Реферат на тему Выращивание кристаллов методом вертикально направленной кристаллизации (Метод Чохральского)

Содержание:

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ. 3
1. Выращивание кристаллов. 4
1.1 Выращивание из расплавов. 4
1.2 Метод вертикальной направленной кристаллизации. 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 7
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 8

Введение:

Монокристалл
– представляет собой кристалл, имеющий равномерную кристаллическую решетку
всего объема. Характерными свойствами его является направленность большинства
физических свойств (анизотропия). Он имеет следующие физические свойства:
электрические, магнитные, оптические, акустические, механические, которые взаимосвязаны
и обусловлены структурой кристалла.

Такие
кристаллы популярны во многих отраслях промышленности, но чаще всего
используются в микроэлектронике. Возможность изменять электропроводность
полупроводниковых монокристаллов путем введения определенного количества
примесей используется для создания полупроводниковых приборов — диодов,
транзисторов, интегральных схем, оптоэлектронных приборов и интегральной
оптики, пьезоэлектрических генераторов механических колебаний,
акустоэлектронных и акустооптических приборов.

Кристаллы,
которые встречаются в природе, а не выращены искусственно очень незначительное
количество. При этом даже при обнаружении таких природных кристаллов их применять
в промышленности не представляется возможным. Это, прежде всего, связано с их
незначительными природными размерами и наличием дефектов. Поэтому большей
популярностью пользуются выращенные кристаллы. Для выполнения таких задач
существует специальное оборудование, и создаются специальные условия, при
которых происходит их созревание. Этим занимаются различные компании. Метод
выращивания выбирают после исследования затрат на их рост [1].

Объектом
рассмотрения в работе являются монокристаллы.

Целью
работы является изучение роста кристаллов путем вертикально ориентированной
кристаллизации.

Задачи,
которые необходимо решить.

—
изучить классификацию методов выращивания кристаллов;

—
исследовать метод вертикально направленной кристаллизации.

Заключение:

В работе рассмотрена
классификация методов, используя которые возможно вырастить кристаллы. Описан метод
Чохральского и метод вертикальной
направленной кристаллизации.

Монокристаллы популярны в
микроэлектронике. Возможность изменять электропроводность полупроводниковых
монокристаллов путем введения любого количества примесей используется для
создания полупроводниковых приборов – диодов, транзисторов, интегральных схем,
оптоэлектронных приборов и интегральной оптики, пьезоэлектрических генераторов
механических колебаний, акустоэлектронных и акустооптических приборов.

В природе встретить такие
кристаллы практически невозможно. А если и встречаются, то имеют очень
маленькие размеры и свои недостатки. Чаще всего в производствах различных
отраслей используют кристаллы, которые выращены искусственно. Для этого используют
различные методы и специальное оборудование. Этим занимаются различные
компании, имея свои лаборатории. Так как методов роста кристаллов имеется для
практического применения в достаточном количестве, то существуют свои критерии,
по которым используют тот или иной метод. Одним из главных критериев выбора
метода заключается в оценке его затрат. Вторым критерием служит требования к
качеству кристаллов, которые потом будут использовать в производстве. Это
определено наличием определенных дефектов в выращенных кристаллах. На практике
можно выделить такие виды дефектов: макроскопических (инородное включение,
блоки, напряжения) и микроскопических (дислокация, примесь, вакансия). Также
имеются различные методы, которые позволяют уменьшить наличие таких дефектов.

Фрагмент текста работы:

Монокристалл
– представляет собой кристалл, имеющий равномерную кристаллическую решетку
всего объема. Характерными свойствами его является направленность большинства
физических свойств (анизотропия). Он имеет следующие физические свойства:
электрические, магнитные, оптические, акустические, механические, которые взаимосвязаны
и обусловлены структурой кристалла.

Такие
кристаллы популярны во многих отраслях промышленности, но чаще всего
используются в микроэлектронике. Возможность изменять электропроводность
полупроводниковых монокристаллов путем введения определенного количества
примесей используется для создания полупроводниковых приборов — диодов,
транзисторов, интегральных схем, оптоэлектронных приборов и интегральной
оптики, пьезоэлектрических генераторов механических колебаний,
акустоэлектронных и акустооптических приборов.

Кристаллы,
которые встречаются в природе, а не выращены искусственно очень незначительное
количество. При этом даже при обнаружении таких природных кристаллов их применять
в промышленности не представляется возможным. Это, прежде всего, связано с их
незначительными природными размерами и наличием дефектов. Поэтому большей
популярностью пользуются выращенные кристаллы. Для выполнения таких задач
существует специальное оборудование, и создаются специальные условия, при
которых происходит их созревание. Этим занимаются различные компании. Метод
выращивания выбирают после исследования затрат на их рост [1].

Объектом
рассмотрения в работе являются монокристаллы.

Целью
работы является изучение роста кристаллов путем вертикально ориентированной
кристаллизации.

Задачи,
которые необходимо решить.

—
изучить классификацию методов выращивания кристаллов;

—
исследовать метод вертикально направленной кристаллизации. 1. Выращивание кристаллов 1.1 Выращивание из расплавов Для
того чтобы вырастить кристаллы существует ряд методов, которые были разработаны
рядом ученых. Каждый метод имеет свои недостатки и достоинства. Однако все
методы делятся в зависимости от сил кристаллизации ее среды. Существует три
вида методов. Первый метод кристаллизация из расплавов, кристаллизация из
раствора, кристаллизация паровых (газовых) фаз.

Для
того чтобы подобрать один из методов необходимо точно определить такие факторы:
природа кристаллизации, как происходит наплавление, наличия фазового перехода, химическую
активность, целесообразность использования метода с учетом затрат (сколько
стоит техника, материалы) и требования к реальной структуре, геометрической
конфигурации и размерам затребованных кристаллов [2].

Выращивание
кристаллов началось случайно при одном из исследований польского химика Яна Чохральского, который в тигель с оловом бросил
ручку и опустил его в емкость. Когда же он попытался вытащить ручку, то
заметил, что перо тянет ниточку твердого металла.

На
поверхности расплавленных металлов опускает кристалл травления, где происходит
рост (выращивание). В слегка перегретый расплав (1) опускают ранее нагретую
монокристаллическую затравку (2) с конкретной кристаллографической