химический каталог




Технология полупроводникового кремния

Автор Э.С.Фалькевич, Э.О.Пульнер, И.Ф.Червоный, Л.Я.Шварцман и др.

ению температурных градиентов в расплаве, и, как следствие этого, скрытая теплота может быть рассеяна более легко. Реньян также отмечал, что уменьшение температурных градиентов в расплаве способствует развитию граней [1].

Следующие эксперименты, по мнению авторов, однозначно свидетельствуют о влиянии направления теплоотвода на форму монокристаллов кремния. Эти эксперименты состояли в наблюдении за кристаллизацией кремния в тигле. Расплав охлаждали, медленно уменьшая

3-214

65

температуру нагревателя. Кристаллизация начиналась от стенок тигля в виде тонких, направленных к центру тигля дендритных игл. Затем в центральной части расплава всплывали ограненные кристаллы, верхняя часть которых имела форму треугольников или шестиугольников (тетраэдры, октаэдры и усеченные треугольные бнпирамиды являются тремя равновесными формами кубических кристаллов [22]). По мере дальнейшего охлаждения всплывшие кристаллы увеличивались в размерах, часто при этом меняя форму треугольную на шестиугольную. Соотношение между сторонами во время роста шестиугольного кристалла все время менялось, треугольной формы кристаллы оставались равносторонними.

Если в этот момент спить остатки расплава через отверстие в дне тигля, то оказывается, что часть гранных кристаллов зависает, приварившись к стенке тигля, т.е. происходит своеобразный отрыв кристаллов от расплава. Такой прием позволил определить форму растущего кристалла. Оказалось, что в большинстве случаев гранный кристалл, выросший внутри жидкости (т.е. теплота кристаллизации отводилась через расплав), представляет собой усеченный с двух сторон октаэдр (рис. 21).

На цилиндрической поверхности монокристаллов, выращенных с вращением, четко можно наблюдать нарезку, которая образуется вследствие асимметрии теплового поля. При прохождении холодной области расплава скорость роста кристалла возрастает, в этом месте больше захватывается примесей. D горячей области скорость роста уменьшается. Геометрическое место выхода этих участков на цилиндрическую поверхность кристалла образует внешнюю спираль - нарезку. Кроме нарезки, на поверхности монокристалла можно увидеть кольцеобразные неровности, связанные с колебаниями уровня расплава, его температуры, скорости перемещения штока и др.

Свойства монокристалла (распределение примесей, дефектов и др.) зависит от многих технологических факторов, одним из которых является макроскопическая форма фронта раздела кристалл - жидкость.

Макроскопический радиус кривизны раздела в общем случае не совпадает с тем, что называется радиусом кривизны по Томсону-Фрейдлиху (для кристалла - расстояние между ступенями). Этот радиус целиком определяется макроскопическим полем температур на границе кристалл - жидкость. Он зависит от условий теплопроводности через затравку и среду, от особенностей нагревателя, от конвективных потоков и т.д.

Исходя из простых соображений можно вывести соотношения, которые показывают, от чего зависит кривизна (макроскопическая) на фронте роста. Исходным является то, что на границе раздела сохраРяс 21. Кристалл кремния, образовавшийся внутри расплава в тигле. Х2.5

няется равенство скорости выращивания монокристалла v- и скорости передвижения теплового потока через монокристалл (v - скорость роста), которую можно определить с помощью закона Фикад'Т/дгг = dT/dt°d Tdz/dzd r= vz(3 T/dz). Отсюда ib = (Э2 T/dz2)/{d T/dz). Для сферической границы раздела

отсюда v=

_2Ц_ + _2_ _ЭГ _ _дт_ Эг" г дт " v Эг

Э'Г/Эг*

Вт/А,

Таким образом, v = vz + 2/r; v - v2 ? 2/r.

Следовательно, если скорость вытягивания равна скорости теплоотвода, то г -»«• и граница раздела должна быть плоской. На практике это реализуется у монокристаллов малого диаметра (до 20 мм), температура поверхности раздела у которых почти во всех точках одинакова. Это связано с тем, что выделяющаяся теплота кристаллизации является как бы авторегулирующим фактором и благодаря высокой теплопроводности твердой фазы исключает возможность возникновения больших градиентов непосредственно на поверхности кристалла.

Если скорость выращивания (вытягивания) больше или меньше скорости роста, то образуется вогнутая либо выпуклая граница раздела. Вид фронта кристаллизации оказывает значительное влияние на распре деление температуры у поверхности раздела. Согласно [23] для сохранения контакта кристалл - жидкость необходимо выдерживать определенный мениск. Форма мениска определяется условиями сохранения равновесия между нормальной силой сцепления, зависящей от о, и гравитационной силой. Давление, обусловленное нормальной силой сцепления, Р = о (1/Я, + 1/R2), где Rt и Яг - радиусы мениска в поперечном и продольном (St > О, Я2 > 0) сечениях.

Чем меньше диаметр кристалла и, следовательно, R^, тем меньше

Как уже указывалось, изменение направления теплоотвода может повлиять на величину шероховатости поверхности кристалла. С позиций, изложенных ранее, макроскопический радиус фронта почти не связан со степенью шероховатости поверхности. Однако, если поверхность приобретае

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119

Скачать книгу "Технология полупроводникового кремния" (4.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
http://dveripandora.ru/catalog/mezhkomnatnye-dveri/profildoors/seriya-x/20x/
дом в подмосковье по новой риге до 100 км от мкад купить
металлические стеллажи
строительство кинотеатров

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.06.2017)