Послать статью по эл. почте 
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ Ge В СЛИТКЕ СПЛАВА Si0,9Ge0,1 ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КРИСТАЛЛА ИЗ ТОНКОГО СЛОЯ РАСПЛАВА
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-4-246-251
Аннотация
Экспериментально и теоретически изучена возможность получения однородного по длине и сечению монокристаллического сплава SiGe, обогащенного со стороны кремния. Содержание второй компоненты в кристалле диаметром 15 мм и длиной 40 мм, выращенном модифицированным методом плавающей зоны из шихты составом 79,8 % (ат.) Si и 20 % (ат.) Ge и с добавками 0,2 % (ат.) бора, исследовано с помощью метода рентгеновского микроанализа как в отдельных точках образца, так и в режиме линейного сканирования вдоль оси кристалла и поперек. Установлено, что продольное изменение концентрации германия хорошо описывается аналитически уравнением, выведенным ранее для условий роста из тонкого слоя расплава монокристалла Ge, легированного примесью Sb или Ga, в присутствии погруженного в расплав нагревателя. Для более точного описания экспериментальных данных был проведен учет изменения толщины слоя расплава между растущим кристаллом и дном погруженного нагревателя по мере кристаллизации. Показано, что поперечное распределение второй компоненты, которое не превышало 5 % по диаметру, может быть существенно улучшено за счет уменьшения кривизны фазовой границы в процессе роста.
Об авторах
М. А. ГоникРоссия
кандидат техн. наук, директор
A. Cröll
Германия
Prof. Dr. rer. nat., Dipl.-Min., Director of Institute
A. Wagner
Германия
PhD, student
Список литературы
1. Abrosimov, N. V. Growth and properties of Ge1−xSix mosaic single crystals for γ−ray lens application / N. V. Abrosimov, A. Lüdge, H. Riemann, V. N. Kurlov, D. Borissova, V. Klemm, P. Bastie, B. Hamelin, R. K. Smithe // J. Cryst. Growth. − 2005. − V. 275 − P. 495—500.
2. Abrosimov, N. V. Automated control of Czochralski and shaped crystal growth processes using weighing techniques / N. V. Abrosimov, V. N. Kurlov, S. N. Rossolenko // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. − 2003. − P. 1—57.
3. Cröll, A. Detached Bridgman growth of germanium−silicon crystals under microgravity / A. Cröll, A. Mitric, A. Senchenkov // Abs. in ICASP−2. − Seggau (Austria), 2008.
4. Campbell, T. A. Float−zone growth of Ge1−xSix (x < 10 at.%) single crystals: Influence of thermocapillary and solutocapillary convection / T. A. Campbell, M. Schweizer, P. Dold, A. Cröll, K. W. Benz // J. Cryst. Growth. − 2001. − V. 226. − P. 231—239.
5. Usami, N. Floating zone growth of Si−rich SiGe bulk crystal using pre−synthesized SiGe feed rod with uniform composition / N. Usami, M. Kitamura, K. Obara, Y. Nose, T. Shishido, K. Nakajima // J. Cryst. Growth. − 2005. − V. 284. – P. 57—64.
6. Kyazimova, V. K. Distribution of aluminum and indium impurities in crystals of Ge–Si solid solutions grown from the melt / V. K. Kyazimova, Z. M. Zeynalov, Z. M. Zakhrabekova, G. Kh. Azhdarov // Crystallography Reports. − 2006. − V. 51. − P. S192—S195.
7. Nakajima, K. Growth of InGaAs and SiGe homogeneous bulk crystals which have complete miscibility in the phase diagrams / K. Nakajima, Y. Azuma, N. Usami, G. Sazaki, T. Ujihara, K. Fujiwara, T. Shishido // Int. J. Mater. and Product Technol. − 2005. − V. 22, N 1/2/3. − P. 185—212.
8. Kinoshita, K. Homogeneous SiGe crystal growth in microgravity by the travelling liquidus−zone method / K. Kinoshita, Y. Arai, Y. Inatomi, H. Miyata, R. Tanaka, T. Sone, J. Yoshikawa, T. Kihara, H. Shibayama, Y. Kubota, T. Shimaoka, Y. Warashina, K. Sakata, M. Takayanagi, S. Yoda // J. Phys.: Conf. Ser. − 2011. − V. 327. − P. 012017. DOI: 10.1088/1742−6596/327/1/012017.
