Бестигельная зонная плавка

ВНИИТВЧ осуществляет разработку и изготовление технологических установок для получения материалов методом бестигельной зонной плавки.

Метод бестигельной зонной плавки (БЗП) позволяет получать высококачественные, чистые монокристаллические материалы, прежде всего - полупроводниковые.

БЗП заключается в перемещении зоны расплава вдоль вертикально расположенного исходного слитка. Зона расплава образуется за счет создания узкой зоны нагрева с помощью окружающего слиток одновиткового кольцевого индуктора. Процесс проводится в вакууме или контролируемой атмосфере. Это обеспечивает высокую чистоту выращиваемого кристалла.

Использование индукционного нагрева дает возможность высокоточной стабилизации температурных параметров процесса.

Во ВНИИТВЧ разработаны промышленные установки для:

получения монокристаллов различных материалов методом бестигельной зонной плавки - серия "Кристалл 100"

группового бестигельного выращивания кристаллов с пъедестала - установка "Кристалл 503".

В современных установках БЗП, создаваемых во ВНИИТВЧ, применяются:

• прецизионные механические устройства для передачи линейного и вращательного движений элементов внутрь технологической вакуумной камеры;
• высоконадёжные герметичные вводы движения разных конструктивных элементов внутри технологической камеры;
• специальная газо-вакуумная система, позволяющая получать в технологической камере атмосферу заданного состава;
• одновитковые индукторы, позволяющие получить узкую зону расплава (патент РФ № 2312154);
• оригинальные конструкции держателей затравки и исходного слитка;
• специальные светофильтры на смотровых окнах, исключающие вредные тепловые нагрузки на оператора.

Установки, разработанные и изготовленные во ВНИИТЧ, успешно используются в промышленности для:

• получения бездислокационных монокристаллов кремния разного диаметра и длины;
• получения контрольных проб поликристаллического кремния;
• выращивания легкодиссоциирующих соединений, например, гексаборида лантана;
• группового выращивания прутков-подложек с пъедестала;
• группового выращивания трёх кристаллов кремния диаметром 30-40 мм.

Установки БЗП, разработанные во ВНИИТВЧ позволяют реализовать оригинальный способ получения полых монокристаллов кремния (трубочек) методом БЗП по патенту РФ № 2324017.