Оборудование для роста монокристаллов

Низкоградиентный метод Чохральского основан на том известном принципе, что для некоторых материалов при низких градиентах температуры в зоне роста реализуется послойный рост кристаллов; кристаллизация идёт строго по естественным кристаллографическими плоскостям. Синтезированные таким методом кристаллы имеют максимально высокую степень совершенства среди аналогичных кристаллов, синтезированных другими методами. Ещё одним значимым преимуществом метода является то, что рост кристалла по естественным кристаллографическим плоскостям значительно сокращает содержание примесей в растимом кристалле.

Аппаратно данный метод реализуется разделением теплового узла на несколько зон с независимыми контурами регулирования температуры (обычно – не менее трёх зон нагрева). В каждой отдельной зоне реализуется независимое автоматическое регулирование температуры, минимизирующее температурный градиент в данной зоне. Контроль за процессом роста осуществляется путем прецизионного контроля веса растимого кристалла в поперечном сечении. Эта конфигурация не подразумевает использование визуального контроля, все параметры процесса регулируются специализированным программным обеспечением в автоматическом режиме.

Для выращивания полупроводниковых соединений, содержащих в своем составе легколетучие компоненты, данный метод предполагает использование технологии жидкой герметизации расплава. В этом случае кристаллизуемый расплав располагается под слоем легкоплавкого флюса, плотность которого меньше плотности расплава. Тигель с расплавом и флюсом помещают в рабочую камеру, в которой создаётся давление инертного газа, на 50 – 100% превышающее давление пара летучего компонента. Технология позволяет значительно снизить испарение летучих компонентов, ведущих к нестихиометрии кристаллов и повысить таким образом степень чистоты и совершенства кристаллов.

Специалистами нашей компании разработан ряд собственных технологий, позволяющих эффективно реализовать низкоградиентный метод Чохральского, в том числе - прецизионное устройство для реализации весового контроля, позволяющее регистрировать вес кристалла максимальной массой до 40 кг. с точностью ±1 мг. Разработана собственная автоматизированная система управления процессом и программные алгоритмы, позволяющие эффективно растить высокосовершенные кристаллы разных типов. Наша система управления позволяет создать ростовую установку операторского уровня, не требующую участия квалифицированного специалиста для реализации процесса роста кристалла.