9. Kinoshita, K. Growth of a Si0.50Ge0.50 crystal by the traveling liquidus−zone (TLZ) method in microgravity / K. Kinoshita, Y. Arai, Y. Inatomi, H. Miyata, R. Tanaka, J. Yoshikawa, T. Kihara, H. Tomioka, H. Shibayama, Y. Kubota, Y. Warashina, Y. Sasaki, Y. Ishizuka, Y. Harada, S. Wada, C. Harada, T. Ito, M. Takayanagi, S. Yoda // J. Cryst. Growth. − 2014. − V. 388. − P. 12—16.
10. Ostrogorsky, A.G. Single−crystal growth by the submerged heater method / A. G. Ostrogorsky // Meas. Sci. Technol. − 1990. − V. 1. − P. 463—464.
11. Golyshev, V.D. A temperature field investigation in case of crystal growth from the melt with a plane interface on exact determination thermal conditions / V. D. Golyshev, M. A. Gonik // Cryst. Prop. and Preparation. − 1991. − V. 36–38. − P. 623.
12. Gonik, M. A. Silicon crystal growth by the modified FZ technique / M. A. Gonik, A. Cröll // CrystEngComm. − 2013. − V. 15(12). − P. 2287—2293. DOI: 10.1039/c2ce26480c
13. Marin, C. Growth of Ga−doped Ge0.98Si0.02 by vertical Bridgman with a baffle / C. Marin, A. G. Ostrogorsky // J. Cryst. Growth. − 2000. − V. 211. − P. 378.
14. Гоник, М.А. Влияние условий кристаллизации на однородность состава монокристаллов CdZnTe / М. А. Гоник, М. М. Гоник, А. С. Томсон // Неорган. материалы. − 2009. − Т. 45, No 10. − С. 1182—1191.
15. Dutta, P. S. Nearly diffusion controlled segregation of tellurium in GaSb / P. S. Dutta, A. G. Ostrogorsky // J. Cryst. Growth. − 1998. − V. 191. − P. 904—908.
16. Ostrogorsky, A.G. Diffusion−controlled distribution of solute in Sn−1% Bi specimens solidified by the submerged heater method / A. G. Ostrogorsky, F. Mosel, M. T. Schmidt // J. Cryst. Growth. − 1991. − V. l09, iss. 4. − P. 950—954.
17. Гоник, М.А. Управление формой фронта кристаллизации по модели / М. А. Гоник, М. М. Гоник, Д. Циуляну // Тез. докл. XIV Нац. конф. по росту кристаллов. − М., 2010. − С. 98.
18. Гоник, М. А. К возможности выращивания объемных кристаллов Si—Ge методом ОТФ / М. А. Гоник, A. Cröll // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2013. − No 3. − С. 12—19.
19. Gonik, M. A. Potential for growth of Si−Ge bulk crystals by modified FZ technique / M. A. Gonik // J. Cryst. Growth. − 2014. − V. 385. − P. 38—43. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2013.04.057
20. Wagner, A. C. Si1−xGex (x ≥ 0.2) crystal growth in absence of a crucible / A. C. Wagner, A. Croell, M. Gonik, S. Binetti, H. Hillebrecht // J. Cryst. Growth. − 2014. − V. 401. − P. 762—766. http://dx.doi. org/10.1016/j.jcrysgro.2013.11.065
21. Марченко, М.П. Численное и экспериментальное исследование особенностей тепломассопереноса в процессе выращивания германия ОТФ методом / М. П. Марченко, В. Д. Голышев, М. А. Гоник, И. В. Фрязинов // Тр. конф. по росту монокристаллов и проблемам прочности, тепло− и массопереноса. − Обнинск, 2000. − С. 125—134.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Гоник М.А., Cröll A., Wagner A. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ Ge В СЛИТКЕ СПЛАВА Si0,9Ge0,1 ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КРИСТАЛЛА ИЗ ТОНКОГО СЛОЯ РАСПЛАВА. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2014;(4):246-251. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-4-246-251
For citation: Gonik M., Cröll A., Wagner A. Ge Distribution in Si0.9Ge0.1 Alloy Ingot Grown from Thin Melt Layer. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2014;(4):246-251. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-4-246-251
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.
