Monokristalų auginimas iš lydalų


Silicio monokristalas. Monokristalas. Monokristalai. Monoikristalas. Anglies fazine diagrama. Angliesb fazine diagrama. Čiochralskio metodas. Paprikos auginimas diagrama. Monokristalu augimas is lydalo. Silicio monokristalų.

Medžiagų mokslo konspektas. Monokristalų auginimas iš lydalų. Kristalizacija iš lydalų. Kiropuloso ir čiochralskio metodai. Stokbargerio- bridžmeno arba kryptinės kristalizacijos metodas. Metodai su mažu lydalo tūriu. Zoninis lydymas. Priemaišų pasiskirstymas. Efektyvusis segregacijos koeficientas.


Kristalizacija iš lydalų dažniausiai naudojama techninių kristalų (puslaidininkių, metalų, oksidų, chalkogenidų) auginimui. Apie 90% silicio monokristalų, naudojamų puslaidininkių pramonėje, yra išauginti iš lydalo. Šio būdo pagrindinis privalumas - didelis kristalų augimo greitis ir galimybė išauginti masyvius kristalus.

Fizikinius – cheminius procesus, vykstančius kristalizacijos iš lydalo metu, galima suskirstyti į grupes.

Procesai, įtakojantys lydalo sudėtį: pradinės medžiagos terminė disociacija, cheminė sąveika su supančia aplinka, disociacijos produktų ir priemaišų garavimas.

Procesai, vykstantys kristalas-lydalas riboje (kristalizacijos fronte), apsprendžiantys fazinio virsmo kinterminė disociacija ir cheminės reakcijos lydale gali keisti lydalo sudėtį ir augančiame kristale gali atsirasti kitos sudėties intarpų, išorientuotų blokų, dislokacijų ir kitų struktūrinių defektų. Todėl prieš auginimą nustatomas optimalus temperatūrinis režimas pagal kristalizuojamos medžiagos komponentų fazines diagramas. Vienkomponentėms sistemoms p-t diagramos leidžia nustatyti auginimo sąlygas ir aplinkos prigimtį bei slėgį. Pvz. , si p-t diagrama parodyta. pav. , kurioje užštrichuota dalis atitinka si kristalų auginimo sąlygas. Apačioje pateikta anglies fazinė diagrama, kurioje užštrichuotos sritys rodo, kad priklausomai nuo auginimo sąlygų, galima išauginti grafito ar deimanto monokristalauginant monokristalus labai svarbu, kad lydalas nereaguotų su tiglio medžiaga. Parenkant konteinerio medžiagą, turime žinoti, kad konteinerio medžiagos cheminio ryšio jėgos savo prigimtimi turi labai skirtis nuo kristalizuojamos medžiagos. Pvz. , dielektrikų kristalai auginami metaliniuose konteineriuose. Be to, konteinerių medžiaga turi būti mechaniškai tvirta, turėti mažai besiskiriantį nuo kristalizuojamos medžiagos šiluminio plėtimosi koeficientą, būti lengvai valoma.

Kristalizacijos aplinka turi taip pat nemažą įtaką kristalizacijos procesui. Kristalizacijos aplinka gali būti pasyvi ir aktyvi. Pasyvi aplinka (dažniausiai inertinės dujos) sumažina paviršinius oksidacijos procesus, sudaro apsauginį slėgį lakiems elementams. Aktyvi aplinka sąveikoje su lydalu skatina ar stabdo kai kuriuos kristalizacijos procesus. Pvz. , oksidų auginimui naudojama deguonies aplinka, kuri skatina oksidų kristalizaciją. Kartais naudojama redukuojanti oksidus aplinka, pvz. , auginant metalų kristalus naudojamas vandenilis, redukuojantis metalų oksidus.

Monokristalų auginimas iš lydalų. (2010 m. Kovo 03 d.). http://www.mokslobaze.lt/kristalu-auginimas-is-lydalo.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 11 d. 00:24