Кремниевый стержень
Cтраница 2
Например, для получения кремния высокой чистоты применяется метод зонной плавки. Он основан на различной растворимости примесей в жидкой и твердой фазах. Кремниевый стержень расплавляют в узкой зоне нагревателем. При движении нагревателя, например слева направо, расплавленный участок стержня постепенно кристаллизуется, а соседний - плавится. Примеси растворяются в расплавленном веществе и перемещаются вдоль стержня вместе с зоной расплава. Медленно продвигая нагреватель, большую часть примесей оттесняют к концу стержня, который затем отрезают. [16]
 |
Включение кремниевого стержня 6 - 4 в электрическую цепь. [17] |
Следовательно, внешнее электрическое поле, приложенное так, как показано на рис. 6 - 5 а, вызывает увеличение пространственного заряда или расширение области р-п перехода. Кремниевый стержень с р-п переходом ведет себя в точности так же, как и конденсатор. После того как этот конденсатор зарядится, движение электронов, а следовательно, и протекание тока прекращается. Под воздействием этого поля дырки в левой части стержня начнут перемещаться вправо, а электроны в правой части стержня - влево. Достигая области р-п перехода, дырки начнут соединяться ( рекомбинировать) с электронами, а электроны - с дырками. [18]
Например, для получения кремния высокой степени чистоты применяется метод зонной плавки. Он основан на различной растворимости примесей в жидкой и твердой фазах. Кремниевый стержень расплавляют в узкой зоне нагревателем. При движении нагревателя, например, слева направо расплавленный участок стержня постепенно кристаллизуется, а соседний - плавится. Примеси растворяются в расплавленном веществе и перемещаются вдоль стержня вместе с зоной. Медленно продвигая нагреватель, большую часть примесей оттесняют к концу стержня, который затем отрезают. [19]
Для получения кремния высокой степени чистоты применяется метод зонной плавки. Он основан на различной растворимости примесей в жидкой и твердой фаз ах. Кремниевый стержень нагревателем расплавляют в узкой зоне. При движении нагревателя, например, слева направо, расплавленный участок стержня постепенно кристаллизуется, а соседний - плавится. Примеси растворяются в расплавленном веществе и перемещаются вдоль стержня вместе с зоной. Медленно продвигая нагреватель, большую часть примесей оттесняют к концу стержня, который затем отрезают. [20]
Например, для получения кремния высокой степени чистоты применяется метод зонной плавки. Он основан на различной растворимости примесей в жидкой и твердой фазах. Кремниевый стержень расплавляют в узкой зоне нагревателем. [21]
 |
Конструкция поле вого транзистора. [22] |
Однако если обеднение базы создавалось за счет электрического тока, текущего по цепи эмиттер - база, то в данном случае обеднение канала происходит за счет электрического поля, создаваемого затвором. Это последнее обстоятельство имеет чрезвычайно важное значение. Действительно, металлическая пластина - затвор - изолирована от кремниевого стержня. Затвор представляет собой конденсатор, и ток в цепи затвора может протекать только в моменты перезаряда этого конденсатора. Когда напряжение на затворе постоянно, ток в цепи затвора полностью отсутствует. [23]
Чохральского погружают в расплав кремния, а затем, непрерывно вращая, медленно извлекают вместе с на-плавившимся на него материалом. В ходе последующего охлаждения этот материал кристаллизуется, причем именно таким образом, который определяется зародышевым кристаллом. Если зародышевый кристалл имел идеальную структуру, то ту же структуру будет иметь и выросший из него кристалл - естественно, при соблюдении оптимального режима кристаллизации. Согласно методу Чохральского, скорость извлечения кристалла из расплава лежит в пределах от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров в минуту. В случае метода зонной плавки зародышевый кристалл закрепляют на верхнем конце кремниевого стержня в том положении, которое кристалл будет занимать после завершения очистки и удаления грязного конца. Далее зону расплава медленно опускают. Оставшийся после прохождения этой зоны кремний застывает в виде монокристалла. Расплавленный кремний не растекается в стороны, так как этому препятствуют силы поверхностного натяжения, но лишь до тех пор, пока стержень остается достаточно тонким. Если по методу Чохральского сегодня удается выращивать не имеющие дислокаций кристаллические стержни диаметром до 150 мм, то зонная плавка позволяет получать стержни диаметром до 100 мм, также не имеющие дислокаций. По сравнению с природными кристаллами достигнутые результаты следует признать весьма неплохими. Однако даже при использовании описанных методов не удается полностью исключить нарушения кристаллической решетки - в кристаллах возникают точечные дефекты, например вакансии. Невозможно в полной мере избавиться также и от химических примесей, загрязняющих полупроводник. [24]
