Металлургия чистых металлов и элементарных полупроводников

Беляев А.И., Жемчужина Е.А., Фирсанова Л.А.

Металлургия, 1969 г.

ПОЛУЧЕНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ С РАВНОМЕРНЫМИ СВОЙСТВАМИ МЕТОДОМ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ЗОННОГО ВЫРАВНИВАНИЯ

Этот метод получения монокристаллов германия имеет большие преимущества перед методом вертикального вытягивания кристаллов из расплава: монокристаллы германия получаются большой длины (>1 м), совершенной структуры и с равномерным удельным электрическим сопротивлением по длине и сечению кристалла.

Метод зонного выравнивания заключается в выращивании монокристаллов германия в горизонтальном направлении на установке, аналогичной установке для зонной очистки, но с применением только одной расплавленной зоны, после одного прохода которой получается легированный монокристалл германия.

Принципиальная схема установки процесса зонного выравнивания показана на рис. 127. Установка состоит из кварцевой трубы, в которой создана инертная атмосфера (азот, водород, гелий, аргон), с двумя нагревателями. Основной нагреватель обеспечивает расплавление зоны, а дополнительный — снятие напряжений в кристалле. Загрузкой служат поликристаллические слитки германия в виде специально приготовленных заготовок, отлитых из германия высокой степени чистоты. В качестве затравки применяют монокристаллический германий с ориентацией относительно продольной оси (111). Затравка и заготовка должны иметь одинаковую геометрическую форму.

Затравку и загрузку помещают в кварцевую лодочку, покрытую внутри слоем пироуглерода. Легирующую примесь (индий или сурьму) вводят в виде лигатуры, в которой примеси 1—2%. Несколько миллиграммов лигатуры помещают между затравкой и загрузкой германия в области начального расплавления зоны.

Лодочку помещают в установку таким образом, чтобы первая расплавленная зона захватила небольшую часть монокристаллической затравки и часть загрузки.