RU2042746C1 - Monocrystalline film growing method - Google Patents
Monocrystalline film growing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2042746C1 RU2042746C1 SU5036878A RU2042746C1 RU 2042746 C1 RU2042746 C1 RU 2042746C1 SU 5036878 A SU5036878 A SU 5036878A RU 2042746 C1 RU2042746 C1 RU 2042746C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- strips
- film
- area
- substrates
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
- C30B7/005—Epitaxial layer growth
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения пленок водорастворимых веществ на инородных подложках. The invention relates to a technology for producing films of water-soluble substances on foreign substrates.
В рентгеновских приборах (рентгеновские микроанализаторы, спектрографы) используются водорастворимые кристаллы кислых фталатов щелочных металлов (К, Rb и Сs) и аммония. Эти кристаллы используются в форме очень тонких пластин (0,1-0,2 мм), которые наклеиваются на инородные подложки, часто изогнутые в форме цилиндра для фокусировки излучения. Операция наклейки пластин на подложки часто приводит к разрушению пластин, при этом им невозможно придать форму изгиба с небольшим радиусом. X-ray devices (X-ray microanalyzers, spectrographs) use water-soluble crystals of acidic phthalates of alkali metals (K, Rb and Cs) and ammonium. These crystals are used in the form of very thin plates (0.1-0.2 mm), which are glued to foreign substrates, often curved in the shape of a cylinder to focus radiation. The operation of sticker plates on the substrate often leads to the destruction of the plates, while it is impossible to give them the form of a bend with a small radius.
Разработан способ выращивания водорастворимых кристаллов (включая фталаты щелочных металлов и аммония) в виде многокристаллических пленок толщиной несколько нанометров непосредственно на инородных подложках. A method has been developed for growing water-soluble crystals (including alkali metal and ammonium phthalates) in the form of multicrystalline films several nanometers thick directly on foreign substrates.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ ориентированного наращивания водорастворимых кристаллов иодистого аммония из пересыщенных водных растворов на инородных подложках с нанесенным рельефом в виде пересекающихся полосок. The closest technical solution to the proposed one is a method for oriented growth of water-soluble crystals of ammonium iodide from supersaturated aqueous solutions on foreign substrates with a relief in the form of intersecting strips.
Однако этим способом удалось получить ориентированное нарастание только на отдельных участках подложки площадью не более нескольких квадратных миллиметров. However, in this way, it was possible to obtain an oriented increase only in certain sections of the substrate with an area of not more than a few square millimeters.
Целью изобретения является выращивание монокристаллических пленок водорастворимых кристаллов площадью до 8 см2.The aim of the invention is to grow single-crystal films of water-soluble crystals with an area of up to 8 cm 2 .
Цель достигается тем, что выращивание пленок ведут на кремниевых подложках с нанесенным рельефом в виде параллельных полос различной конфигурации при пересыщениях 1-5% и в перемешиваемом растворе. The goal is achieved in that the films are grown on silicon substrates with a relief in the form of parallel strips of various configurations with supersaturations of 1-5% and in a mixed solution.
При пересыщениях менее 1% площадь монокристаллического нарастания не превышает 0,5 см2, а при пересыщениях более 5% образуются паразитические кристаллы, нарушающие однородность пленки.With supersaturations of less than 1%, the area of single-crystal growth does not exceed 0.5 cm 2 , and with supersaturations of more than 5% parasitic crystals are formed that violate the uniformity of the film.
Рельеф, наносимый фотолитографическим способом на подложку, представляет собой параллельные полоски в виде прямых или ломаных линий. Расстояние между полосками составляет 2-25 нм. Нанесение рельефа с расстоянием между полосками менее 2 нм в настоящее время технически трудно осуществимо, а при расстоянии более 25 нм нарушается монокристалличность пленки. The relief, photolithographically applied to the substrate, is a parallel strip in the form of straight or broken lines. The distance between the strips is 2-25 nm. Drawing a relief with a distance between the strips of less than 2 nm is currently technically difficult, and at a distance of more than 25 nm the single crystal film is broken.
