Получение - монокристалл - кремний
Cтраница 2
Имеются некоторые основания считать, что в качестве материала для изготовления тиглей и огнеупорных экранов для получения монокристаллов кремния можно использовать окиси бериллия и циркония, а также кварц и форстерит. [16]
Развитие современной электроники было бы немыслимо без применения химических методов получения высокочистых веществ, используемых для изготовления полупроводников и транзисторов. Получение монокристаллов кремния и германия, обладающих высокой степенью чистоты, осуществляется посредством последовательной перекристаллизации. Для получения полупроводниковых микросхем путем нанесения тонких пленок, литографирования и травления требуется соблюдать высочайший уровень чистоты и однородности. О недопустимости даже мельчайших следов примесей и неоднородностей в изготовляемых для электронной техники веществах можно судить по тому факту, что на 1 см2 поверхности микросхем умещается 660000 современных полупроводниковых диодов. [17]
Конечным продуктом приведенных выше реакций является поликристаллический кремний. Для получения монокристаллов кремния и дальнейшей очистки применяют бесконтейнерную зонную плавку. Расплавленная зона с определенной скоростью многократно перемещается в одном и том же направлении. [18]
Конечным продуктом приведенных выше реакций является поликристаллический кремний. Для получения монокристаллов кремния и дальнейшей очистки применяют бесконтейнерную зонную плавку. В вакууме или инертной атмосфере с помощью высокочастотного индуктора в вертикально установленном стержне кремния создается расплавленная зона, которая не растекается благодаря силам поверхностного натяжения жидкого кремния. Расплавленная зона с определенной скоростью многократно перемещается в одном и том же направлении. [19]
Объемные кристаллы кремния выращивают методами выращивания из расплава и бестигельной вертикальной зонной плавки. Второй метод используется для получения высокоомных монокристаллов кремния с малым содержанием остаточных примесей. [20]
Кремний как полупроводник начал внедряться в технику приблизительно в то же время, что и германий. Однако вследствие большой сложности очистки и получения монокристаллов кремния целый ряд полупроводниковых приборов был разработан и изготовлялся вначале из германия и только в последние годы начинает изготавливаться из кремния. Основное преимущество кремния перед германием - большая ширина запрещенной зоны, которая составляет для кремния 1 1 эв. При большей ширине запрещенной зоны связи кристалла более устойчивы к воздействию температуры; в результате кремниевые приборы могут работать при несколько более высоких температурах, чем германиевые. [21]
Такие же требования должны предъявляться и к эпитакси-альным пленкам. Однако необходимо отметить весьма существенные различия между обычными методами получения монокристаллов кремния из расплавов и методом водородного восстановления хлоридов. Уже отмечалось, что для выращивания монокристаллов по методу Чохральского кремний-сырец, получаемый методом водородного восстановления чистого тетрахло-рида кремния, предварительно подвергается очистке методом зонной плавки. Очевидно, что в эпитаксиальной технологии отсутствует возможность какой бы то ни было дополнительной очистки полученного материала - пленки. [22]
Анализ результатов изучения изменения формы фронта кристаллизации позволяет установить оптимальные режимы выращивания для обеспечения требуемого фронта кристаллизации. Таким образом, управляя режимом выращивания и примесным составом кристаллов, можно добиться получения монокристаллов кремния с заданным распределением УЭС как в осевом, так и в радиальном направлениях. [23]
Этот кремний можно отмыть соляной, плавиковой и другими кислотами от SiOj, от MgO и в значительной степени от примесей. Один из способов увеличения чистоты кремния на порядок и больше путем превращения его в тетрахлорид описан в гл. Несколько способов получения монокристаллов кремния полупроводниковой чистоты описаны в гл. [24]
 |
Схема установки для вытягивания слитка из расплава. [25] |
Последний, взаимодействуя с бором, образует летучее соединение В ( ОН) з которое удаляется из установки по мере повторения процесса плавки. Этот метод применяют в настоящее время для получения сверхчистых монокристаллов кремния. [26]
Чтобы обойти многие трудности, связанные с высокой точкой плавления и активностью кремния, ученые и металлурги исследовали методы, позволяющие избежать обычной кристаллизации кремниевого слитка в тигле. Метод Чохраль-ского, рассмотренный в гл. Бриджмена и специально разработанный новый бестигельный метод, основанный на использовании так называемой плавающей зоны плавления эвтектики кремний-металл, были успешно использованы для получения монокристаллов кремния высокой чистоты. [27]
Соединение трифенилхлорметана с ВС13 образуется при комнатной температуре и вполне устойчиво до 150 С, что позволяет отделять очищенные хлориды кремния дистилляцией. В осадке было обнаружено более 1 % V, 0 1 - 3 0 % Ti, 0 01 - 0 93 % Sn, менее 0 03 % Al, Fe, Mg. Применение в качестве активного металла пористого цинка при t - - 150 - 415 С приводит к разложению хлоридов элементов III и V групп и получению достаточно чистых и бездефектных монокристаллов кремния. [28]
Конечным продуктом приведенных выше реакций является поликристаллический кремний. Для получения монокристаллов кремния и дальнейшей очистки применяют бесконтейнерную зонную плавку. Расплавленная зона с определенной скоростью многократно перемещается в одном и том же направлении. Дело в том, что из-за высокой температуры плавления ( 1414 С) жидкий кремний реагирует с материалом контейнера. Поэтому для очистки и получения монокристаллов кремния в принципе непригодны все контейнерные методы, например горизонтальная направленная кристаллизация. [29]
Достоинство метода плавающей зоны ( рис. 95, в) состоит в том, что расплав не контактирует со стенками сосуда. Ограниченный участок вещества в форме стержня, установленного вертикально, расплавляют с помощью излучения, электронной бомбардировки или индукционного нагрева. Поскольку длина и диаметр расплавленного участка малы, величина поверхностного натяжения достаточна для предотвращения растекания расплава. Медленное перемещение стержня вдоль оси приводит к постепенному плавлению с одной стороны зоны и затвердеванию с другой. Если затвердевающий участок контактирует с затравкой в виде монокристалла, весь стержень может превратиться. Метод плавающей зоны используется для серийного получения монокристаллов кремния большой длины, диаметром, более двух сантиметров. [30]
Страницы: 1 2 3