Восстановления исходного

Диаметр стержня кремния в процессе водородного восстановления хлорсиланов возрастает по закону

Анализ уравнения (3.206) показывает, что масса кремниевого стержня в процессе водородного восстановления хлорсиланов изменяется по параболическому закону ( 3.6).

Наибольшее применение выращивание профилированных кристаллов полупроводников нашло для изготовления кремниевых основ (стержней и лент) для реакторов водородного восстановления хлорсиланов и термического разложения моносилана. Поликристаллические стержни кремния диаметром 4—6 и длиной до 2000 мм выращивают без применения формообразователя методом, аналогичным методу выращивания монокристаллов «с пьедестала» (см. 4.12, в). Роль формообразователя выполняет электромагнитное поле, создаваемое индуктором, питаемым током частотой 1,76 МГц, и короткозамкнутым витком. Электромагнитное поле оказывает электродинамическое воздействие на столбик расплава ( 4.11, а). Использование такого устройства позволяет выращивать в вакууме порядка 2,бХ ХЮ~3 Па одновременно семь стержней. Скорость вытягивания составляет 15—18 мм/мин.

Наибольшее распространение получили два способа кристаллизации кремния из газовой среды: в процессе водородного восстановления хлорсиланов и разложения моносилана. Оба процесса в той или иной степени сводятся к получению свободных атомов кремния, которые в зависимости от их концентрации, давления и температуры процесса образуют твердую фазу.

И в этом случае получаются все ранее указанные формы роста кристаллов: дендриты различной величины и различные по размеру плоско-1 гранные кристаллы. Специально были выращены даже одиночные моно-кристаллические стержни диам. 35 мм в процессе водородного восстановления хлорсиланов.

Отметим также следующее. Во всех случаях роста кремния из газовой фазы теплоотвод от фронта кристаллизации совершается через газовую фазу. Очень важно, что в процессе водородного восстановления хлорсиланов или разложения моносилана можно менять температуру на границе кристалл - газ (изменением температуры нагрева стержня) независимо от парциального давления пара (изменением концентрации).

Если на пластинку кремния положить каплю золота, то капля раство^ рит некоторое количество кремния и превратится в сплав Si-Au. Затем пластину кремния с каплей расплава помещают в реактор, где происходит выделение кремния в результате реакции водородного восстановления хлорсиланов. На границе с кремнием растворимость в жидкой фазе меньше, чем на границе с газом. В результате кремний будет откладываться на твердой подложке по мере поступления его в жидкость из газовой фазы. Вместе с ростом стерженька будет подниматься и капля, так как само золото в кремнии почти не растворяется и капля в процессе роста не расходуется. Толщина нити определяется размером капли. Обычно такие нити оказываются бездислокационными; это придает им особо высокую прочность.

Ранее уже указывалось, что для производства поликристалличёских кремниевых стержней наибольшее промышленное распространение получили методы водородного восстановления хлорсиланов и термического разложения силана.

1. ПОЛУЧЕНИЕ КРЕМНИЕВЫХ СТЕРЖНЕЙ В ПРОЦЕССЕ ВОДОРОДНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ХЛОРСИЛАНОВ

Физико-химические основы водородного восстановления хлорсиланов

восстановления хлорсиланов обычно осуществляют при температурах стержней-подложек 1273-1473 К.

Для предотвращения отрицательного выброса напряжения [7ВХ j в момент времени /2 и уменьшения таким образом времени восстановления исходного состояния схемы резистор R шунтируют диодом VD.

Время восстановления исходного состояния схемы заканчивается в момент ?2, когда открывается диод F.DJ и напряжение Uc фиксируется на уровне десятых долен вольт (U.lL =().7-:--0,9 В).

2.17. Ток эмиссии катода, работающего при температуре Г=2100К, в течение некоторого интервала времени снижается на 5%. С каким изменением работы выхода связано это снижение? На сколько процентов необходимо повысить напряженность электрического поля у катода для восстановления исходного уровня эмиссии, если в нормальных рабочих условиях напряженность поля у катода равна 10* В/см?

