Метод вытягивания монокристалла (Метод Чохральского)

Рис. 4.12. Установка для выращивания монокристаллов полупроводников из расплава

(1 – затравка, 2 – монокристалл, 3 – высокочастотный редуктор, 4 – расплав, 5 – тигель, 6 – графитовая оболочка)

При постепенном опускании штока в расплав медленно вводится монокристаллическая затравка, которая может быть ориентирована в определенном кристаллографи­ческом направлении. Затравка выдерживается в расплаве, пока не оплавится с поверхности. Когда это достигнуто, затравку, вращая, начинают медленно поднимать. За затравкой тянется жидкий стол­бик расплава, удерживаемый поверхностным натяжением. Попадая в область низких температур над поверхностью тигля, расплав затвердевает, образуя одно целое с затравкой.

Чтобы получить монокристаллы строго постоянного диаметра по всей длине, необходимо температуру расплава поддерживать постоянной с точностью до десятых долей градуса. Этим способом получают монокристаллы германия диаметром в десятки милли­метров. Слитки имеют неодинаковое сопротивление по длине (рис. 4.14), так как верхняя часть слитка содержит меньшее число примесей, чем нижняя, вытягиваемая из остатков расплавленного германия с повышенной концентрацией примесей. При вытягивании монокристалла в него вводят в строго контролируемом количестве примеси для получения германия с определенной величиной и типом.