химический каталог




Технология полупроводникового кремния

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

питаксиального выращивания кремния выполнено в работах^, 160].

Начальной стадией процесса является гомогенная реакция с образованием силена: SiH4(r) -* SiH2(r) + Н2(г).

Далее на активном участке (*) поверхности кремниевой подложки

243

Рис. ПО. Зависимость степени разложения а снлаиа от температуры [1$8]

происходит адсорбция силена: SiHj(rj + (*) - SiHj^, после чего образуется вторая связь Si-Si (кристаллизация кремния) и происходит десорбция водорода: SiH2(arj) Sirs + Н2 + (*). При этом образуется активный участок (*) поверхности и процесс осаждения по приведенному механизму возобновляется.

Энергия активации, как полагают [159], состоит из ряда слагаемых: газофазная реакция SiH4 - SiH2 + Н2, ДЯ, = +217,88 кДж/моль; адсорбция SiH2 на поверхности кремния, ДЯ2 = -215,79 кДж/моль; образование второй связи Si-Si, ДЯЭ = -215,79 кДж/моль; десорбция 2Н из связей Si-H, ДН4 = +2ИХ кДж/моль. Экспериментальная ДН^щ = = +146,65 кДж/моль.

Отсюда следует энергия активации для десорбции водорода, Нх 180,17 кДж/моль, что находится в хорошем соответствии с экспериментальными значениями (167,6 - 192,7 кДж/моль).

Анализ температурной зависимости скорости осаждения кремния из силана показывает [159], что при высоких температурах (> 1273 К) скорость роста кремния определяется переносом силана к поверхности, , при более низких температурах (~ 773-1123 К) - скоростью химической реакции.

Одна из отличительных особенностей получения кремния при разложении силана - гораздо большее пересыщение паров кремния Р/Р^ (см. гл. I), чем в случае водородного восстановления хлорсиланов.

Изменение температуры от 1023 до 1233 К при постоянной величине подачи силана приводит к значительному изменению структуры стержня. При температурах до 1073 К лишь при большом увеличении (> 30 раз) можно различить в структуре дендриты небольшой протяженности и малой толщины. Помимо дендритов, в структуре отчетливо заметны мелкие включения округлой формы. Повышение температуры приводит к небольшому развитию дендритов: увеличиваются длина и толщина их осей. При 1223 К уже можно четко различить оси дендритов второго порядка. Однако наряду с этим при температурах > 1173 К в структуре появляются значительное количество междендритных пустот, дисперсные включения (рис. 111, а). Во всем изученном интервале прорастание зерен поликристаллической подложки обнаружено

244

Рис 111. Поперечные сечения кремниевых стержней, полученных в процессе термического разложения моиосилаиа при 1223 (с) и 1123 К (5). х 1

не было. Тем более не удалось добиться монокристаллического роста при использовании монокристаллического прутка-подложки. Увеличение количества силана приводит, начиная с определенной величины к образованию рыхлой структуры с большим количеством высокодисперсных включений. Характерная структура стержня, полученного при оптимальных условиях, приведена на рис. 111, б, а морфология ростовой поверхности стержня такого же типа - на рис. 112. Наименьшим повторяющимся элементом поверхности, видимым при разрешении растрового электронного микроскопа, являются шаровидные плотные частицы с достаточно гладкой поверхностью1 (см. рис. 112). Диаметр частиц в среднем составляет ~ 2 мкм. Шаровидные частицы плотно упакованы, соприкасаются между собой не в точке, а по сложным поверхностям. Скопления таких шаровидных частиц образуют более крупные фигуры роста (округлые холмы диаметром в среднем 20 мкм). Высота рельефа колеблется от единицы до первых десятков микрометров.

При вскрытии реакторов после окончания процесса разложения силана на внутренних стенках и других частях хорошо заметен налет коричневого цвета, состоящий из высокодисперсных частиц.

1 По данным Ю.М. Чащинова.

245

Появление этого продукта обнаружено уже давно [153, 161]. В работе [161] предполагалось, что этот порошок появляется в результате конденсации и полимеризации промежуточного продукта. Авторы

работы [162] пришли к выводу, что это довольно устойчивый SiH2. Остановимся несколько подробнее на анализе этого явления. Тонкодисперсный порошок образуется при термическом разложении моносилана уже при ~ 973 К. Визуальное наблюдение показывает, что на расстоянии ~ 0,005 м от поверхности стержня (в зависимости от режима это расстояние изменяется) образуется туман, который уносится тепловым потоком в верхнюю часть аппарата, а. затем оседает на стенках и других частях установки. Такой же порошок можно получить при нагреве силана до 573 К в закрытых ампулах. Средний размер частиц порошка, определенный с помощью электронного микроскопа, находится в пределах 5-25 нм [163].

Рентгеноструктурные, электронографические и специальные химические исследования показали, что частица порошка состоит из ядра кремния, окруженного полисиланами общего состава (SiH^ [163]. Спектрохимический анализ порошка привел к весьма интересным результатам. Он показал, что по сравнению с кремнием, кристаллизующимся на затравке, аэрозоль содержит гораздо большее количество примесей, но они сконцентрированы на поверхности ядра к

страница 71
< 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
прокат проекционного аппарата
Рекомендуем фирму Ренесанс - деревянная лестница заказать - качественно и быстро!
стул изо черный
модульное хранение вещей

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
(11.12.2016)