3 Градиентная зонная плавка[9]

Этот метод применяют для изготовления эпитаксиальных слоев, легированных примесью, а также для перекристаллизации заранее синтезированных поликристаллических слитков в монокристаллы. Допустим, что необходимо нарастить слой арсенида галлия р-типа на монокристаллическую подложку арсенида галлия n-типа. Покрытую тонким слоем галлия, легированного акцепторной примесью, расположим на подставке монокристаллическую пластину GaAs n-типа, затем покроем ее сверху второй пластиной арсенида галлия. Включим радиационный нагрев и выведем печи на рабочий режим. Малый температурный градиент Т установится между нижней поверхностью верхней пластины и верхней поверхностью нижней пластины. Обе пластины будут постепенно растворяться во время нагрева, а при достижении температуры Т1 между ними образуется насыщенный раствор. В итоге при включении источника радиационного нагрева температура нижней пластины будет принимать значения значения Т2, а температура верхней пластины — значения Т3, причем Т1<�Т2<�Т3. По высоте раствора устанавливается градиент концентрации и температуры. В итоге из-за диффузии растворенного компонента нижний слой раствора обогащается компонентом В и становится пересыщенным, а верхний слой обедняется этим компонентом; это приводит к постоянному росту нижней пластины и растворению верхней.

При выращивании эпитаксиальных пленок недостатком метода является то, что все посторонние примеси, присутствовавшие на поверхностях пластин, переходят в раствор и внедряются в растущий кристалл. Преимуществом метода считается то, что легко можно получить плоскопараллельную конфигурацию, которая при равномерной температуре нагрева обеспечивает рост пленки равномерной толщины.