Kremíkový monokryštál

Monokryštál je makroskopický kryštál so zanedbateľnými poruchami kryštálovej štruktúry.

V polovodičovej technike sa rozoznávajú dva typy monokryštálov:

• tenkovrstvé monokryštály - vyrábané epitaxiou
• objemové monokryštály - vyrábané najčastejšie ťahaním z kvapalnej fázy

Základnou podmienkou vzniku monokryštálu je riadenie premeny taveniny takým spôsobom, aby sa celá kryštalizácia uskutočnila z jedného zárodku. To sa dosahuje priložením rovinného povrchu zárodku nepatrne nižšej teploty než je rovnovážna teplota kryštalizácie, čo má za následok zníženie teploty kvapalnej fázy v okolí styčnej plochy, a tým splnenie termodynamickej podmienky rastu kryštálu. Rýchlosť rastu sleduje rýchlosť posuvu medzifázového rozhrania a tá je zasa daná veľkosťou podchladenia.

Na splnenie podmienky vzniku kvalitného monokryštálu, ktorou je planárny rast, je nevyhnutné, aby nebolo podchladenie veľké. Z toho vyplýva, že bežná rýchlosť rastu kvalitného monokryštálu je rádovo milimetre za hodinu. Na zabezpečenie toku tepla z kvapalnej fázy do kryštálu musí byť trvalo zabezpečený teplotný gradient na medzifázovom rozhraní, preto je nutné teplo riadeným spôsobom odvádzať. Je tiež nutné, aby sa vznikajúci kryštál posúval smerom od taveniny, alebo aby sa posúval teplotný gradient v opačnom smere. Kryštálová orientácia materského zárodku priamo určuje orientáciu rastúceho kryštálu.

Pozri aj

• Czochralského metóda
• Wafer

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Monokrystal na českej Wikipédii.

Chemický portál Portál vedy o Zemi