Физико-химические основы технологии электронных средств. Смирнов В.И. - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

13
вет образование в последнем большого количества дислокаций. Поэтому ис-
пользуют методы выращивания, исключающие воздействие стенок тигля
на кристалл. Наиболее широко используются методы Чохральского
и бестигельной зонной плавки.
2.2. Выращивание монокристаллических слитков кремния
методом Чохральского
Упрощенная схема установки, в которой реализован метод Чохральского,
представлена на рис. 2.1. На рисунке цифрами обозначены: 1 – расплав крем-
ния; 2 – монокристаллический слиток кремния; 3 – кристалл-затравка; 4 –
кварцевый тигель; 5 – вал затравки; 6 – вал тигля; 7 – водоохлаждаемый кожух.
Сущность метода Чохральского
заключается в следующем. Чистый,
свободный от дислокаций кристалл-
затравка, с кристаллографической ори-
ентацией (111) или (100), приводится в
соприкосновение с поверхностью рас-
плавленного кремния. Слой расплава
кремния, находящийся в контакте
с кристаллом-затравкой, кристаллизу-
ется, причем структура образующейся
твердой фазы кремния полностью по-
вторяет структуру кристалла-затравки.
Вращая кристалл-затравку и одновре-
менно перемещая ее вверх, можно вы-
тянуть из расплава монокристалличе-
ский слиток кремния цилиндрической
формы. Диаметр слитка может быть разным. В настоящее время освоена техно-
логия получения слитков, диаметр которых равен 300 мм.
Кристалл-затравку и тигель обычно вращают в противоположные сторо-
ны, что обеспечивает радиальную однородность температурного поля, а также
способствует однородности растущего кристалла. Желательно, чтобы скорость
вращения была максимально возможной, поскольку это позволяет вывести дис-
локации за пределы кристалла. Легирование слитка осуществляют путем до-
бавления в расплав сильно легированных гранул кремния. При этом на одно-
родность распределения примесных атомов по слитку сильное влияние оказы-
вает явление сегрегации. Явление сегрегации примесных атомов обусловлено
различной растворимостью атомов в жидкой и твердой фазах и сопровождается
перераспределением концентрации примеси на границе раздела двух фаз. От-
ношение концентраций примесей в твердой и жидкой фазах называется коэф-
фициентом сегрегации примеси. Коэффициенты сегрегации наиболее распро-
страненных примесных атомов приведены в таблице 2.1.
Рис.
2.1. Схема установки для
выращивания монокристаллического
кремния методом Чохральского

Страницы