ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дефекты поверхности и структуры профилированных монокристаллов из "Получение профилированных монокристаллов и изделий способом Степанова" Структура выращенного кристалла зависит от его атомного строения и условий, при которых происходит кристаллизация. В связи с этим рассмотрим структуру поверхности и структуру в объеме профилированных монокристаллов Ge, InSb, Si, AI2O3, т. е. таких кристаллов, которые получают сегодня наибольшее практическое применение. [c.81] Наиболее общим и распространенным типом дефектов поверхности являются наплывы, затиры, волнистость [154]. Причина возникновения первых двух видов дефектов состоит в возмущении теплового поля в зоне кристаллизации, в результате которога фронт кристаллизации резко стремится вверх (наплыв) или вниз, внутрь щели (затиры). Волнистость (поперечные полосы) является следствием несовершенства механизма вытягивания. [c.81] Дефекты внутреннего строения профилированных монокристаллов можно условно разделить на три группы 1) дислокации, дислокационные скопления и малоугловые границы 2) двойниковые границы 3) включения. [c.81] В образовании дефектов структуры выращиваемого кристалла существенное значение имеют причины, обусловленные особенностями роста тип кристаллической решетки и связанный с этим характер огранения фронта кристаллизации условия, при которых происходит кристаллизация (скорость вытягивания, тепловой режим, атмосфера) примеси, входящие в кристалл из расплава и из формообразователя, и др. [c.81] Кристаллы 1пЗЬ являются полярными со структурой типа сфалерита. В отличие от структуры алмазоподобных полупроводников в них имеются два сорта атомов и отсутствует центр инверсии поэтому кристаллы, выращенные по методу Чохральского, в направлении В (111) и В 211) (сторона с атомами сурьмы обращена к расплаву) растут хорошо, а в обратном полярном направлении А 111) и А 211) (индиевая сторона — к расплаву) растут плохо, наблюдаются двойники. При этом всякие изменения диаметра растущего кристалла способствуют появлению двойников. [c.82] Из работ [34, 57, 58, 158—160] следует, что преобладающими типами дефектов в профилированных кристаллах Si являются двойники и дислокации. Также встречаются малоугловые мея зеренные границы. Кроме того, наблюдаются частицы Si в виде включений, распределенных случайно по длине и ширине ленты. [c.83] Двойниковые границы имеют различную плотность и ориентацию. Ростовые двойники обычно широкие и свободны от дислокаций. Двойники деформации встречаются часто как близко расположенные линейные границы. Между ними имеется значительная плотность дислокаций. Могут быть выделены по крайней мере три причины образования двойников 1) частицы Si , захваченные растущей лентой 2) поверхность раздела затравка—растущий кристалл 3) нестабильности роста, наблюдаемые как отдельные изменения размеров ленты. [c.83] При вытягивании длинных кремниевых лент устанавливаются стабильная дефектная структура и ориентация кристаллов. В кристаллах имеются дефектные границы, параллельные краям ленты. Параллельные границы в ленте являются электрически нейтральными и позволяют создавать из тонких лент солнечные ячейки с КПД=10%. [c.83] Независимо от выбранной ориентации затравки в лентах кремния после затравления происходит многократное двойникование, образуются малоугловые границы и другие дефекты структуры. В результате при установившемся росте всегда во всех лептах монокристаллические участки ее имеют ориентацию 211 (110). Однако причина образования такой равновесной дефектной структуры до сих пор полностью не выяснена. [c.83] При небольших скоростях роста в кристаллических лентах сапфира поры образуют крупные древовидные скопления с полосами шириной 1 мм. Края ленты при этом всегда остаются свободными от пор. С увеличением скорости вытягивания ширина полос уменьшается, затем древовидный характер скоплений исчезает. Крупные поры имеют, как правило, огранку, мелкие огранки не имеют. [c.84] При малых скоростях роста встречаются шнуровидные поры длиной 0.3 мм, располагающиеся перпендикулярно к направлению выращивания. С увеличением скорости шнуровидные поры вытянуты, наоборот, вдоль направления выращивания. [c.84] Можно наблюдать соответствие между огранкой фронта кристаллизации и расположением полос скоплений пор в кристаллах, выращенных при больших скоростях. Периодичность огранки на фронте кристаллизации и расположения скоплений пор в лепте совпадают. [c.84] Следует отметить, что обычно не наблюдается однородного распределения пор по объему кристалла. Чаще поры располагаются в тонком слое на расстоянии от поверхности 0.2 мм, при этом средняя часть сечения свободна от пор. [c.84] Получение бикристаллических профилированных структур. Выращивание бикристаллов полупроводников производится с двумя целями получение кристаллов с межзеренными границами для приборов, сравнение особенностей кристаллизации по различным ориентациям при одинаковых условиях роста в исследовательских целях. [c.85] Вернуться к основной статье