Войти
Рост пьедестала с лазерным нагревом (LHPG ) или лазерная плавающая зона (LFZ ) - это метод выращивания кристаллов. Узкая область кристалла плавится с помощью мощного лазера CO2 или YAG. Лазер и, следовательно, плавающая зона перемещаются вдоль кристалла. Расплавленная область плавит нечистое твердое вещество на своем переднем крае и оставляет за собой затвердевший след из более чистого материала. Этот метод выращивания кристаллов из расплава (фазовый переход жидкость / твердое тело ) используется в материаловедении.
Основными преимуществами этого метода являются высокие скорости вытягивания (в 60 раз больше, чем у обычного метода Чохральского ) и возможность выращивания материалов с очень высокими температурами плавления. Кроме того, LHPG представляет собой метод без использования тиглей , который позволяет выращивать монокристаллы с высокой чистотой и низким напряжением.
Геометрическая форма кристаллов (технология позволяет получать малые диаметры) и низкая стоимость производства делают монокристаллические волокна (SCF), производимые LHPG, подходящими заменителями объемных кристаллов во многих устройствах, особенно которые используют материалы с высокой точкой плавления. Однако монокристаллические волокна должны иметь такие же оптические и структурные качества или превосходящие их по сравнению с объемными кристаллами, чтобы заменить их в технологических устройствах. Этого можно достичь, тщательно контролируя условия выращивания.
Схема системы LFZ До 1980 года для выращивания кристаллов с лазерным нагревом использовались только два лазерных луча, сфокусированных на материал источника. Это условие создавало высокий радиальный температурный градиент в зоне расплава, что делало процесс нестабильным. Увеличение количества лучей до четырех не решило проблему, хотя улучшило процесс роста.
Усовершенствование технологии выращивания кристаллов с лазерным нагревом было сделано Фейером и др., Которые включили специальный оптический компонент известный как рефлаксикон, состоящий из внутреннего конуса, окруженного большей частью коаксиального конуса, оба с отражающими поверхностями. Этот оптический элемент преобразует цилиндрический лазерный луч в поверхность полого цилиндра большего диаметра. Этот оптический компонент позволяет радиальное распределение лазерной энергии по расплавленной зоне, уменьшая радиальные тепловые градиенты. Осевой температурный градиент в этом методе может достигать 10000 ° C / см, что очень много по сравнению с традиционными методами выращивания кристаллов (10–100 ° C / см).
Особенностью метода LHPG является его высокая скорость конвекции в жидкой фазе из-за конвекции Марангони. Видно, что он очень быстро вращается. Даже когда кажется, что он стоит на месте, он на самом деле быстро вращается вокруг своей оси.
