proces Verneuil

Metoda Verneuil este implementată prin mici porțiuni prosypki de șarjă de pulbere într-un cuptor tubular, unde încărcătura topită în timpul căderii în flacăra de oxigen-hidrogen și alimentează picătură de topitură la suprafața semințelor. Sămânța tras astfel, treptat, iar scăderea rămâne la același nivel în înălțime a cuptorului. Avantajele acestei metode: lipsa de flux și materiale scumpe creuzetelor; nu este nevoie de un control precis al temperaturii; capacitatea de a controla creșterea unui singur cristal. Dezavantaje. datorită temperaturii ridicate de cristale de creștere prezintă tensiune internă; compoziția Stoichiometria poate fi perturbată datorită componentelor de recuperare a hidrogenului și vaporizarea substanțelor volatile. Rata de creștere - o mm câteva / oră.

Cultivarea cristalelor din soluții

Principalul avantaj al metodelor de creștere a cristalului de soluții constă în faptul că procedeul se realizează la temperaturi mult mai mici decât cristalizare din topituri pure. Acest lucru permite să crească: materialul de cristal care are un punct foarte topire ridicat (de exemplu, diamant); cristal compuși având un punct de topire la o componente foarte înaltă presiune de vapori sau de topire cu descompunere. In plus, procesul de temperatură scăzută produc adesea monocristalelor mai pure si perfecte ale structurii.

Prin urmare, solventul trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: pentru a reduce semnificativ temperatura procesului de creștere a cristalului și astfel să aibă o presiune de vapori suficient de scăzută proprie; nu trebuie să contamineze cristalul crescut, adică ar trebui să aibă un coeficient de distribuție mic ..; de dorit ca atomii din cristal erau impurități neutre. Alegeți un solvent care satisface toate cerințele stabilite, este foarte dificil. Există următoarele cazuri: 1) solvent sunt substanțe care nu sunt incluse în cristal crescut; 2) solventul este una dintre componentele compuse crescute (de exemplu, Ga în cazul creșterii cristalelor de GaP).

În primul caz, cristalele cultivate conținute, ca impurități, toate componentele solvenților impurităților reziduale ale acestora. În acest caz, cristalele rezultate au un grad scăzut de puritate. În acest ultim caz, deoarece nu există o soluție de substanță străină, puritatea cristalelor cultivate este determinată numai de puritatea componentelor compoziției soluție.

Cristalizarea dintr-o soluție a procesului de creștere a cristalelor în general, constă din următoarele etape: dizolvarea componentelor inițiale; difuzia lor prin faza lichidă a soluției la frontul de cristalizare; depunere la frontul de cristalizare; cristalizare de disipare a căldurii. Când cristalele cresc singure dintr-o etapă de topitură autolimitantă în proces este disipare de cristalizare a căldurii, apoi, cu o creștere de la soluția cea mai lenta pas este, de obicei, - difuzia substanței dizolvate cristalizabil în față de cristalizare. În consecință, viteza liniară a creșterii cristalelor din soluție de două până la trei ordine de mărime mai mică rată de creștere a topiturilor proprii (m. E. Este 10-3-10-2 cm / h). Intensificând transferul de masă în soluție (de exemplu, conducerea procesului în ceea ce privește difuzarea convectiv sau electromigrației), este posibil să se mărească viteza de creștere a cristalelor, dar poate capta particule produce soluții de cristal în creștere, prin aceasta deteriorând calitatea structurii cristaline.

La o solubilitate foarte scăzută a componentelor pornind din solvent, rata de transfer de masă este foarte lentă și viteză redusă în mod corespunzător de creștere a cristalului (zece sutimi de milimetru pe zi), care în mod frecvent nu punct de vedere economic. Prin urmare, pentru a crește solubilitatea substanței cristalizabil se adaugă la o soluție de componente, care reacționează cu substanța. Aceste componente sunt în general denumite mineralizator (agenți de complexare). Solubilitatea mineralizator crește datorită formării de noi asociati solute diferite de existente în solventul pur. Metodele de creștere a monocristalelor de semiconductori și dielectrici din soluții în principal distinse prin metoda de creare suprasaturare a agentului crystallizing în soluție.

Suprasaturație pot fi create prin modificarea temperaturii sau prin evaporarea solventului. Aceste condiții sunt numite nestaționare.

Dacă suprasaturație este creată prin convecție sau printr-o reacție chimică, astfel de condiții de cristalizare sunt numite staționare.

Solubilitatea - limitarea concentrației unei substanțe capabile să se dizolve în condițiile date termodinamice și cu o anumită cantitate de solvent.

Obținerea de creștere a cristalelor, este necesar să existe o curbă solubilitate și pe baza acestuia pentru a începe cristalizarea tehnologiei.

dmi - masa substanței depuse pe un cip

dc - concentrația în scădere

lyambdai - rata de creștere a prăpastiei i-lea

deltaSi - suprafața sa