klimatiksofia

Монокристален силиций: Производство растеж и свойства

CZ MCZ Single crystal

Силиций, който е и ще продължи да бъде доминиращ материал в полупроводниковата индустрия за известно време [13.1], ще ни въведе в ерата на ултра-мащабната интеграция (ULSI) и ерата system-ona-chip (SOC).

Тъй като електронните устройства станаха по-усъвършенствани, производителността на устройствата стана по-чувствителна към качеството и свойствата на материалите, използвани за тяхното конструиране.

Германий (Ge) първоначално е бил използван като амикопроводим материал за твърди електронни устройства. Въпреки това, тясната честотна лента (0,66 eV) на Ge ограничава работата на устройства, базирани на германий, до температури от около 90∘C поради значителните токове на утечка, наблюдавани при по-високи температури. По-широката честотна лента на силиций (1.12 eV), от друга страна, води до електронни устройства, които могат да работят до $\approx 200^{\circ} C$ . Съществува обаче по-сериозен проблем от тесната лента: германийът не осигурява лесно пасивиращ слой на повърхността. Например, германиев диоксид (GeO2) е водоразтворим и дисоциира при приблизително 800∘В. Силицийът, за разлика от германия, лесно побира пасивацията на повърхността чрез образуване на силициев диоксид (SiO2), която осигурява висока степен на защита на основното устройство. Този стабилен SiO2слоят води до адекватно предимство за силиция пред германия като основен полупроводников материал, използван за производството на електронни устройства. Това предимство доведе до множество нови технологии, включително процеси за дифузионно легиране и дефиниране на сложни модели. Други предимства на силиция са, че той е напълно нетоксичен и че силицият (SiO2), суровината, от която се получава силиций, съдържа приблизително 60%от минералното съдържание на земната кора. Това означава, че суровината, от която се получава силиций, се предлага в изобилие в интегралната схема (интегрална схема) индустрия. Освен това, силиций с електронен клас може да се получи на по-малко от една десета от цената на германия. Всички тези предимства са накарали силиция да замести почти изцяло германия в полупроводниковата индустрия.

Въпреки че силицият не е оптималният избор за всяко електронно устройство, неговите предимства означават, че той почти сигурно ще доминира в полупроводниковата индустрия още известно време.

13.1Общ преглед

Много ползотворни взаимодействия са възникнали между потребителите и производителите на полупроводникови материали от изобретяването на точково-контактния транзистор през 1947 г., когато необходимостта отперфектно и чистокристали е разпознат. Конкуренцията често е била такава, че качеството на кристалите, изисквано от новите устройства, може да бъде постигнато само чрез контролиране на растежа на кристалите с помощта на електронно оборудване, изградено с тези нови устройства. Тъй като силициевите кристали без дислокации са отгледани още през 60-те години, използвайкиТехника на тире[13.2], изследванията на полупроводниковите материали и усилията за развитие са съсредоточени върху чистотата на материалите, добивите от производството и проблемите, свързани с производството на устройства.

Полупроводниковите устройства и вериги се произвеждат с помощта на голямо разнообразие от механични, химични, физични и термични процеси. Диаграмата за типичните полупроводникови процеси на приготвяне на силиций е показана на фиг.13.1. Подготовката на силициеви монокристални основи с механично и химически полирани повърхности е първата стъпка в дългия и сложен процес на производство на устройства.

Fig. 13.1 — Фиг. 13.1
Диаграма на потока за типични процеси на полупроводникова подготовка на силиций. (След[13.1])

Както беше отбелязано по-горе, силиций е вторият най-разпространен елемент на Земята; повече от 90%от земната кора е съставена от силициев диоксид и силикати. Предвид това безгранично снабдяване със суровини, проблемът е след това да се трансформира силиция в използваемо състояние, изисквано от полупроводниковата технология. Първото и основно изискване е силицийът, използван за електронни устройства, да бъде изключително чист, тъй като много малки количества от някои примеси оказват силно влияние върху електронните характеристики на силиция и следователно върху производителността на електронното устройство. Второто изискване е за кристали с голям диаметър, тъй като добивът на стружка на пластинка се увеличава значително с по-големи диаметри, както е показано на фиг.13.2за случая на DRAM [13.3], едно от най-често срещаните електронни устройства. Освен чистотата и диаметъра, производствените разходи и спецификациите на материала, включително нарастващата дефектна плътност и резистивната хомогенност, трябва да отговарят на настоящите индустриални изисквания.

