Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Фалькевич Э.С. -> "Технология полупроводникового кремния" -> 36

Технология полупроводникового кремния - Фалькевич Э.С.

Фалькевич Э.С., Пульнер Э.О., Червоный И.Ф. Технология полупроводникового кремния — М.: Металлургия, 1992. — 408 c.
ISBN 5-229-00740-0
Скачать (прямая ссылка): tehpolkremniya1992.djvu
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 162 >> Следующая


Аналогично можно объяснить также увеличение ширины явных граней и высоты нарезки на поверхности монокристаллов, а также асимметрию поперечного сечения монокристаллов.

Если при выращивании горизонтальная грайь {111) распространяется на весь фронт кристаллизации, различия в форме бездислокационных и дислокационных монокристаллов, очевидно, будут наблюдаться на всей боковой поверхности. Если же горизонтальная грань выходит только на часть боковой поверхности, то и различия будут только на этой части кристалла. Когда же монокристалл выращивается так, что горизонтальная грань (111) не выходит на периферию фронта кристаллизации (фронт кристаллизации выпуклый в сторону расплава), различия будут проявляться только в глубине винтовой нарезки.

В реальных условиях выращивания монокристаллов часто ось вытягивания, кристаллографическая и тепловая оси не совпадают между; собой, а изотермические поверхности имеют сложную параболическую!

84
Рис. 33. Влияние радиального градиента температуры н угла наклона ? оси [111] к оси вытягивания на форму фронта кристаллизации (I) я поперечное сечение монокристалла (II): 1,7 — grad Tr к 0; 4,10 — ? » 0; заштрихованы области монокристалла, фронт кристаллизации которых совпадает с гранью (Ш)

форму. Кроме того, определенное влияние на реальную форму монокристаллов оказывают капиллярный эффект и изменения теплового поля. Однако полученные закономерности сохраняются. Если известно взаимное расположение изотерм и осей, то можно определить и форму растущего кристалла. На рис. 33 (для случая выращивания по [111] без учета образования явных граней) приведены результаты анализа влияния радиального градиента температуры и наклона оси выращивания к [111] на форму монокристаллов при выпуклых (1-6) или вогнутых (8-12) изотермах вблизи фронта кристаллизации.

Анализ показал, что для случаев 1-5, 7-9 (см. рис. 33) выращенные монокристаллы как бездислокационные, так дислокационные будут иметь симметричную форму. В случаях 1, 7-9 бездислокационные монокристаллы будут иметь большие диаметр и площадь фронтальной грани (111), чем выращенные в тех же тепловых системах монокристаллы с дислокациями. Разность диаметров и площадь грани (111) будут возрастать в последовательности 9-8 ~ (7,1). Для случаев 2-5 бездислокационные монокристаллы будут отличаться от дислокационных только большей площадью выхода грани (111) на фронт кристаллизации. В случаях 6, 10-12 бездислокационные монокристаллы будут иметь более асимметричную форму сечения; асимметрия будет увеличиваться

85
с ростом ?. Большая глубина винтовой нарезки на бездислокационных монокристаллах будет наблюдаться в случаях 1, 7-11 на всей боковой поверхности, а в случаях 6 и 12 только на части. В случаях 1, 7-11 штрихи в области явных граней будут иметь вид прямых линий, в случаях 2-5- изогнутых линий, а в случаях 6 и 12 штрихи в виде прямых линий могут быть только на одной или двух явных гранях. Увеличение площади грани (111) на верхней и нижней частях плоских бездислокационных монокристаллов кремния, лучшая их ограниченность также могут быть объяснены на основе приведенной схемы [19].

Таким образом, главной причиной отличия внешнего, вида бездислокационных монокристаллов является большая величина переохлаждения при росте.

Как известно, теплопроводность бездислокационных монокристаллов меньше, чем монокристаллов с дислокациями. Это означает, что отвод тепла кристаллизации через твердую фазу при выращивании бездислокационных монокристаллов будет затруднен и, следовательно, должен увеличиться отвод через жидкую фазу. В свою очередь увеличение отвода тепла через жидкость приводит к расширению плоских участков на границе раздела.

Рассмотрим еще одно интересное явление, связанное с механизмом роста: канальную неоднородность распределения примесей в монокристаллах кремния, которая [46-48] в практике производства является основной причиной, вызывающей неоднородное распределение примесей по поперечному сечению монокристаллов, выращенных по направлению [111]. Содержание примеси в области канала выше, чем в основной части кристалла. Это различие в содержании зависит от вида примеси (для сурьмы, например, оно выше, чем для фосфора). Канальную неоднородность в монокристаллах объясняют проявлением эффекта грани, при котором в определенных условиях на фронте кристаллизации развивается грань (111). Так как грань (IU) растет в относительно более переохлажденном расплаве, чем ее окружение, в районе грани концентрация примеси выше [47]. В работе [47] также отмечается решающая роль переохлаждения для возникновения эффекта грани. Хотя каналы были обнаружены и при вогнутом (в сторону затравки), и близком к плоскому фронте кристаллизации, тем не менее преимущественно они образуются при выпуклом в сторону расплава фронте кристаллизации.

Рис. 34 иллюстрирует канальную неоднородность в монокристаллах кремния, полученных бестигельной зонной плавкой. Изменение удельного электрического сопротивления (УЭС) для монокристаллов, леги-' рованных фосфором, в области стержневого канала довольно значительно и составляет ~ 40 % (для УЭС кристалла 150 Ом • см).
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 162 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed