Монокристаллический кремний — один из материалов, без которых не могла бы существовать микроэлектроника. Выращивают такие монокристаллы в специальных камерах, одну из которых, отвечающую современному уровню техники, показал на ВДНХ Всесоюзный научно-исследовательский институт токов высокой частоты (Ленинград).

Кремниевый стержень закрепляют на верхнем штоке внутри вакуумной камеры, внизу, тоже на штоке, устанавливают затравочный монокристалл. К стержню без контакта с ним подводится энергия высокочастотного лампового генератора, при этом конец стержня начинает плавиться. Штоки сближаются, капля расплава соединяется с затравкой, и начинается процесс кристаллизации: затравка-монокристалл «организует» расплав по своему подобию.

В это время оба штока медленно передвигаются вниз, а источник энергии остается на месте, поэтому зона расплава, а вместе с ней и монокристаллическая структура перемещается вверх по стержню, и он постепенно превращается в монокристалл.

Этот способ выращивания монокристаллов в ленинградской установке впервые полностью автоматизирован. ПК, запрограммированная на определенный технологический режим, управляет движением слитка, высотой зоны расплава, мощностью генератора, вращением штоков (их вращают, чтобы раствор хорошо перемешивался и получался ровный цилиндрический монокристалл). В иллюминатор вакуумной камеры «заглядывает» телекамера, и изображение зоны расплава можно видеть на экране в течение всего процесса — на один монокристалл длиной 600 мм уходит около трех часов.

Метки: вакуум, камера, монокристалла, ПК