Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смирнов Л.С. -> "Легирование полупроводников методом ядерных реакций" -> 5

Легирование полупроводников методом ядерных реакций - Смирнов Л.С.

Смирнов Л.С., Соловьев С.П., Стась В.Ф., Харченко В.А. Легирование полупроводников методом ядерных реакций: Монография — Новосибирск: Наука, 1981. — 186 c.
Скачать (прямая ссылка): legir.zip
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 76 >> Следующая


1 Как уже отмечалось, распределение примесей в кристалле при Чего вытягивании с постоянной скоростью из расплава меняется экспоненциально вдоль его длины. Так как эффективный коэффициент распределения каф меняется со скоростью роста в такой же степени, как и со скоростью вращения, изменение содержания примесей можно частично компенсировать путем контроля этих параметров.' Например, значение кдф <; < 1 растет с увеличением скорости роста, приближаясь к единице для очень больших скоростей, т. е. концентрация примеси повышается. Следовательно^ программируя скорость роста

¦ #¦' . : .. ¦¦ ; ¦ ¦ ¦. ¦ ¦. . и
(скорость вытягивания), можно получить равномерное распределение примеси вдоль значительной длины слитка. Практически кристаллы быстро вытягиваются на начальной стадии* и по мере того, как концентрация примеси в расплаве увеличивается, скорость вытягивания замедляется до нужной. Недостатком этого метода является то, что скорость вытягивания можно менять лишь в сравнительно ограниченной области, согласующейся с принципами выращивания совершенных монокристаллов. •

Неравномерное распределение примесей в монокристалле может быть связано с действием как случайных, так и закономерных факторов. Случайные обусловлены неконтролируемыми изменениями в процессе кристаллизации вследствие несовершенства аппаратуры для выращивания монокристаллов. К ним можно отнести: колебания мощности в цепи нагревателя при отсутствии стабилизации тепл-ового режима установки* асимметрию теплового поля в расплаве у границы раздела фаз* колебания скорости роста из-за плохого качества изготовления механических' приводов и отсутствия стабилизации их питания и т. д.

Действие закономерных факторов обусловлено особенностями самого процесса выращивания монокристаллов: естественной сегрегацией примеси до длине выращиваемого слитка* неравномерным распределением примеси в объеме, обуслов-' ленным периодическим характером процесса кристаллизации* проявлением при росте различных кристаллографических граней, формой фронта кристаллизации, природой и концентрацией самой, примеси, взаимодействием легирующей примеси и другими примесями, дислокациями и т. д. Неоднородности этого типа могут быть изучены и сведены к минимуму при выборе соответствующих условий выращивания. ,

Детальные исследования показали, что распределение примеси по длине выращиваемого кристалла в реальных условиях далеко от гладкой кривой и носит периодический характер. Периодическая неоднородность распределения примесей по полосам роста является серьезным источником объемной неоднородности. Периодические колебания в содержании примесей наблюдались как в кристаллах, выращенных по методу Чохральского, так и в кристаллах, полученных горизонтальной зонной или направленной кристаллизацией. В вытянутых монокристаллах обнаружено несколько систем полос роста* помимо периодических неоднородностей, связанных с вращением кристалла и тигля, наблюдались и мелкие полосы роста с периодом 3—20 мкм. Последние найдены также в кристаллах* выращенных без. вращения. Периодическая неоднородность* связанная с вращением кристалла и тигля, обусловлена, по-видимому,. периодическими колебаниями скорости роста из-за наличия в расплаве у границы раздела фаз асимметричного

12 ' . : , : ¦
теплового поля. Более сложный эффект — мелкие полосы роста,: наблюдаемые в кристаллах, полученных разными методами. Причины их возникновения кроются, по-видимому, в периодическом характере самого процесса кристаллизации,- одним из внешних проявлений которого могут быть обнаруживаемые на практике автоколебания раздела фаз. В некоторых работах возникновение автоколебаний фронта кристаллизации рассматривается с позиций отклонения от термодинамического равновесия на границе раздела фаз.

В других работах появление периодических неоднородностей связывается с наличием концентрационного переохлаждения в расплаве. Но полосы роста обнаруживаются и в очень чистых монокристаллах, где концентрационного переохлаждения нет. Тем не менее наблюдаемая в сильно легированных монокристаллах зависимость периодической неоднородности от природы легирующей примеси, и в первую очередь от величины коэффициента распределения, свидетельствует о том, что накопление примеси в диффузионном слое расплава у фронта кристаллизации играет определенную роль в образовании полос роста.

Один из источников неравномерного распределения примесей в объеме монокристалла — зависимость эффективного коэффициента распределения от ориентации поверхности фронта кристаллизации.

Введение большинства примесей в решетку алмаза (в узлы) вызывает значительное искажение межатомных связей. Поэтому из энергетических соображений можно ожидать, что их растворимость должна быть в общем случае небольшой. Это справедливо, когда разница в размерах атомов растворенного вещества и растворителя значительна. Показано, что при разнице атомных радиусов более чем на 15% атомный размерный фактор неблагоприятен и следует ожидать низкой растворимости. Следовательно, сравнивая ионные радиусы примесных элементов, можно ориентировочно оценить их растворимость в германии и кремнии.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed