В настоящее время монокристаллический германий широко используется в различных областях
микро- наноэлетроники и фотоники. Одним из перспективных методов получения
высококачественных бездислокационных монокристаллов Ge является низкоградиентный метод
Чохральского (Low Thermal Gradient Czochralski technique– LTG Cz). Данный метод успешно
использовался для получения оксидных кристаллов с рекордными характеристиками [1],
возможность его применения для роста Ge показана в работах [2,3]. Реализованные в LTG Cz
технологические решения позволяют существенно снизить градиент температур в расплаве и
растущем монокристалле (до ~1K/см) и уменьшить уровень термических напряжений.
В настоящей работе представлены результаты исследования структурного состояния и
распределения электрофизических параметров в кристаллах Ge, полученных методом LTG Cz в
условиях низких градиентов температур. Измерения удельного электрического сопротивления ρ
проводились четырехзондовым методом. Распределение времени жизни неравновесных носителей
заряда в кристаллах исследовалось с помощью бесконтактного СВЧ метода. Дефектная структура
образцов изучалась с использованием селективного травления.
Тепловой узел в методе LTG Cz не имеет окон для наблюдения, поскольку они искажали бы
тепловое поле. Информацию для работы системы регулирования можно получать только из
показаний весового датчика. Как известно для германия, в особенности в случае низких скоростей
кристаллизации, имеет место так называемая «аномальная» зависимость весового сигнала от
времени, приводящая к появлению положительной обратной связи в ходе процесса роста [4,5].
Авторами [6] разработана методика оценки диаметра кристалла на основе модуляции весового
сигнала при помощи периодических возвратно-поступательных движений штока держателя затравки.
Это позволило повысить устойчивость системы управления, применяя типовые алгоритмы
регулирования. Показано, что используемый метод весового контроля позволяет успешно управлять
процессом роста германия из-под флюса B2O3, что перспективно для получения бездислокационных
кристаллов германия [7]. Исследованы электрофизические характеристики и дефектная структура
монокристаллов Ge, выращенных методом LTG Cz из-под флюса. Изучено влияние периодических
возмущений процесса роста на однородность распределения электрофизических параметров в
монокристаллах. Представлены результаты исследования распределения ρ и в легированных
сурьмой кристаллах Ge при различных режимах модуляции весового сигнала. Продемонстрировано,
что используемая техника весового контроля позволяет обеспечить высокую однородность
распределения электрофизических параметров.
Электрофизические параметры и дефекты структуры Ge, полученного низкоградиентным методом Чохральского / Фрицлер К.Б., Труханов Е.М., Касимкин П.В., Шлегель В.Н., Васильев Я.В.
