ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
14
Таблица 2.1
Коэффициенты сегрегации некоторых примесных атомов
Примесь P As Sb B Al
k=C
тв
/C
ж
0,35 0,30 0,023 0,80 0,002
При вытягивании слитка из расплава вместе с ним из расплава в кристалл
переходят и примесные атомы, но их относительная доля в слитке из-за явления
сегрегации примеси будет меньше, чем в расплаве. Поэтому в процессе увели-
чения размеров слитка расплав будет обогащаться примесными атомами. В ре-
зультате возникнет неоднородность распределения примеси по длине слитка.
Неоднородность распределения примеси возникнет и по сечению слитка, по-
скольку его периферийная часть будет затвердевать раньше, чем область, нахо-
дящаяся ближе к оси слитка. В итоге сопротивление слитка в радиальном на-
правлении будет отличаться примерно на 30 %, в то время как в производстве
полупроводниковых микросхем допускаются вариации не более 10 %. Терми-
ческий отжиг в значительной степени способствует устранению этой неодно-
родности.
Другим недостатком метода Чохральского является относительно высо-
кая концентрация неконтролируемой примеси в выращенном слитке,
в основном кислорода (≈10
16
− 10
18
см
-3
) и углерода (≈10
17
см
-3
). Атомы кисло-
рода возникают в слитке из кварцевого тигля, переходя из тигля в расплав и да-
лее в слиток. Источниками углерода являются различные держатели, нагрева-
тели, теплоизоляторы, которые обычно выполняются из графита. Большая
часть атомов кислорода в конце концов образует молекулы SiO
2
, которые выде-
ляются вдоль дислокаций и становятся причиной непригодности микросхем,
изготовленных их этой части кристалла. Что касается углерода, то он может
образовывать с кремнием твердый раствор карбида кремния, что также оказы-
вает негативное влияние на качество изготовляемых из полученного слитка
микросхем.
Имеется несколько способов, позволяющих уменьшить содержание при-
месных атомов кислорода и углерода. Так нанесение слоя нитрида кремния на
внутреннюю поверхность кварцевого тигля снижает концентрацию кислорода в
слитке, а нанесение карбида кремния на поверхность графитового нагревателя
уменьшает содержание углерода. Уменьшению содержания кислорода в слитке
способствует также приложение магнитного поля вдоль оси выращиваемого
слитка, поскольку магнитное поле ограничивает тепловую конвекцию
в расплаве, тем самым снижаются локальные изменения температуры
в расплаве. Несмотря на отмеченные недостатки, метод Чохральского
в настоящее время является основным в производстве интегральных микро-
схем, поскольку с его помощью можно получать слитки большого диаметра и
достаточно высокого качества.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- …
- следующая ›
- последняя »
