Роль гранных форм для получения бездислокационных кристаллов германия низкоградиентным методом Чохральского / Касимкин П.В., Шлегель В.Н., Васильев Я.В., Курусь А.Ф.

Германий – широко используемый материал для оптических и электронных приложений.Зачастую совершенство структуры кристалла является определяющим качество конечного изделия.Так, для создания солнечных элементов с высоким КПД требуются бездислокационные подложкигермания.В работе [1] на примере галлий-гадолиниевого граната показана возможность блокироватьпрорастание дислокаций за счет огранения кристалла и, таким образом, получениябездислокационной структуры. Подобный подход можно применить при использованиинизкоградиентного метода Чохральского (Low Thermal Gradient Czochraski technique - LTG Cz).[2].Данный метод успешно используется для выращивания оксидных кристаллов с рекорднымихарактеристиками. В условиях низких градиентов температуры преобладающим становится слоевоймеханизм роста, причем фронт кристаллизации оказывается полностью ограненным. Первыерезультаты по выращиванию этим методом монокристаллов германия были приведены в работе [3,4].Тепловой узел в LTG Cz не имеет окон для наблюдения, поскольку они искажали бы тепловое поле.Информацию для работы системы регулирования можно получать только из показаний весовогодатчика. Как известно при выращивании полупроводниковых материалов с весовым контролемвеличины поперечного сечения кристалла так называемая «аномальная» зависимость весовогосигнала от времени приводит к неустойчивости системы, особенно при низких скоростяхкристаллизации [5]. Для решения этой проблемы в работе [6] был предложен и успешно примененспособ оценки величины поперечного сечения кристалла с использованием модуляции весовогосигнала периодическими возвратно-поступательными перемещениями штока затравкодержателя.Показано, что возмущения процесса роста в системе управления с периодической модуляциейвесового сигнала не приводят к возникновению структурных дефектов в кристалле.В настоящей работе представлены результаты серии процессов роста кристаллов германия понаправлению и , проведенных в условия экстремально низких градиентов температуры иограниченных начальной стадией. Прослежена эволюция дислокационной картины у кристаллов сполным и частичным огранением фронта для направления . Показана возможность получитьтаким способом на начальной стадии роста бесдислокационные кристаллы германия или кристаллы,содержащие единичные дислокации. В отличие от этого у кристаллов, растущих по направлению по нормальному механизму с округлым фронтом в тех же тепловых условиях плотностьдислокаций не удается уменьшить ниже уровня ~ 102-103 см-2.