Слитка - германий
Cтраница 2
Германий, использующийся в производстве полупроводниковых приборов, подразделяется на марки, отличающиеся легирующими примесями, значением удельного сопротивления и диффузионной длины неосновных носителей заряда. Для изготовления полупроводниковых приборов слитки германия распиливаются на пластинки, поверхность которых протравливается для устранения дефектен обработки. [16]
В этой же таблице указана диффузионная длина неосновных носителей заряда. Для изготовления полупроводниковых приборов слитки германия распиливаются на пластинки, поверхность которых протравливается для устранения дефектов обработки. [17]
Для регистрации применяются узкополосные измерительные усилители, настроенные на частоту модуляции света. Этот метод широко применяется для измерения диффузионной длины в слитках германия для диапазона значений L 0 1 - ь5 мм. [19]
Сначала двуокись сжигают в атмосфере водорода для того, чтобы получить металлический германий в виде порошка. Затем порошок плавят при высокой температуре, в результате чего образуются слитки германия. Необработанный слиток германия проходит процесс очистки. Возможно получить германий с чистотой порядка один атом примеси на 107 атомов германия. Однако, как было указано ранее, при рассмотрении физических принципов для создания кристаллического триода требуется более высокая степень очистки. Повторная очистка и выращивание образца монокристалла германия получается следующим образом: слиток помещают в специальную печь с атмосферой водорода, где один конец его нагревают индукционным методом. После того, как конец расплавится индукционную катушку медленно передвигают по направлению другого конца слитка, постепенно расплавляя слиток; места, с которых убрана катушка, постепенно затвердевают. Примесные элементы имеют тенденцию оставаться в жидкой части слитка и медленно тянуться от одного конца слитка к другому в процессе расплавления слитка. Этот процесс должен повторяться до тех пор, пока не будет получена желаемая степень чистоты. Приготовленный таким образом германий содержит примерно один атом примеси на 109 атомов германия. Слиток германия, совершенно чистый, находится в поликристаллической форме; однако, как было сказано ранее, для применения в транзисторах требуется монокристаллический германий. Очищенный несколько раз слиток германия подвергается нагреванию в графитовом тигле, в атмосфере водорода. После того, как получен расплав, в него вводится и затем вынимается со скоростью дюйм в минуту при окружающей постоянной температуре зерно монокристалла ( затравка); когда первоначальное зерне вытаскивается из расплава, оно вырастает в большой стерж-неподобный монокристалл германия, которого окажется достаточным для нескольких тысяч транзисторов. На рис. 1.27 показаны фотографии поликристаллического я монокристаллического слитков. [20]
Монокристаллический германий, легированный фосфором, электронного типа электрической проводимости ( ТУ 48 - 4 - 396 - 77, ОКП 17 7443), предназначенный для производства подложек эпитаксиальных структур ( марки ГЭФ-0001) и полупроводниковых приборов ( марка ГЭФ-0005), выпускают с номинальным значением УЭС не более 0 000012 и 0 00005 Ом - м соответственно. Монокристаллические слитки германия марки ГЭФ-0001 имеют диаметр 20 мм и длину не менее 50 мм; слитки германия марки ГЭФ-0005 имеют диаметр 25 мм и длину не менее 25 мм. [21]
Изложенное выше относительно механизма диффузии и характера ионизации в германии лития, меди и никеля имеет в настоящее время и прямые экспериментальные доказательства, основанные на измерениях ионной подвижности этих примесных элементов в германии, а также на изучении влияния постоянного электрического поля на характер их диффузии в германии. В качестве примера на рис. 3 приводятся полученные недавно в нашей лаборатории Р. Ш. Малковичем данные о характере распределения меди в двух слитках германия после диффузионного отжига в постоянном электрическом поле при температуре 900 - 920 С. [22]
На конечной стадии технологии - выращивании монокристаллов - германий дополнительно очищается. Выращивают монокристаллы, как правило, по методу Чохральского. Слитки германия расплавляют в вакууме 1 - 10 - 4 - 1 - 10 - 6 мм рт. ст., в атмосфере аргона или водорода. В расплав при температуре немного выше точки плавления германия опускают мококристаллическую затравку. [23]
В ряде случаев порошок германия получают непосредственно из GeCi4 путем разложения этого соединения при высокой температуре в атмосфере паров цинка. Порошок германия подвергают травлению в смеси кислот и сплавляют в слитки. Слитки германия используют в качестве исходного материала для получения особо чистого германия методом зонной плавки или же для непосредственного получения монокристаллов методом вытягивания из расплава. [24]
На конечной стадии технологии - выращивании монокристаллов - германий дополнительно очищается. Выращивают монокристаллы, как правило, по методу Чохральского. Слитки германия расплавляют в вакууме 1 - 10 - 4 - 1 - 10 - 6 мм рт. ст., в атмосфере аргона или водорода. В расплав при температуре немного выше точки плавления германия опускают мококристаллическую затравку. [25]
На конечной стадии технологии - выращивании монокристаллов - германий дополнительно очищается. Выращивают монокристаллы, как правило, по методу Чохральского - вытягиванием из расплава. Слитки германия после зонной плавки снова расплавляют в вакууме 1 10 - 1 10 - 6 мм рпг. [26]
Как уже было сказано, для получения симметричной формы кристаллы германия и кремния вращают при выращивании и одновременно вращают тигель с расплавом в сторону, противоположную вращению слитка. При вращении слитка на его цилиндрической поверхности появляется равномерно навивающаяся спираль. Образование спирали на слитках германия и кремния, выращенных с вращением, является внешним проявлением своеобразной винтовой, как, вероятно, следовало бы ее назвать по ее характеру, макронеоднородности распределения примесей в объеме кристалла. Эта винтовая макронеоднородность легко вскрывается при электрическом осаждении меди из подкисленного раствора сернокислой меди на поверхность поперечного или продольного шлифа кристалла. Исследуемый образец выполняет роль катода ванны, анодом является; медный электролит. [27]
Как уже было сказано, для получения симметричной формы кристаллы германия и кремния вращают при выращивании и одновременно вращают тигель с расплавом в сторону, противоположную вращению слитка. При вращении слитка на его цилиндрической поверхности появляется равномерно навивающаяся спираль. Образование спирали на слитках германия и кремния, выращенных с вращением, является внешним проявлением своеобразной винтовой, как, вероятно, следовало бы ее назвать по ее характеру, макронеоднородности распределения примесей в объеме кристалла. Эта винтовая макронеоднородность легко вскрывается при электрическом осаждении меди из подкисленного раствора сернокислой меди на поверхность поперечного или продольного шлифа кристалла. Исследуемый образец выполняет роль катода ванны, анодом является медный электролит. [28]
Германий является хрупким металлом, не поддающимся холодной и горячей обработке давлением. Поэтому для применения в приборостроении его слитки распиливаются с помощью алмазной пилы на тонкие пластинки, обычно толщиной около 0 2 мм. Германий добывается из отходов производства цинка или коксового производства или из зоны каменного угля. После ректификации и восстановления получают технически чистые слитки германия. Для применения в полупроводниках требуется гораздо более тонкая его очистка, состоящая из следующих операций: направленной кристаллизации, многократной зонной плавки и выращивания монокристаллов. При этом все вспомогательные материалы: вода, газы, графит, кварц, пластмассы и пр. [29]
 |
Схема горизонтальной установки для зонной плавки. [30] |
Страницы: 1 2 3