В зависимости от величины задаваемого пересыщения, характера рельефа, длительности эксперимента на подложках площадью до 10 см2нарастает монокристаллическая пленка вещества толщиной до 20 нм и площадью до 8 см2. Для повышения устойчивости раствора к пересыщениям применялась фильтрация через фильтры с диаметром пор до 1,5 нм.Depending on the size specified by supersaturation, the nature of relief, duration of the experiment on the substrates area of 10 cm 2 single crystal growing film material to a thickness of 20 nm and an area of 8 cm 2. To increase the stability of the solution to supersaturations, filtration through filters with pore diameters up to 1.5 nm was used.
Приводимые ниже примеры относятся к кристаллизации пленок бифталата калия (БФК), однако аналогичные результаты следует ожидать при кристаллизации бифталатов рубидия, цезия и аммония ввиду их изоструктурности, химической близости и идентичности условий выращивания их в виде объемных монокристаллов. The following examples relate to the crystallization of potassium biphthalate (BFK) films, however, similar results should be expected in the crystallization of rubidium, cesium, and ammonium bifthalates due to their isostructurality, chemical proximity, and the identity of their growing conditions in the form of bulk single crystals.
П р и м е р 1. В насыщенный при комнатной температуре раствор бифталата калия помещается пластинка кремния площадью до 5 см2 с нанесенным микрорельефом в виде параллельных полосок. Расстояние между полосками составляет 2-25 нм. За счет испарения части растворителя при комнатной температуре создается пересыщение и происходит ориентированное нарастание бифталата калия на подложку кремния в виде пленки. В течение 1 сут толщина пленки может достигать 20 нм. Однако площадь ориентированного нарастания не превышает 0,5 см2.EXAMPLE 1. In a potassium bifthalate solution saturated at room temperature, a silicon plate with an area of up to 5 cm 2 is deposited with a microrelief in the form of parallel strips. The distance between the strips is 2-25 nm. Due to the evaporation of a part of the solvent at room temperature, a supersaturation is created and there is an oriented growth of potassium bifthalate on a silicon substrate in the form of a film. Within 1 day, the film thickness can reach 20 nm. However, the area of oriented growth does not exceed 0.5 cm 2 .
П р и м е р 2. Насыщенный при 37-50оС раствор бифталата калия помещается в кристаллизатор объемом 1 л и нагревается до температуры насыщения. Подложки кремния площадью до 10 см2 с нанесенным рельефом в виде параллельных полосок (прямой или ломаной формы) с расстоянием между ними от 2 до 10 нм укрепляются на вращающейся платформе. Скорость вращения до 60 об/мин, что обеспечивает интенсивное перемешивание раствора. Пересыщение задается снижением температуры ниже температуры насыщения раствора на несколько градусов. В результате эксперимента при температуре насыщения исходного раствора 37-52оС и пересыщения 1-5% в течение нескольких суток (1-10 сут) на подложках образовывалась кристаллическая пленка бифталата калия площадью до 8 см2 и толщиной 3-10 нм.PRI me R 2. Saturated at 37-50 about With a solution of potassium biphthalate is placed in a crystallizer with a volume of 1 liter and is heated to saturation temperature. Silicon substrates with an area of up to 10 cm 2 with a relief in the form of parallel strips (straight or broken lines) with a distance between them from 2 to 10 nm are mounted on a rotating platform. The rotation speed is up to 60 rpm, which provides intensive mixing of the solution. The supersaturation is set by lowering the temperature below the saturation temperature of the solution by several degrees. As a result of experiment at the saturation starting solution of 37-52 C and the supersaturation of 1-5% within a few days (1-10 days) on substrates formed crystal film 8 cm 2 area of potassium hydrogen phthalate and 3-10 nm thick.
На чертеже пpедставлена выращенная пленка БФК. The drawing shows the grown film BFK.
