При выращивании кристаллов кремния прямоугольного сечения 10Х20 мм2 и 3Х25 мм2 использовали формообразователи из кварца. Установлено, что для воспроизводимости процесса требуется жесткая фиксация относительного расположения элементов системы индуктор — концентратор — формообразователь — экраны. Так как кремний при затвердевании сцепляется с кварцем, фронт кристаллизации должен находиться над верхними кромками формообразователя на оптимальном расстоянии около 0,5 мм. При большем подъеме фронта не обеспечивается хорошего повторения сечением кристалла формы формообразователя.
Если принять скорость растворения кварца 5 — 10 мг/(ч.см2), то при скорости вытягивания 3 мм/мин отклонение поперечного размера кристалла от установленной величины достигает 0,12 мм на длине 500 мм. Различные варианты выращивания профильных кристаллов кремния из расплава в тигле и из переохлажденного расплава на пьедестале с применением высокочастотного концентратора, осуществленны на опытном стенде, выполненном на базе установки “Редмет-1” и генератора ЛЗ-13 с частотой 440 кГц,. В зарубежной патентной литературе также имеется предложение об использовании сил электромагнитного взаимодействия для поддержания полупроводникового расплава при вытягивании монокристалла в форме ленты. Там же отмечается целесообразность проведения термообработки ленты в процессе роста при помощи разогретой плазмы инертного газа, индуктивными токами или теплоизлучением.
Рассмотренные выше литературные данные показывают, что и период 1968—1971 г. в технологии выращивания профильных полупроводниковых монокристаллов способом Степанова совершился качественный скачок:
а) для выращивания германиевых монокристаллов различного, профиля сконструирована, изготовлена и прошла опытно-промышленные испытания аппаратура, пригодная для промышленного применения, причем в основу технологии положено контактное формообразование за счет капиллярных сил в несмачиваемых формообразователях;
б) осуществлено выращивание профильных монокристаллов кремния по нескольким вариантам электромагнитного бесконтактного формообразования и наиболее успешно с применением контактного, смачиваемого расплавом формообразователя.
Работы над выращиванием монокристаллов кремния, по-видимому, находятся еще на этапе решения задачи формообразования и публикаций, посвященных детальному изучению свойств профильных монокристаллов кремния, еще нет. Известно, однако, что в исследовательских лабораториях некоторых крупных фирм США “Texas Instrument”, “Dow Corning Corp.”, “Tyco Laboratories” сравнительно давно работают над получением профильных монокристаллoв кремния в форме лент и пластин, причем получены даже бездислокационные образцы.
Процесс бестигельного вытягивания кремниевых лент с пьедестала с применением механического формообразователя, формирующего мениск расплава, разработанный фирмой “Texas Instrument”, позволяет получать ленты толщиной 500 мкм, шириной 12 мм и длиной до 50 см. Бездислокационные ленты можно получить, если использовать бездислокационную затравку и методику затравливания с образованием тонкой шейки, как это предложено Дэшем для вытягивания бездислокационных слитков. Вытягивание лент производят в направлении <2-1-1>, так что поверхность ленты соответствует грани (111). Однородность удельного сопротивления кремниевых лент обеспечивается в пределах ±10%, поверхность лент не имеет механических нарушений.
Фирма “Dow Corning Corp.” использует для получения кремниевых лент метод выращивания с пленочной подпиткой при краевом ограничении роста (метод EFG). Если материалом формообразователя служит графит, кремниевые ленты содержат примесь углерода в количестве 10 ат. ч на миллион, примесь кислорода в количестве 6 — 40 ат. ч на миллион и меньшее количество других примесей. В настоящее время доказана возможность получения бездислокационных кремниевых лент указанным способом, но кристаллографические дефекты поверхности остаются еще серьезной проблемой.