химический каталог




Технология полупроводникового кремния

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

эвтектической.

В производстве монокристаллов полупроводникового кремния редко приходится иметь дело со сложными диаграммами состояния, так как обычна второй компонент присутствует в конечном продукте в очень ограниченном количестве. Кроме того, при выращивании таких монокристаллов иэ жидкой фазы количеством паровой фазы можно пренебречь. Правило фаз при этом применяется с учетом лишь одной температуры, а концентрация и давление постоянны.

Существенными являются данные о наклоне линий солидуса и ликвидуса в начале диаграммы. Они определяют степень перераспределения примесей между жидкой и твердой фазами, которую удобно характеризовать коэффициентом распределения (сегрегации): К0 = - С1В/СЖ, где и Сж - растворимости примеси в твердой и жидкой фазах соответственно.

В полупроводниковом кремнии примеси (включая и те, которые сознательно вводятся при легировании) присутствуют в незначительных количествах. Поэтому система полупроводниковый кремний -примесь может рассматриваться как идеальный раствор. И» если абстрагироваться от взаимодействия примесей с дефектами, можно принять, что они распределяются по основному материалу достаточно равномерно. Малое количество примеси позволяет считать, что линии равновесия диаграммы состояния кремний - примесь не имеют особых точек, их всегда можно представить в виде начальных отрезков линий солидуса и ликвидуса в виде прямых - касательных к действительным линиям равновесия полной диаграммы (рис. 14). Вычисленное на основе диаграммы состояние к0 носит название равновесного коэффициента распределения и может быть определено также теоретически из уравнения Ван Лаара-Шредера: R In к0 - АН(1/Та - 1/Гпл), где АН -энтальпия плавления; Т0 - температура превращения. (Точность определения к0 путем расчета недостаточно высока.)

Наблюдаемый на практике коэффициент распределения отличается от теоретического и носит название эффективного коэффициента распределения fc. Между к и fc0 установлена определенная связь. Наиболее достоверные значения к получены экспериментально.

При производстве монокристаллов кремния часто приходится работать с системами газ - твердое тело. В процессе превращения одновременно происходят сложные химические реакции. В науке нет единой точки зрения на механизм таких сложных процессов и обычно в каждом конкретном случае приходится эмпирически устанавливать оптимальные условия и наиболее выгодную технологию производства.

41

Г

Все же основные принципы термодинамики и физической кинетики выполняются во всех, даже самых сложных вариантах сочетания компонентов и фазового состава. Поэтому во всех случаях фазового перехода нужно выделять главное звено процесса взаимодействия между частицами и противоположное ему поступательное движение. Развитием этих процессов и определяются главные движущие силы фазового превращения.

Диаграммы равновесия для однокомпонентной системы кристалл -расплав - пар приведены на рис. 15. Штриховые линии показывают состояние, в котором система отклоняется от равновесия. Это состояние называют метастабильным равновесием и оно, как правило, связано с процессом образования либо твердого тела из жидкости и пара, либо жидкости из пара при пониженной температуре. Эти важные в производстве полупроводникового кремния процессы являются и наиболее сложными для понимания и сознательного управления ими. Производство полупроводникового кремния связано с техникой выращивания поли- и монокристалла, в основе которой лежит учение о зарождении и росте кристаллов.

4. МЕХАНИЗМ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА

Разница между плавлением и кристаллизацией чисто внешне заключается в том, что плавление всегда начинается при одной и той же температуре Гпл, а для начала образования твердого тела из жидкости или парообразной фазы необходимо переохлаждение (ДТ = Тт - Т0). Точно также образование жидкости из пара протекает при более низкой температуре, чем температура кипения. После начала образования новой фазы температура может несколько повыситься из-за выделения тепла, но дальнейший рост происходит только при температуре Т0, несколько меньшей, чем температура равновесия. Таким образом, уже термические кривые показывают, что переход в низкотемпературную фазу проходит через две стадии - зарождение новой фазы и ее рост.

В процессе плавления атомы из низкотемпературной фазы переходят в фазу с более интенсивным поступательным движением, при этом переход сопровождается поглощением тепловой энергии. Чем больше тепла подводится к системе, тем более шероховатой становится граница раздела, что в свою очередь облегчает отрыв атомов с поверхности жидкости или твердого тела.

В процессе образования твердого тела или жидкости атомы переходят из фазы с более интенсивным поступательным движением в фазу с более ограниченным движением. И хотя уровень кинетической энергии и там, и здесь одинаков [Е = 3l2RTB для поступательной энергии 1 моля вещества), в низкотемпературной фазе движение сопоставимо с потенциальной энергией взаимодействия, которая обусловливает среднее межатомное расст

страница 8
< 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
купить межэтажные лестницы в кишиневе
установка глушителей субару
московская оперетта анна каренина
vertro шкаф управления um06-w-3r3rru

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
(05.12.2016)