Img00184

188

3.56. Z metod wzrostu kryształów z fazy ciekłej najbardziej znane są metody Czo-chralskiego i Bridgmana.

Metoda Czochralskiego (zwana „wyciąganiem” kryształu z cieczy) polega na zetknięciu pręta z powierzchnią ciekłego metalu (rys. 3.56-1 a). Przy różnicy temperatur cieczy i pręta tworzy się na jego czołowej powierzchni zarodek krystalizacji, wzrastający przy podnoszeniu pręta z szybkością krystalizacji. Ponadto pręt wykonuje ruch obrotowy dla wyeliminowania różnic gradientu temperatury na obwodzie. „Wyciąganie” jest podstawową metodą otrzymywania monokryształów krzemu i germanu dla potrzeb elektroniki.

Ważny jest wybór odpowiedniej prędkości krystalizacji. Określa się ją z równowagi ciepła wydzielanego podczas krystalizacji Q_{ oraz ciepła odprowadzanego przez kryształ Q₂

(3.56-1)

<?, = Aq pu_t

(3.56-2)

gdzie A jest powierzchnią krystalizacji, q — ciepłem krzepnięcia, X przewodnością cieplną kryształu, p — gęstością materiału.

Rys. 3.56-1. Urządzenia do monokrystalizacji: a) metodą Czochralskiego; b) metodą Bridgmana: 1 — faza ciekła półprzewodnika, 2 — tygiel, 3 — cewka w.cz. pieca indukcyjnego, 4 — narastający monokryształ