Метод зонной плавки (безтигельный метод).

Для получения монокристаллов кремния с низким содержанием кислорода используется метод зонной плавки. Процесс зонной плавки схематично можно представить т.о.

Рис. 1.29. Схема установки зонной плавки.

Отливка в форме стержня из предварительно легированного поликристаллического кремния прикрепляется одним концом к затравочному кристаллу с нужной ориентацией. Небольшая зона контакта на границе затравочного кристалла разогревается до точки плавления полем ВЧ и медленно сдвигается к противоположному концу стержня. На другой (затравочной) стороне происходит отвердевание кремния в виде монокристалла. Для очистки кристалла делается 2-4 прохода. Примеси стремятся накапливаться в расплавленной части и улетучиваться, так что кремниевый стержень очищается. В слитки кремния, полученные методом ЗП, кислород не попадает, т.к. исходный материал, не находится в тигле, содержащем кислород. Хотя кремний, изготовленный с помощью зонной плавки, дороже, он обычно содержит в 100 раз меньше кислорода, чем материал, полученный по методу Чохральского. Концентрация других примесей в нём также уменьшено. Примесь “оттесняется “ в хвостовую часть кристалла при перемещении зоны.

Многократное прохождение расплавленной зоны может быть использовано для получения кремния с удельным сопротивлением 10000 Ом*см.

Метод Степанова (метод направленной кристаллизации):

Аналогично методу Чохральского — происходит вытягивание из расплава, но фильера задает размеры (профиль) листа. Уже получают листы 1,2 ´1,2м при толщине вплоть до 100мкм.

Дефекты: двойники, дислокации, ДУ, включения частиц SiC и др. Время жизни носителей ~0.01 — 10мкс (в слитках — 10-500мкс).

В основном, такие листы используются для получения солнечных элементов, датчиков и других полупроводниковых устройств, некритичных к предельным параметрам.

Рис. 1.30. Схема установки метода Степанова.

После выращивания монокристаллического слитка проводится, прежде всего,

q обрезка хвостовой и затравочной частей слитка

q в затравочной части, как правило, повышенная концентрация дислокаций, а в хвостовой- примесей.

Затем создаются специальные метки, так называемые базовые срезы, на кристалле, позволяющие задавать ориентацию изготавливаемых изделий вдоль определённых кристаллографических направлений. Края каждой пластины обычно ориентируются вдоль направлений, по которым пластина легко ломается. Для индикации кристаллографических направлений используется шлифовка среза на окружности слитка. Этот участок располагается перпендикулярно направлению естественного раскалывания. В большинстве случаев первичный срез создаётся вдоль направления (110). Меньший по величине вторичный срез добавляется для того, чтобы идентифицировать ориентацию и тип проводимости.

1.2. МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Дата добавления: 2015-10-23