химический каталог




Технология полупроводникового кремния

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

тих соединений относительно стабильно при высоких температурах (> 1173 К) и сравнительно хорошо очищается от нежелательных примесей ректификацией.

Суммарные реакции в упрощенной форме имеют следующий вид: SiCl4 + 2Н2 - Si + 4НС1; SiHCl3 + Н2 - Si + ЗНС1; SiH2Cl2 - SiCl2 + H2 -- Si + 2HC1; SiF4 + 2H2 - Si + 4HF.

Первым для получения чистого кремния стали использовать тетрахлорсилан. В работе [89] описаны эксперименты по осаждению кремния на нагретой графитовой или молибденовой нити в процессе водородного восстановления тетрахлорсилана. В шестидесятых годах начато промышленное производство кремния с использованием тетрахлорсилана, однако в дальнейшем тетрахлорсилан был вытеснен трихлорсиланом.

Основные преимущества трихлорсилана перед тетрахлорсиланом -возможность проведения очистки при более низких температурах, большая скорость осаждения кремния при низких расходах водорода, более низкая температура осаждения.

Дихлорсилан является еще более эффективным сырьем. Он обеспечивает высокую скорость осаждения кремния при незначительном расходе водорода. Кроме того, процесс осаждения кремния протекает при довольно низких температурах (1173-1273 К), что позволяет как увеличить степень чистоты кремния, так и снизить затраты на его производство. Однако по сравнению с трихлорсиланом дихлорсилан более опасен в обращении, а его синтез с высоким выходом более сложен [90].

Восстановление тетрафторида кремния возможно только при высоких температурах, и поэтому в настоящее время процессы на его основе лишь исследуются.

Восстановление кремнийсодержащих соединений водородом проводят в реакторе, в котором образующийся кремний осаждается на разогреваемой электрическим током основе (рис. 62). Первоначально в качестве основ (субстратов, подложек) применяли ленты из тантала и молибдена [89], молибденовую проволоку, внутреннюю поверхность нагреваемой снаружи кварцевой трубы [91], полосы и прутки из графита. В дальнейшем начали использовать в качестве основ кремниевые прутки-подложки1. Это позволило получать кремний в виде компакт? Пат. 4084024. США. 1978.

134

135

?V///M/M///777Zf

Рис. 62. Схема реактора для получения кремния восстановлением кремний-содержащих соединений водородом: 1 — реакционная камера; 2 — осажденный кремний; 3 — нагретая основа; 4 — вывод продуктов реакции; 5 — источник электропитания; 6 — ввод исходной смеси кремнийсодержащего соединения и водорода

ных стержней, удобных для дальнейших процессов выращивания монокристаллов.

Описаны также эксперименты1 по осаждению кремния на находящиеся во взвешенном состоянии частицы кремния (рис. 63). Основная цель этого процесса - увеличение производительности и получение кусков наиболее оптимальной геометрической формы для загрузок в тигель (метод Чохральского). Последнее особенно важно для развития работ по непрерывному (полунепрерывному) выращиванию монокристаллов по методу Чохральского.

Несмотря на то что при осаждении кремния на находящиеся во взвешенном состоянии частицы удавалось достигать скорости осаждения до 2400 г/ч, этот метод распространения пока не получил из-за возникающих эксплуатационных трудностей (осаждение кремния на стенках аппарата, необходимость улавливания мелких частиц кремния и др.).

Основной формой чистого кремния пока остаются стержни различных длины и диаметра.

Из описанных методов наибольшее промышленное распространение в настоящее время получили методы водородного восстановления трихлорсилана и термического разложения силана.

2. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

Технический кремний в СССР выплавляют в соответствии с требованием ГОСТ 2169-69 и ТУ 48-5-220-81. В зависимости от химического состава установлены следующие его марки: KP00, КРО, КР1, КР2, КРЗ, КРП (табл. 3). Высшие сорта кристаллического кремния служат исходным сырьем для производства полупроводникового кремния. Технология получения технического кремния подробно изложена в работах [92-94].

Сырье для производства кремния

Содержание примесных элементов в сырьевых материалах существенно влияет на качество кристаллического кремния, поэтому важное значение имеет выбор месторождений. По данным геохимических исследований, самым распространенным минералом в земной коре является кварц, который в отдельных месторождениях образует крупное скопление кремнезема высокой степени чистоты.

Природные формы кремнезема могут быть представлены породами, почти полностью сложенными кварцем, кварцитами или гаарцитовидными песчаниками. Кварциты могут содержать лимонит, гематит, пирит, полевой шпат, глинистые минералы, слюду, рутил, циркон и т.д.

137

Коренные залежи кварца в земной коре встречаются в виде пластов, гнезд, линз и других структурных тел, состоящих из несцементированных между собой кристаллов кварца различной крупности. Плотность кварца 2,59—2,65 г/см3, твердость по шкале Мооса 7. Однако разные месторождения кварца содержат различные минеральные включения, и поэтому кварц этих месторождений обладает различной твердостью и имеет разный цвет: белый, красноватый и

страница 38
< 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
проектирование вентиляции курсы
игровой ноутбук цена
ремонт заднего крыла ваз 2109
где делают матрасы дорсе сандерс

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
(20.09.2017)