Монокристаллы или гомогенный поликристаллический материал с определенной структурой, отличающиеся материалом или формой: ..германий – C30B 29/08

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов германия в форме диска из расплава и может быть использовано для изготовления объективов в устройствах регистрации инфракрасного излучения. Монокристаллы германия выращивают в кристаллографическом направлении [111] после выдержки при температуре плавления в течении 1-2 часов, при температурном градиенте у фронта кристаллизации в пределах (10,0÷18,0) К/см, обеспечивающем плотность дислокации на уровне (2·10⁵-5·10⁵) на см ². Изобретение позволяет получать монокристаллы германия со значительным увеличением площади приема сигнала за счет направленного введения в выращиваемый кристалл заданной концентрации дислокации и их превращения из стандартных дефектов кристалла в активно действующие элементы устройств инфракрасной оптики. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов германия из расплава, применяемых для изготовления оптических деталей (линзы, защитные окна) инфракрасной техники. Профилированные монокристаллы германия выращивают на затравочный кристалл из расплава с использованием формообразователя, помещенного в тигель и имеющего отверстия в месте примыкания его нижней части к днищу тигля для удаления избытка расплава, при этом сначала в формообразователь и промежуток между стенкой тигля и формообразователем помещают исходную загрузку германия и расплавляют ее, причем высота расплава в этом промежутке находится на уровне 0,85÷0,95 высоты расплава в формообразователе, далее в расплав формообразователя помещают затравочный кристалл, вращающийся с угловой скоростью в диапазоне 5÷20 об/мин, и осуществляют разращивание кристалла в радиальном направлении до тех пор, пока его диаметр не приблизится к диаметру формообразователя, затем вращение кристалла прекращают, осуществляют регулируемое снижение температуры до полной кристаллизации всего объема расплава в формообразователе с образованием его избытка и перетеканием расплава через отверстия формообразователя в промежуток между тиглем и формообразователем, после чего путем дальнейшего снижения температуры кристаллизуют весь объем расплава в промежутке между тиглем и формообразователем. Технический результат изобретения состоит в повышении выхода годной продукции за счет получения монокристаллов германия (в том числе крупногабаритных) универсальной формы без дефектов структуры, свободных от механических напряжений, и упрощении технологического процесса. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к выращиванию из расплава легированных монокристаллов германия в температурном градиенте с использованием нагревательного элемента, погруженного в расплав, в условиях осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ. Легированные монокристаллы германия выращивают из расплава в тигле, размещенном на теплоотводящем блоке, на кристаллографически ориентированную затравку диаметром, равным внутреннему диаметру тигля, в условиях осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ, с использованием многосекционного фонового нагревателя и погруженного в расплав многосекционного нагревателя - ОТФ-нагревателя, поддерживаемого при постоянной температуре T₁, путем перемещения тигля с затравкой и растущим кристаллом в холодную зону печи относительно ОТФ-нагревателя при разных начальных концентрациях легирующей примеси C₁ в зоне кристаллизации W ₁ с высотой расплава h и C₂ в зоне подпитки W₂ и при уменьшении в ходе перемещения тигля температуры дна тигля T₄(t) в соответствии с законом: T₄ (t)=T₄ ⁰-a×t, где Т₄ ⁰ - начальное значение температуры, a=v( _p×gradTp+Q)/ _кр, v - скорость вытягивания кристалла, _p - теплопроводность расплава германия, gradTp - осевой градиент температуры в расплаве, при котором выращивают кристалл, Q - теплота кристаллизации, _кр - теплопроводность кристалла германия, при этом осуществляют управление переносом массы расплава в зоне кристаллизации, которое ведут за счет выбора оптимального соотношения между осевым градиентом температуры в расплаве gradTp, радиальным распределением температуры вдоль ОТФ-нагревателя, высотой слоя расплава h и скоростью вытягивания v, при этом рост монокристаллов германия в кристаллографических направлениях [111] и [100] ведут в зависимости от диаметра кристалла и требуемого качества при следующих параметрах: h=5-30 мм, gradTp=3-50°C/см, v=2-30 мм/час, разнице температур ОТФ-нагревателя T₂-T ₁=0-6°C, разнице температур между боковой поверхностью тигля Т₃ и температурой ОТФ-нагревателя Т₂ , равной Т₃-Т₂=1-20°С. Изобретение позволяет получать монокристаллы германия диаметром до 150 мм без полос роста с высокой поперечной макрооднородностью распределения сопротивления 5-10%. