Слиток - кремний
Cтраница 1
Слиток кремния укрепляют между верхним и нижним штоками внутри рабочей камеры, ко торую герметизируют при помощи резиновых прокладок в момент ее закрывания. Верхний шток может свободно вращаться и передвигаться вверх и вниз на небольшие расстояния. Нижний шток вращается со скоростью около 2 об / мин. Верхний и нижний штоки соединены стойками. [1]
 |
Станок для шлифовки и полировки пластин кремния. [2] |
Слиток кремния с помощью держателя и механизма подачи подается вдоль плоскости диска на режущую иром-ку, и таким образом по торцу слитка срезается пластина толщиной около 0 3 мм. [3]
Каждый слиток кремния сопровождают документом, удостоверяющим соответствие качества кремния, с указанием: наименования или, товарного знака, предприятия-изготовителя; наименования материала; марки кремния; номера слитка; массы; длины и диаметра слитка; типа проводимости; наибольшего и наименьшего значений удельного электрического сопротивления по каждому из торцов; плотности дислокаций; даты изготовления слитка. [4]
При производстве транзисторов и в лабораторной практике необходимо иметь метод быстрого определения характера проводимости слитка кремния или германия, а также определения границы областей разной проводимости вдоль слитка. Для подобного экспрессного способа определения знака проводимости обычно пользуются методом горячего зонда, на основе которого сконструировано много приборов. [5]
Основные материалы, прошедшие входной контроль, поступают в цехи предприятия. Слиток кремния - типа проводимости с заданным удельным сопротивлением проходит ориентированную наклейку и разрезается на пластины перпендикулярно оси ( 111), так как эта ориентация обеспечивает наилучшее качество вплавления. [6]
Кремний из печи выпускают в изложницу, футерованную угольными блоками. После того как слиток кремния остыл, его направляют на дробление и чистку. [7]
Метод зонной очистки, который столь эффективен в применении к германию, уже не так выгоден для кремния, так как константы сегрегации, определяющие полноту очистки, в этом случае для большинства элементов, особенно для бора, близки к единице. Далее, расширение слитка кремния при затвердевании приводит к растрескиванию тигля и образованию кристаллов плохого качества вследствие хрупкости и возникновения в них сильных внутренних напряжений. [8]
Для изготовления интегральных схем ( ИС) большое значение имеет подготовка поверхности кремниевых подложек. Слиток моно-кристаллического кремния ориентируют в заданном направлении и разрезают на пластины металлическими дисками, режущая кромка которых содержит алмазный абразив. Пластины затем подвергают плоскопараллельной механической двусторонней шлифовке абразивными микропорошками на основе карбида кремния с размером зерна порядка 10 - г - 20 мкм. После этого пластины механически полируют при помощи алмазных паст, представляющих собой суспензию алмазного микропорошка с размером зерна 0 5 - 2 мкм в минеральном вязком масле. Окончательная толщина механически обработанных пластин должна составлять 200 ч - 400 мкм. [9]
С тех пор разработаны более совершенные способы бестигельного выращивания чистых монокристаллов. Например, кристалл вытягивают из материала, расплавленного только в середине, и это исключает контакт расплава с оболочкой. На рис. 30 показан большой слиток кремния /, поддерживаемый кварцевой оболочкой, сужающейся кверху. Затравка, укрепленная на штоке 4, используется для вытягивания монокристалла 3 из расплавленной верхней части слитка, как и по способу Чохральского. По мере вытягивания слиток должен двигаться вверх таким образом, чтобы положение зоны кристаллизации относительно индуктора не изменялось. Процесс протекает в глубоком вакууме. [10]
 |
Лабораторная индукционная вакуумная печь.| Применение индукционного нагрева в полупроводниковом. [11] |
Несколько иначе проводят зонную очистку кремния. В связи с тем что в расплавленном состоянии кремний проявляет повышенное химическое сродство к материалам, из которых изготовлен тигель, плавку необходимо проводить бестигельным способом. При этом способе, схематично показанном на рис. 7 - 22 6, вращающийся слиток кремния перемещается вверх и вниз вдоль индуктора. Узкая зона расплавленного кремния ( 1400 С), делящая слиток на две части, обладает достаточными силами поверхностного натяжения для удержания слитка в целости. [12]
Зонная очистка кремния отличается от зонной очистки германия, так как кремний легко загрязняется материалом лодочки. И эту функцию выполняют магнитные силы. Слиток кремния помещают в полую серебряную трубку, имеющую углубление в форме лодочки, и предохранительную кварцевую оболочку. Трубка охлаждается проточной водой. Поверх трубки движется высокочастотная катушка, создающая ток в серебряной лодочке, который передается кремниевому слитку, где образуется зона плавления. Вихревые токи в кремнии и серебре противофазны, благодаря чему в слитке и лодочке создаются сильные противоположно направленные магнитные поля. При взаимодействии полей возникает сила, достаточная для отрыва зоны плавления от лодочки. [13]
 |
Применение индукционного. [14] |
На рис. 7 - 23 представлен пример вытягивания монокристалла германия. Небольшая затравка германия с требуемой ориентацией кристаллической решетки и с определенным содержанием примесей окунается в расплавленный германий и медленно вытягивается с одновременным вращением. По мере вытягивания затравки из расплавленной массы германия происходит нарастание монокристалла. Монокристалл кремния можно получить бестигельным способом, если один конец слитка кремния образует затравку требуемого кристалла. [15]
Страницы: 1