Серьезный недостаток транзистора, работающего в насыщенном режиме, заключается в том, что после выключения входного сигнала транзистор некоторое время продолжает оставаться в насыщенном режиме. Это обусловлено тем, что в режиме насыщения в области базы накапливается избыточное количество неосновных носителей, которые рассасываются в течение некоторого времени, что увеличивает длительность восстановления исходного режима. Чем больше ток коллектора /к, тем больше

Для восстановления исходного сигнала необходимо ?/вых (tj проинтегрировать, после этого воспроизведенный сигнал может мало отличаться от записанного. Рассмотренный метод записи (метод прямой записи) неприменим для инфразвуковых частот, так как э. д. с. индукции оказывается чрезвычайно малой. Помимо этого при прямой записи неизбежны нелинейные искажения записываемого сигнала вследствие нелинейной зависимости остаточной индукции 5ОСТ от напряженности воздействующего магнитного поля Н (t). Искажения могут быть сведены к минимуму, если работать на линейном участке кривой намагничивания. Это достигается соответствующим смещением рабочей точки записи, осуществляемым за счет постоянного подмагничивающего тока, или однополярных импульсов тока, или переменного синусоидального тока весьма высокой частоты.

Процесс восстановления исходного состояния схемы должен быть завершен к приходу очередного запускающего импульса. Для уменьшения времени восстановления, указанного на эпюре в табл. 19.6, вариант б, в схеме одновибратора параллельно резистору R включают цепочку из дополнительного резистора R3 и диода FD2, уменьшают постоянную времени этапа восстановления.

Усилитель считывания является дифференциальным. На один его вход подается опорное напряжение, на другой— сигнал с шины столбца. Таким образом, разностный сигнал равен 8U, его значение должно превышать чувствительность усилителя считывания б{/ус (30...50 мВ). На этой стадии напряжение на запоминающем конденсаторе С0 изменяется от начального (?/° или U1) до значения, примерно равного U0„ (если dU <^ Uоп). Для восстановления исходного состояния напряжение U° или U1, сформированное усилителем считывания, подается обратно на шину Y и через открытый транзистор элемента памяти устанавливается на конденсаторе.

3 этап '(стадия восстановления исходного состояния). Итак, в момент t2 скачком устанавливается «пых = = — иВЫКтах- Конденсатор С\ начинает разряжаться через резистор К от источника напряжения — [/вых max, притом T=/?CI. В момент ^3 напряжение на конденсаторе достигает uc(tz}=Q, открывается диод VI, который препятствует дальнейшему уменьшению напряжения на конденсаторе. В момент U стадия восстановления завершается, од-новибратор готов к приходу нового импульса на входе.

3 этап (стадия восстановления исходного состояния). Ток через магнитные элементы не может измениться скачком, поэтому при запирании транзистора в момент /2 на первичной обмотке трансформатора козникает противо-ЭДС (см. 3.19, д). Нарастание напряжения на коллекторе транзистора может привести к его пробою, поэтому блокинг-генератор снабжен цепочкой RoVo: при UK>?K отпирается диод 1/0 и энергия из магнитной цепи трансформатора рассеивается на резисто-

Очередной импульс можно подавать на формирователь после завершения процесса восстановления исходного состояния, т. е. после завершения переключений, связанных с воздействием предыдущего импульса. Сущность этих процессов состоит в следующем. В момент t3

Стадия восстановления исходного состояния. После обратного переключения состояние элементов 34 и Э2 соответствует исходному. Отличие от исходного состояния заключается в значении напряжения на конденсаторе С. При отсутствии диода Д разряд конденсатора протекал бы через резистор R и выходное сопротивление каскада на элементе 34. При этом на резисторе R выделялось бы значительное напряжение отрицательной полярности, что для ТТЛ-элементов и И—НЕ недопустимо (см. § 4.9). Диод Д ограничивает отрицательное напряжение на входе 52, фиксирует напряжение ывх2(0 на уровне —еоп, где еоя — напряжение отсечки в. а. х. диода Д. Конденсатор С разряжается выходным втекающим током элемента Э4, протекающим через резистор г, конденсатор С и диод Д. Постоянная времени цепи разряда 62 = C(Ri0 + гпр) = С(гВЫ1 0 +