Влияние вибраций ростовой аппаратуры на конвективные процессы при выращивании легированных кристаллов полупроводников

В наземных экспериментах в условиях слабых конвективных течений исследовано влияние вибраций ростовой аппаратуры на однородность выращиваемых методом направленной кристаллизации легированных монокристаллов полупроводников. Проведенные исследования основаны на теоретических расчетах и экспериментальных результатах по выращиванию кристаллов Ge легированного Ga, при кристаллизации которых моделировались конвективные процессы различной интенсивности, в том числе близкие к условиям микрогравитации. Измерение неоднородности распределения легирующей примеси по длине кристаллов проводилось разработанным и апробированным авторами методом микротермоЭДС (метод оперативного контроля), который позволяет избежать, в том числе, и проблемы влияния подвижности носителей заряда на результаты измерений. Показано, что вибрации ростовой аппаратуры приводят к усилению интенсивности конвективных процессов и, соответственно, к ухудшению однородности распределения легирующей примеси по длине кристалла. Установлено, что для получения высокооднородных кристаллов полупроводников, как в земных, так и в условиях микрогравитации, процесс кристаллизации необходимо проводить путем управления тепловым полем без механического перемещения образцов. Наибольшее существенное влияние вибраций будет наблюдаться для условий микрогравитации, где сильно возрастает микрогравитационная чувствительность легированных расплавов к внешним воздействиям.