Метод сублімації-конденсації можна застосовувати для вирощування конгруентно випаровуються напівпровідникових зєднань і твердих розчинів на їх основі, компоненти яких мають досить високими тисками парів (≈ 1 мм рт ст), а також у випадках, коли кристали матеріалів складно виростити іншими методами Вирощування

кристалів цим методом проводять в замкнених або проточних систе

Рис 615 Схеми вирощування кристалів методом сублімації-конденсації і розподіл температури в реакційній камері: а – Замкнута система б – Проточна система

мах, у вертикальній або горизонтальній модифікації, з запалом або без затравки Схеми різних модифікацій цього методу показані на рис 615

Суть методу сублімації-конденсації полягає в сублімації (або випаровуванні) вихідної речовини і подальшої конденсації пари на зростаючій поверхні Метод характеризується тим, що склад зростаючого кристала практично ідентичний складу джерела, а парова фаза складається тільки з атомів або молекул, що утворюють джерело і кристал Залежно від парового середовища массоперенос в замкнутих системах здійснюється або молекулярними пучками (у вакуумі), або молекулярної або конвективної дифузією Лимитирующей стадією росту зазвичай є массоперенос: підведення кристаллизующегося матеріалу до поверхні зростання Зростання кристала відбувається в дифузійній області

Замкнута система реалізується в вакуумированной і запаяної кварцовою ампулі Для вирощування монокристалів таким способом необхідно дотримуватися наступних правил

1 Використовувати докритичний пересичення з метою забезпечення селективного зародження на невеликому числі активних місць на стінках ампули Для локалізації зародження та освіти єдиного зародка доцільно вести кристалізацію в сужающемся кінці спеціально обробленої кварцовою ампули, також можна використовувати створення щодо холодного плями на стінці ампули або проводити зростання на затравки

2 Швидкість протягування ампули повинна бути узгоджена з лінійною швидкістю зростання в напрямку осі ампули Завдяки виконанню цієї умови фронт критичного пересичення буде збігатися з фронтом кристалізації, тому зародження відбуватиметься на зростаючій поверхні кристала, а не на стінках ампули

65 Метод хімічних реакцій 259

3 Для забезпечення конвективного переносу слід користуватися ампулами великого діаметру, виконаними у вигляді комбінації циліндра і конуса

Таким способом, як правило, ростять вчинені кристали сполук AIVBVI (PbTe, PbS та ін), AIIBVI (CdS, CdSe та ін) і тверді розчини на їх основі

При вирощуванні кристалів з газоподібної фази в проточних системах методом сублімації-конденсації пари вихідної речовини вводяться в зону кристалізації потоком інертного газу (водень, аргон та ін)

Джерело: І А Случинський, Основи матеріалознавства і технології напівпровідників, Москва – 2002