П р и м е р 3. То же, что и в примере 2, но расстояние между полосками на подложке составляет 15-25 нм. В результате эксперимента на подложке образуется пленка бифталата калия толщиной 3-8 нм и площадью до 6-8 см2. Однако при расстоянии между полосками рельефа 25 нм появляются признаки дендритного роста, что указывает на нарушение монокристалличности пленки.PRI me R 3. The same as in example 2, but the distance between the strips on the substrate is 15-25 nm. As a result of the experiment, a potassium biphthalate film of a thickness of 3-8 nm and an area of up to 6-8 cm 2 is formed on the substrate. However, at a distance between the strips of the relief of 25 nm, signs of dendritic growth appear, which indicates a violation of the monocrystallinity of the film.
П р и м е р 4. То же, что и в примере 2, но расстояние между полосками составляет 30-50 нм. В результате эксперимента на подложке образуется пленка бифталата калия, но с сильно выраженными признаками дендритного роста, что указывает на нарушение монокристалличности пленки. PRI me R 4. The same as in example 2, but the distance between the strips is 30-50 nm. As a result of the experiment, a potassium bifthalate film is formed on the substrate, but with strongly pronounced signs of dendritic growth, which indicates a violation of the single-crystal film.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5036878 RU2042746C1 (en) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Monocrystalline film growing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5036878 RU2042746C1 (en) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Monocrystalline film growing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2042746C1 true RU2042746C1 (en) | 1995-08-27 |
Family
ID=21601639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5036878 RU2042746C1 (en) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Monocrystalline film growing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2042746C1 (en) |
-
1992
- 1992-04-13 RU SU5036878 patent/RU2042746C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Шефталь Н.Н. Закономерности реального кристаллообразования и некоторые принципы выращивания монокристаллов. - Сб. Рост кристаллов, 1974, N 10, с.197. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Garetz et al. | Nonphotochemical, polarization-dependent, laser-induced nucleation in supersaturated aqueous urea solutions | |
RU2042746C1 (en) | Monocrystalline film growing method | |
US4793893A (en) | Methods for the preparation of thin large-area single crystals of diacetylenes and polydiacetylenes | |
JPS6350388A (en) | Method and apparatus for manufacturing single crystal | |
JP5833127B2 (en) | Apparatus and method for crystallizing inorganic or organic substances | |
US5104478A (en) | Method for making single crystals | |
US20120204783A1 (en) | Container for crystallization, crystallization apparatus, method for producing crystal, and substrate for crystallization | |
CN114956110A (en) | Compound trihydroxy chlorine cesium triborate and trihydroxy chlorine cesium triborate birefringent crystal, preparation method and application | |
JP3007972B1 (en) | Method for forming organic optical single crystal and organic optical single crystal | |
Sun et al. | Nucleation kinetics, micro-crystallization and etching studies of l-histidine trifluoroacetate crystal | |
US3840347A (en) | Method of producing cd(hg(scn)4)single crystals | |
JPH0329037B2 (en) | ||
JP2848403B2 (en) | Epitaxial growth of diacetylene or polydiacetylene | |
White et al. | The growth of highly perfect alumina platelets and other oxides by solvent vapour transport | |
Kitazawa et al. | Growth behavior of L-pyrrolidone-2-carboxylic acid (L-PCA) single crystals | |
EP2169094A1 (en) | Method for crystallisation from a solution | |
JPS5820283B2 (en) | Continuous optical resolution method for racemic organic compounds | |
SU1675409A1 (en) | Method of obtaining magnetooptic structure | |
SU1673650A1 (en) | Method of crystal growing | |
RU1503346C (en) | Process for growing lithium iodate crystals of hexagonal modification | |
JPS5228258A (en) | Method for growth of crystals from liquid phase | |
CN114920257A (en) | Compound cesium hexahydroxy-chloro-tetraborate, birefringent crystal of cesium hexahydroxy-chloro-tetraborate, preparation method and application | |
Varga et al. | Growth of single crystals by means of membranes | |
DE2653132C3 (en) | Process for the production of large-area crystal disks | |
Zelingher et al. | Sodium acetate tri-hydrate whiskers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20090414 |