химический каталог




Технология полупроводникового кремния

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

ня и разогреть его. Глубина проникновения тока Z в стержень определяется частотой тока и УЭС нагреваемого участка [228]: Z = 530 /р/(ц/), где р - УЭС, Ом - м; Ц - магнитная проницаемость, Гн/м; /- частота тока, Гц.

Высокочастотный ток оказывает еще и электродинамическое воздействие (давление) на нагреваемую поверхность, что также необходимо учитывать при создании зоны расплава и проведении процесса плавки.

Таким образом, на устойчивость зоны расплава оказывают воздействие три силы: гидростатическое и электродинамическое давление и поверхностное натяжение. Для выращивания кристаллов очень важно определить оптимальное соотношение этих сил, так как при этом не только будет устойчив процесс плавки, но и появится возможность получения кристаллов кремния с заданными свойствами.

Определяющей при разработке индукционных систем для плавки кристаллов кремния различных диаметров является приведенная максимально допустимая величина высоты зоны расплава (~ 1,5 см). Для стержней « 30 мм применяют индукторы, диаметры которых больше диаметра кристалла. Однако уже при диам. 30 мм на исходном, плавящемся кристалле образуется конус, вершина которого утоплена в расплаве. Это вызвано увеличенным теплоотводом с поверхности зоны расплава (по сравнению с плавкой кристалла меньшего диаметра) и ухудшением условий плавления исходного кристалла из-за удаления от индуктора (рис. 135, о). Дальнейшее увеличение диаметра кристалла (соответственно и индуктора) приводит к увеличению высоту конусной части на исходном кристалле до соединения ее с кристаллизующейся частью кристалла. В результате возникает неполное проплавление зоны (подморозка) и процесс плавки прекращается.

Для обеспечения полного проплавления исходного кристалла в области зоны расплава можно сместить исходный стержень в плоскости, перпендикулярной направлению выращивания, и тем самым приблизить индуктор к оси слитка. За счет такого расположения стержня и индуктора усиливается прогрев центральной части стержня1. Недостатком такого приема плавки являются искажение формы зоны расплава и снижение ее устойчивости.

Важным этапом дальнейшего усовершенствования процесса бестигельной зонной плавки было применение индуктора с внутренним диаметром меньше диаметра проплавляемого кристалла 2> э. (Незави301

симо от авторов указанных патентов такой прием был практически одновременно разработан в СССР и внедрен в практику промышленного производства в 1965 г.) В этом варианте обеспечивались надежный прогрев и проплавление стержня, минимальная асимметрия электромагнитного поля индуктора и возможность значительного увеличения диаметра выращиваемого кристалла. В настоящее время усовершенствованный вариант такой плавки широко распространен при получении стержней > 100 мм (рис. 135, б).

При изучении формы зоны расплава с использованием различных индукторов установлено, что максимальная ее высота может превышать рассчитанную по уравнению (38) величину (рис. 136) [229]. Связано это с тем, что в расчетах не учитывались поверхностное натяжение на границе расплав - твердое, силы связи расплава и твердого, а также электродинамическое давление на расплав. Кроме этого, при расчетах фронт кристаллизации был принят плоским. Величина электродинамического давления зависит от частоты тока в индукторе, электрической мощности, передаваемой в зону расплава, радиуса зоны расплава и др., что используется для формирования устойчивой зоны расплава при различных конфигурациях поверхности индуктора.

При рассмотрении устойчивости, конфигурации и других факторов необходимо учитывать тепловые потоки в зоне расплава.

По своему происхождению различают четыре вида потоков: конвективные, центробежные, электродинамические и потоки Марангони (рис. 137) [229]. Конвективные потоки возникают вследствие различия

302

Рис. 137. Конвективный (а),

электродинамический (б)

потоки и поток Марангони (в, термокапиллярный) в зоне расплава:

1, 4 - исходный и кристаллизующийся стержень соответственно; 2 - индуктор; 3 — зона расплава

температуры в зоне расплава и связанной с этим плотности расплава. Центробежные потоки связаны с вращением стержня и находящейся на его торце зоны расплава. Центробежные потоки оказывают влияние на характер конвективных потоков. Электродинамические потоки в зоне расплава возникают из-за неоднородности электромагнитного

зоз

камере выращивания создается давление до 1,72-105 Па и при необходимости обеспечивается поток газа в количестве до 50 л/мин. Наиболее важной задачей вакуумно-газовой системы является обеспечение максимальной чистоты процесса выращивания кристаллов.

Высокочастотная система установки включает силовой блок (блок питания) и высокочастотный генератор, выходным элементом которого является индуктор. Обычно используемые в промышленности генераторы работают в диапазоне частот 1,7-5,3 МГц (основных составляющих высокочастотного тока генератора).

Выбор режима и обеспечение надежности работы генератора имеют первостепенное значение. При этом чрезвычайно важно добиться т

страница 88
< 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
стул самба
высокие промышленные стулья

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
(01.05.2017)