ОСОБЕННОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ НИЗКОДИСЛОКАЦИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА МЕТОДОМ ЧОХРАЛЬСКОГО

Изучены процессы роста легированных монокристаллов германия большого диаметра, выращенных методом Чохральского из расплава с различной формой фронта кристаллизации (ФК). Проанализировано формирование дислокационных малоугловых границ (МУГ). Проведен анализ формирования МУГ в выращенных кристаллах германия с учетом реального распределения термических напряжений в кристалле при наличии как радиального, так и осевого теплоотвода. Рассмотрено поведение в поле термических напряжений дислокаций, из которых формировались МУГ. Проведен анализ движения этих дислокаций в плоскостях скольжения и выделены плоскости возможного скопления дислокаций. Наилучшие результаты достигнуты при выращивании кристаллов со слабовогнутым в кристалл ФК. Обнаружено однородное распределение дислокаций. В результате анализа выявлены тепловые условия получения слитков, свободных от МУГ. Проведены эксперименты, в результате которых подтверждено соответствие модельных представлений реальным условиям роста кристаллов и получены монокристаллы германия диаметром100 мми более с низкой плотностью дислокаций, свободные от МУГ.

1. Алферов, Ж. И. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики / Ж. И. Алферов, В. М. Андреев, В. Д. Румянцев // Физика и техника полупроводников. − 2004. − Т. 38, вып. 8. − С. 937—948.

2. Naumov, A. V. World market of germanium and its prospects / A. V. Naumov // Rus. J. Non−Ferrous Metals. − 2007. − V. 48, N 4. − P. 265—272.

3. de Kock, A. J. R. Microdefects in dislocation−free silicon crystals / A. J. R. de Kock // Phil. Res. Repts Suppl. − 1973. − N 1. − P. 1—105.

4. Vogel, F. L. Dislocations in low−angle boundaries in germanium / F. L. Vogel // Acta Mettalurgia. − 1955. − V. 3. − P. 245—248.

5. Dash, W. S. Growth of silicon crystals free from dislocations / W. S. Dash // J. Appl. Phys. − 1959. − V. 30. − P. 459—474.

6. Воронов, И. Н. Анализ условий возникновения малоугловых границ в процессе выращивания монокристаллов кремния методом Чохральского / И. Н. Воронов, В. А. Смирнов, А. М. Эйдензон // Кристаллография. − 1979. − Т. 24, вып. 6. − С. 1259—1265.

7. Аношин, К. Е. Технология выращивания низкодислокационных кристаллов германия большого диаметра методом Чохральского / К. Е. Аношин, П. Д. Гиндин, С. К. Семенов, А. В. Шубин // Интеграл. − 2013. − № 5–6. − С. 12—14.

8. Ellis, S. G. Surface studies on single−crystal germanium / S. G. Ellis // J. Appl. Phys. − 1957. − V. 28, N 11. − P. 1262—1269.

9. Roth, M. Crystal−melt interface shape of Сzochralski− growth large diameter germanium crystals / M. Roth, M. Azoulay, G. Gafni // J. Cryst. Growth. − 1990. − V. 99. − P. 670—678.

10. Пузанов, Н. И. Образование дислокаций при выращивании бездислокационных кристаллов Si / Н. И. Пузанов, А. М. Эйдензон // Неорган. материалы. − 1996. − Т. 32, № 5. − С. 519—525.

11. Эйдензон, А. М. Условия возникновения дислокаций в первоначально бездислокационных монокристаллах кремния, выращенных из расплава / А. М. Эйдензон // Изв. АН СССР. Сер. физ. − 1980. − Т. 44, № 2. − С. 312—328.

12. Оксанич, А. П. Математическое моделирование геометрии теплового узла и разработка экспериментальной установки для выращивания слитков германия диаметром 100 мм методом Чохральского / А. П. Оксанич, В. В. Малеванный // Новiтнтi матерiалы i нанотехнологii. Вестн. КрНУ им. Михаила Остроградского. − 2012. − № 6(77). − С. 11—16.

13. Богомаз, А. В. Тепловой узел ростовой камеры установки выращивания крупногабаритных кристаллов германия методом погружного формообразователя / А. В. Богомаз, Т. В. Критская, А. В Карпенко. // Металлургiя: науковi працi ЗДIA. − 2010. − Вип. 20. − С. 89—95.

14. Гейдт, И. С. Влияние мощности экрана−нагревателя на процессы тепло− и массопереноса при получении малодислокационных кристаллов германия методом Чохральского / И. С. Гейдт, Е. Д. Кравцова, О. И. Подкопаев // Новый университет. Сер.: Технические науки. − 2013. − № 11–12. − С. 54—60.

15. Пат. 135650 (РФ). Устройство для выращивания монокристаллов из расплава методом Чохральского / О. М. Алимов, К. Е. Аношин, В. С. Ежлов, 2013.