Затем кремниевый стержень подвергают физической очистке, используя способность кремния поглощать большее количество примесей в жидкой, а не в твердой фазе. Поэтому, создав в кремниевом стержне зону жидкой фазы, например путем индуктивного нагрева до температуры выше 1420 С, можно добиться того, что эта зона будет отбирать загрязняющие примеси из соседних твердотельных областей. Предельно допустимая концентрация загрязняющих примесей в таком стержне составляет 10 - 9, что соответствует 0 1 миллионной доли процента. После зонной плавки следует собственно кристаллизация. Ее цель заключается в получении кристалла из чистого с точки зрения атомного состава, но имеющего неупорядоченную структуру кремниевого стержня. Опасность возникновения отклонений от такой структуры идеального кристалла ( например, появления дислокаций) в процессе кристаллизации весьма велика. При изготовлении кремниевых стержней, из которых впоследствии получают полупроводниковые подложки, по возможности следует избегать появления дефектов решетки. [25]
Сырьем для изготовления полупроводниковых пластин служит химически чистый кремний. В ходе реакции восстановления кислород двуокиси кремния связывается с углеродом, образуя окись углерода, а кремний выделяется в виде чистого вещества. Оба исходных материала, кварц и углерод, имеются в природе в изобилии. Таким образом, пока речь идет об используемых в настоящее время в промышленности объемах кремния, проблемы сырья для микроэлектроники не возникает. После кислорода кремний является самым распространенным на Земле химическим элементом: земная кора на 28 % состоит из кремния. Связанные с исходными материалами трудности лежат совсем в иной плоскости. Дело заключается в их чистоте, обеспечить которую удается лишь весьма дорогой ценой. Однако, прежде чем приступить к выращиванию из него кристалла, требуется дополнительная очистка. Удаление из кремния атомов примесей таких тяжелых металлов, как медь и железо, осуществляется следующим способом. В ходе этой реакции атомы тяжелых металлов связываются хлором: образуются хлориды. В процессе последующей фракционной перегонки хлориды испаряются. Оставшийся трихлорсилан смешивается с водородом и при температуре 1000 С происходит его восстановление. Сам кремний осаждается на тонкий кремниевый стержень, предварительно помещенный в химический реактор в качестве затравочного материала. В результате процессов, протекающих в реакторе, имеющем вид длинной кварцевой трубы, получают кремниевый стержень толщиной 8 см и длиной около метра. [26]
Сырьем для изготовления полупроводниковых пластин служит химически чистый кремний. В ходе реакции восстановления кислород двуокиси кремния связывается с углеродом, образуя окись углерода, а кремний выделяется в виде чистого вещества. Оба исходных материала, кварц и углерод, имеются в природе в изобилии. Таким образом, пока речь идет об используемых в настоящее время в промышленности объемах кремния, проблемы сырья для микроэлектроники не возникает. После кислорода кремний является самым распространенным на Земле химическим элементом: земная кора на 28 % состоит из кремния. Связанные с исходными материалами трудности лежат совсем в иной плоскости. Дело заключается в их чистоте, обеспечить которую удается лишь весьма дорогой ценой. Однако, прежде чем приступить к выращиванию из него кристалла, требуется дополнительная очистка. Удаление из кремния атомов примесей таких тяжелых металлов, как медь и железо, осуществляется следующим способом. В ходе этой реакции атомы тяжелых металлов связываются хлором: образуются хлориды. В процессе последующей фракционной перегонки хлориды испаряются. Оставшийся трихлорсилан смешивается с водородом и при температуре 1000 С происходит его восстановление. Сам кремний осаждается на тонкий кремниевый стержень, предварительно помещенный в химический реактор в качестве затравочного материала. В результате процессов, протекающих в реакторе, имеющем вид длинной кварцевой трубы, получают кремниевый стержень толщиной 8 см и длиной около метра. [27]
Страницы: 1 2