Спосіб вирощування напівпровідникових ниткоподібних кристалів для струнних резонаторів

Винахід належить до області технології напівпровідникових матеріалів та виробництва на їх основі напівпровідникових приладів, зокрема, може бути застосованим в радіоелектронних пристроях як частотнозадаючий елемент і у вимірювальній техніці як струнний електромеханічний резонатор частотних сенсорів. Відомий спосіб вирощування напівпровідникових ниткоподібних кристалів, який здійснюється у вакуумованій кварцевій ампулі, що містить вихідний кремній, легований бором, легуючі домішки в присутності галоїда, як компонента-розчинника, та при наявності перепада температур між кінцями ампули. Проте у відомому способі вирощені НК мають низький коефіцієнт тензочутливості (»100-140 для НК з питомим опором р-0,01-0,02 Ом • см), що знижує чутливість струнного резонатора, а великий діаметр вирощених НК (40-100 мкм) не дозволяє використовувати їх для ЧЕ струнних резонаторів, для яких застосовують кристали з діаметром 12-18 мкм. В основу винаходу поставлене завдання створення способу вирощування ниткоподібних кристалів, у якому за рахунок того, що до складу вихідного матеріалу додатково вводять германій дірковий, легований бором до номінального питомого опору 0,4 Ом • см, крім оксиду бору, як основної легуючої домішки, в ампулу вводять золото та платину, які дають глибокі рівні в кремнію та германію, з концентраціями, вибраними емпіричним шляхом, що надає нових властивостей вирощеним НК, а також за рахунок зміни параметрів технологічного режиму вирощування кристалів забезпечується отримання кристалів з підвищеним коефіцієнтом тензочутливості, з заданими геометричними розмірами, з високою ступінню досконалості об'ємної та поверхневої структури. На кресленні зображено вакуумовану кварцеву ампулу 1; вихідний монокристалічний матеріал (германій, кремній) 2; легуючі домішки 3; капіляр з бромом 4; електропіч опору 5; вирощені ниткоподібні кристали Si-Ge 6. У кварцеву ампулу 1 завантажують вихідний монокристалічний матеріал 2 - кремній дірковий, легований бором до номінального опору 0,4 Ом • см, легуючі домішки 3 - золото, платина, оксид бору з концентраціями (6,10-7,62) • 10-4 мг/см3, (1,69-1,86) • 10-3 мг/см3, відповідно і капіляр з галоїдом 4. Ампулу вакуумують. Вакуумовану ампулу розміщують в електропечі опору 5 з розподілом температури вздовж печі. На початку процесу вирощування НК ампулу розміщують в положенні І (ампула показана суцільною лінією). Встановлюють температуру кінця ампули (з вихідним складом Si-Ge, легуючими домішками і галоїдом) 1175...1190°С, яка залежить від кількісного складу вихідних компонент і підтримують постійною на протязі всього процесу вирощування. Температуру кінця ампули, у якому відбувається вирощування НК 6, встановлюють в початковий момент 690...790°С, а потім знижують зі швидкістю 160...170°С/год. Ампула на заключній стадії процесу отримання ниткоподібних кристалів займе положення II у печі, яке показано штриховою лінією.