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к выращиванию из расплава легированных монокристаллов германия в температурном градиенте с использованием нагревательного элемента, погруженного в расплав. Способ включает выращивания легированных монокристаллов германия из расплава в тигле на кристаллографически ориентированную затравку диаметром, равным внутреннему диаметру тигля, в условиях теплового осевого потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ, с использованием фонового нагревателя и погруженного в расплав двухсекционного нагревателя (ОТФ-нагревателя) путем перемещения тигля с затравкой и растущим кристаллом в холодную зону печи относительно ОТФ-нагревателя, поддерживаемого при постоянной температуре, при наличии разных начальных концентраций легирующих примесей C₁ и С₂ в зонах расплава W ₁ и W₂, при толщине слоя расплава h в зоне W₁. Управление формой фронта кристаллизации ведут одновременно ОТФ- и фоновым нагревателями, при этом в ходе вытягивания кристаллов температуру дна тигля T ₄(t) уменьшают в соответствии с законом: T ₄(t)=T₄°-a×t, где Т ₄° - начальное значение температуры, a=v( _p×gradTp+Q) _кр, v - скорость вытягивания кристалла, _p - теплопроводность расплава германия, gradTp - осевой градиент температуры в расплаве, при котором выращивают кристалл, Q - теплота кристаллизации, _кр - теплопроводность кристалла германия, величину h выбирают из условия h<0.3D, где D - диаметр ОТФ-нагревателя, а соотношение начальных концентраций C₁ и C₂ соответственно в зонах W ₁ и W₂ удовлетворяет условию C ₁=C₂/K, где К - равновесный коэффициент сегрегации для используемой легирующей примеси. Способ позволяет получать легированные монокристаллы германия диаметром до 76 мм без полос роста с высокой поперечной макрооднородностью распределения сопротивления: 1.5-2.5%. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов германия. Сущность изобретения: монокристаллы германия выращивают из расплава на затравочный кристалл с использованием формообразователя с находящимся внутри него расплавом, имеющего отверстия для удаления образующегося при кристаллизации избыточного расплава. Вначале на вращающемся затравочном кристалле осуществляют разращивание кристалла в радиальном направлении до его касания формообразователя, помещенного в тигель без расплава, затем вращение кристалла прекращают и осуществляют кристаллизацию в осевом направлении путем снижения температуры до полного затвердевания всего объема расплава, при этом используют формообразователь в месте примыкания нижней части которого к тиглю выполняют отверстия, расположенные на одинаковых расстояниях друг от друга, радиус (r) которых удовлетворяет условию r<K/h, где К=0,2 см², h - высота расплава (см), а количество отверстий составляет 12-18. Формообразователь может быть выполнен в виде обечайки круглой, квадратной или прямоугольной формы. Изобретение позволяет повысить выход годной продукции за счет получения монокристаллов германия универсальной формы без дефектов структуры, свободных от механических напряжений, однородных по распределению примесей, с высокой производительностью и существенным снижением технологических затрат. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в ИК-оптике. Сущность изобретения: способ включает выращивание монокристаллов германия из расплава на затравку и последующую термообработку, причем операцию их термообработки проводят без извлечения монокристаллов из установки выращивания при температуре в пределах 1140-1200 К в течение 60-100 часов в температурном поле с направленным по радиусу градиентом температур в пределах 3,0-12,0 К/см. После завершения термообработки осуществляют охлаждение монокристаллов до температуры 730-750 К со скоростью не более 60-80 К/час. Изобретение позволяет выращивать монокристаллы германия с высокими оптическими характеристиками: рассеянием излучения на длине волн 10,6 мкм не выше 2,0-3,0% и показателем поглощения не более 0,02-0,03 см^-1.