Метод выращивания кристалла

По методу выращивания кристалла в тигель с расплавленным материалом опускают «затравку» монокристалла того же химического состава и затем ее медленно поднимают вместе с нарастающим монокристаллом, одновременно слабо вибрируя или вращая для перемещения расплава. Этот метод часто применяют после зонной плавки. Методы зонной плавки и выращивания кристалла из расплава хороши для очистки германия. Для кремния, который химически очень активен вблизи температуры плавления, применяют бестигельную плавку – вариант зонной плавки, в котором исключена возможность перехода примесей из стенок тигля в кремний. В бестигельной плавке слиток подвешивают вертикально, а катушка индукционного нагрева перемещается сверху вниз. При послойном расплавлении нижняя часть слитка удерживается с верхней силами поверхностного натяжения. Качество получаемых монокристаллов полупроводника контролируется металлографическими испытаниями и электрическими измерениями.

После ориентации (определения в монокристалле основных кристаллических плоскостей) полученные монокристаллические слитки нарезают на множество тонких пластин либо с помощью стальных полотен, смачиваемых суспензией, в состав которой входит тонкий абразивный, порошок, либо алмазными дисками, охлаждаемыми струей воды. Для удаления неровностей, доводки толщины и получения параллельности поверхностей пластины шлифуют на шлифовальных кругах. После шлифовки на поверхности остаются слои с механическими нарушениями, с искажениями кристаллической решетки и остаточными механическими напряжениями. Эти слои удаляются полировкой, обычно химической, которой иногда предшествует и механическая. Химическая полировка представляет собой растворение поверхностного слоя полупроводника химическими реактивами-травителями. Перед травлением пластину очищают и обезжиривают в органических растворителях и промывают в деионизированной воде. После обработки параллельность плоскостей пластины достигает одного и даже долей микрометра на сантиметр длины. Такие пластины после тщательной очистки идут на изготовление полупроводниковых приборов.