химический каталог




Технология полупроводникового кремния

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

.

Зависимость извлечения кремния от мольного отношения Н2: SiHCl3 при 1323 К приведена на рис. 93.

Теоретически максимально возможное извлечение кремния из трихлорсилана - 60 % при Н2: SiHCl3 = 60:1. Однако на практике в таком диапазоне температур и мольных отношений, как правило, не работают из-за низких скоростей осаждения. Кроме того, повышение мольного отношения Нд: SiHCl3 и увеличение температуры всегда приводят к развитию и укрупнению дендритов.

Обычно стремятся проводить процесс при Н2: SiHCl3 < 15:1 и температуре < 1300 К хотя бы потому, что при этих параметрах процесса удается достичь высоких скоростей осаждения, а выходящие из реактора абгазы, содержащие непрореагировавшие хлорсиланы, легче конденсировать и регенерировать.

Теоретически возможный выход кремния при Н2: SiHCl3 -5:1+ + 40 : 1 вычислен с помощью ЭВМ в работе [130]. Для Н2: SfflCl3 = 5 : 1-М0 : 1 и температуры осаждения 1300-1500 К выход кремния мало зависит от температуры и составляет 25-30 %.

Изучению кинетики водородного восстановления хлорсиланов посвящено значительное число исследований, из которых наибольший интерес представляют работы [131-134], где кинетику процесса исследовали во время осаждения кремния на прутки. При осаждении кремния из смеси тетрахлорсилана и водорода в интервале температур 1323-1523 К авторы [134] наблюдали практически линейное увеличение скорости осаждения с ростом температуры. Зависимость скорости осаждения от Н2: SiCl4 имеет ярко выраженный максимум, соответствующий Н2: SiCl4'- 12 : 1.

При водородном восстановлении трихлорсилана в металлическом водоохлаждаемом реакторе для температур 1350-1500 К и концентра214

Рис 93. Теоретическая зависимость выхода кремния от мольного соотношения H, к SiHCl,

приШЗК 3

Рис 94Лависимость удельной скорости осаждения кремния ESi от температуры для промышленного реактора при использовании в качестве исходного сырья трихлорсилана (1) и тетрахлорсилана (2); мольная доля трихлорсилана в паро-газовой смеси 3,58 ? Ю-3 тетрахлорсилана 3,88 • 10"3

ции трихлорсилана 5,7 ? 10 моль/мэ получена энергия активации 36,8 кДж/моль [131], которая указывает на гетерогенный характер процесса, а также на то, что лимитирующей стадией осаждения являются процессы диффузии.

К подобному выводу пришли и авторы [132, 133], которые при 1273-1443 К и концентрации трихлорсилана 1 моль/м3 получили близкие по величине энергии активации - соответственно 58,24 и 67,04 кДж/моль. Различие абсолютных значений энергий активации, полученных в работах [131-133], связано с тем, что кинетические исследования велись в различных реакторах при отличающихся параметрах процесса, и поэтому из-за сложности протекающих реакций можно установить лишь наблюдаемую или кажущуюся энергию активации.

Автором работы [131] получено также выражение для средней (интегральной) скорости осаждения:

2Jirfcb. + »(2VT„)

2,3v(TK/r0) 2ЛгА(г-г0)

frr0kh*Y(TR/T0)

где R - скорость осаждения кремния, г-атом/с; <* - термодинамическая степень извлечения кремния; С - концентрация трихлорсилана в газовом потоке, моль/м3; V - скорость потока в реакторе, м3/с; к К 3,5 -коэффициент массопереноса; г0 и г - начальный и конечный диаметры стержня соответственно, м; h - длина стержня, м; Т0 и TR - температура стержней в начале и в конце процесса, К.

Назначение блока электропитания - подвод электрической мощности к стержням кремния и обеспечение необходимой температуры осаждения. Блок управления позволяет поддерживать оптимальные параметры процесса.

Применяют реакторы либо с кварцевым, либо с металлическим колпаком.

По данным работы [137], до 80 % производимого в мире поликристаллического кремния изготавливали в реакторах с кварцевым колпаком конструкции фирмы "Сименс". Схемы такого реактора приведена на рис. 95 [137, .138]. В пространство между наружным металлическим автоклавом и кварцевым реактором (колпаком) подается инертный газ, который прижимает кварцевый колпак к поддону и обеспечивает герметичность реакционного пространства. Основание реактора (поддон) покрыто слоем серебра; токовводы также изготавливают из серебра. Для уменьшения воздействия реакционных газов основание реактора дополнительно покрывают слоем кварцевых пластин.

Использование в конструктивных элементах реактора таких материалов, как кварц, серебро, высокочистый графит, обеспечивает высокое качество получаемого поликристаллического кремния.

В реакторах из кварца удается получать кремниевые, стержни до 2 м длины и диаметром до 0,18 м, при этом скорость осаждения кремния составляет 0,3-0,4 кг/ч (при использовании в качестве исходного сырья трихлорсилана); расход электроэнергии 430-540 МДж/кг.

Основной трудностью при эксплуатации реакторов из кварца является создание условий равномерного охлаждения колпака во время осаждения кремния. Кроме этого, на стенках колпака осаждается тонкий слой кремния, который затрудняет контроль процесса. В связи с этим через определенное время колпак необходимо снимать и чистить. Существенными недостатками кварцевых кол

страница 61
< 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
в волжском курсы по вязанию
дешевая спираль
спортивное оборудование для уличных площадок
мой маленький пони мцц планета квн

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
(09.12.2016)