
- •4.2.1 Сегрегационные методы выравнивания состава кристаллов
- •5 ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛА И СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
- •5.1 Строение и свойства стекол
- •5.1.1 Получение стекол
- •5.2 Получение ситаллов
- •5.3 Основы технологии керамических материалов
- •5.3.1 Получение керамических материалов
- •5.3.2 Методы формования заготовок керамических изделий
- •ЛИТЕРАТУРА
106
рукции установки. Кроме того, имеется возможность визуального наблюдения за процессом роста вытягиваемого кристалла. Это позволяет сопоставлять ре-
зультаты исследования получаемых кристаллов с условиями их выращивания и производить оптимизацию технологического процесса.
3.4.3 Выращивание кристаллов методом зонной плавки
Наряду с широким применением метода зонной плавки для глубокой очи-
стки материалов этот метод является важным и для выращивания монокристал-
лов полупроводников и диэлектриков. На рис. 3.7 схематически показаны про-
стейшие варианты выращивания кристаллов методом зонной плавки. В методе
2 |
|
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Рис. 3.7 — Схема выращивания кристал- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ла методом зонной плавки: а — горизон- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
тальная зонная плавка; б — вертикальная |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
бестигельная зонная плавка (1 — затрав- |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ка; 2 — кристалл; |
3 — расплавлен- |
|||
|
|
|
|
|
6 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная зона; 4 — исходный материал; 5 — |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|||
|
|
|
|
|
а |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
стенки герметичной камеры; 6 — индук- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тор; 7 — кристаллодержатель; 8 — тигль |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б
горизонтальной зонной плавки кристаллизуемый материал размещается в тиг-
ле. К материалу тигля в данном случае предъявляют те же требования, что и в методе нормальной направленной кристаллизации.
Выращивание кристаллов методами зонной плавки, как правило, осущест-
вляют с использованием монокристаллической затравки, которая размещается в одном из концов тигля. В начальный момент процесса расплавленная зона созда-
ется на границе затравка — исходный материал. При этом производится частич-
ное расплавление монокристаллической затравки. Перемещение расплавленной зоны через исходный материал от затравки к другому концу тигля обеспечивает