химический каталог




Технология полупроводникового кремния

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

ение с ними. Применение графита, кварца и других материалов для изготовления литейных форм возможно при условии, что температура в месте контакта расплава с формой не будет превышать допустимую. Именно этим объясняется развитие процесса литья с последующей направленной кристаллизацией вместо более простого на первый взгляд метода использования плавильного контейнера для процесса кристаллизации.

Производство крупногабаритных кремниевых блоков направленной кристаллизацией обеспечивает получение заданной текстуры отливок (рис. 133), необходимую крупность зерен, а также эвакуацию растворенных в расплаве газов в последнюю его порцию. Особые трудности возникают при получении изделий сложной конфигурации с толщиной стенок 6-12 мм [221] (рис. 134, а). Для получения изделий необходимо создать тепловые условия, при которых затвердевание всего объема отливки происходит раньше, чем закристаллизуется свободная поверхность в литниковом устройстве. В противном случае последующая кристаллизация островков жидкой фазы, оставшихся внутри твердой фазы, приведет к неизбежному разрыву отливки и формы. Кроме того, учитывая массу литейной формы, теплоемкость и теплопроводность материала, из которого она изготовлена, необходимо подобрать температуру предварительного подогрева формы, чтобы обеспечить оптимальную скорость охлаждения затвердевшей отливки.

Если изделие имеет полость, стержень литейной формы должен быть подвижным или легко разрушающимся под действием возникающих напряжений. На качество тонкостенных отливок влияют также

297

Ряс 133. Тонкая стенка кремниевой отливки. Х2.5

температура заливаемого расплава и динамика заполнения им объема формы. Существенным недостатком литья в закрытые формы является образование раковин в отливках. Обычно раковины располагаются по границам стыка слоев, растущих от различных частей литейной формы. Быстротечный процесс кристаллизации (> 0,5 кг/мин) не позволяет вывести газовые включения за пределы отливки (рис. 134, б). Установлено, что ответственным за образование раковин является водород, содержащийся как в исходном кремниевом сырье (~ 1-9 см3 в 0,1 кг кремния), так и образующийся в процессе химических реакций при наличии влаги.

Кроме этого, развиваются методы получения путем литья заготовок для бестигельной зонной плавки из кускового (порошкообразного) кремния и др. Методом литья могут быть также получены полые цилиндрические изделия (трубы). Возможно также выращивание кремниевых труб в тех же установках, в которых выращивают монокристаллы.

Кремниевые трубы с поликристаллической структурой могут быть выращены в тех же установках, в которых выращивают монокристаллы по методу Чохральского. Если отношение удельных тепловых потоков, подводимых к боковым стенкам тигля с расплавом и к его донной части, установить равным 0,4- 0,6, то при этом в расплаве создается устойчивый восходящий поток, формирующий на зеркале расплава переохлажденную кольцевую область (диаметр кольца составляет 0,4-0,8 от диаметра тигля). При введении в эту область кольцевой вращающейся затравки переохлаждение увеличивается. Скорость вращения затравки зависит от диаметра выращиваемой трубы и рассчитывается по формуле: и = (15,5 - 4dIp)/ncfIp об/мин, где - наружный диаметр трубы, мм [222].

Используя приведенную технологию, выращивали трубы диам. 60- 200 мм со скоростью 2,5- 3,2 мм/мин, при использовании монокристаллических затравок выращивали монокристаллические трубы. Толщина стенки зависит от диаметра трубы и составляет 5- 7 мм.

2. БЕСТИГЕЛЬНАЯ ЗОННАЯ ПЛАВКА

Общие сведения. Оборудование

Как уже указывалось, одним из основных недостатков получения монокристаллов кремния по методу Чохральского является загрязнение расплава частично растворяющимся кварцевым тиглем. При этом в расплав в значительных количествах переходят кислород (по реакции Si + Si02 '= 2SiO) и ряд других примесей, имеющихся в кварцевом тигле.

Для устранения этого явления был предложен метод бестигельной зонной плавки1, отличительная особенность которого - создание в стержне зоны расплава без применения контейнера. Затем метод интенсивно развивался [223- 226], и были разработаны основные приемы промышленного выращивания кристаллов кремния.

Схема метода бестигельной зонной плавки приведена на рис. 19, б. Кремниевый стержень закрепляют вертикально в камере установки в специальном держателе. Со стороны одного из концов стержня (обычно с нижнего) располагают затравочный кристалл. Зону расплава • создают в вертикально расположенном стержне. В этой зоне развивается давление, обусловленное массой расплава. Это давление называется гидростатическим Рг и определяется уравнением

pv=yxgh, (36)

где Уж - плотность расплавленного кремния, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; h - высота зоны расплава, м.

Рис 134. Кремниевая отливка, полученная литьем в графитовую форму (о), фрагмент структуры отливки с раковинами. Х2,5 (б)

299

298

индуктора. За счет этого удается сконцентрировать электромагнитное излучение на узком участке стерж

страница 87
< 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
курсы обучения сервисному обслуживанию средств диагностики в 2018 году
контрольный стенд сх-2
белые линзы
мячи торрес футбольные

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
(15.12.2017)