Fig. 13.2 — Фиг. 13.2
Чипове на вафла като функция на генерирането на DRAM. (След[13.3])

В тази глава настоящите подходи за приготвяне на силиций - превръщането на суровината в монокристален силиций (виж фиг.13.1) - се обсъждат.

13.2Изходни материали

13.2.1Металургичен клас силиций

Изходният материал за силициеви монокристали с висока чистота е силициев диоксид (SiO2). Първата стъпка в производството на силиций е топенето и редукцията на силициев диоксид. Това се постига чрез смесване на силициев диоксид и въглерод под формата на въглища, кокс или дървесни стърготини и нагряване на сместа до високи температури в дъгова пещ с потопени електроди. Това карботермично редуциране на силициев диоксид произвежда разтопен силиций

S i O_{2} + 2C \to Si + 2CO .

(13.1) В пещта в действителност протичат сложни серии от реакции при температури в диапазона от 1500 до 2000∘В. Получените от този процес буци силиций се наричат металургичен силиций (MG-Si) и неговата чистота е около 98–99%.

13.2.2Поликристален силиций

Междинни химични съединения

Следващата стъпка е да се пречисти MG-Si до нивото на полупроводников силиций (SG-Si), който се използва като изходен материал за монокристален силиций. Основната концепция е, че прахообразният MG-Si реагира с безводна HCl, за да образува различни хлоросиланови съединения в реактор с втечнен слой. След това силаните се пречистват чрез дестилация и химическо отлагане на пари (ССЗ) за образуване на SG-полисилиций.

Разгледани са броят на междинните химични съединения, като моносилан (SiH4), силициев тетрахлорид (SiCl4), трихлоросилан (SiHCl3) и дихлоросилан (SiH2Cl2). Сред тях трихлоросиланът се използва най-често за последващо отлагане на полисилиций поради следните причини:

1.
Може лесно да се образува чрез реакция на безводен хлороводород с MG-Si при сравнително ниски температури (200–400∘C).
2.
Той е течен при стайна температура, така че пречистването може да се извърши със стандартни техники на дестилация.
3.
Лесен е за боравене и може да се съхранява в резервоари от въглеродна стомана, когато е сух.
4.
Течният трихлоросилан лесно се изпарява и, когато се смеси с водород, може да се транспортира в стоманени линии.
5.
Може да се намали при атмосферно налягане в присъствието на водород.
6.
Неговото отлагане може да се извърши върху нагрят силиций, елиминирайки необходимостта от контакт с чужди повърхности, които могат да замърсят получения силиций.
7.
Реагира при по-ниски температури (1000–1200∘C) и с по-бързи темпове от силициев тетрахлорид.

Хидрохлориране на силиций

Трихлорсиланът се синтезира чрез нагряване на прахообразен MG-Si при около 300∘С в реактор с кипящ слой. Тоест, MG-Si се превръща в SiHCl3съгласно следната реакция

Si + 3HCI \to S i H C l_{3} + H_{2} .

(13.2) Реакцията е силно екзотермична и затова топлината трябва да се отстрани, за да се увеличи максимумът на добива на трихлорсилан. Докато конвертирате MG-Si в SiHCl3, различни примеси като Fe, Al и B се отстраняват чрез превръщането им в техните халогениди (FeCl3, AlCl3и BCl3съответно) и странични продукти като SiCl4и Н2също се произвеждат.

Дестилация и разлагане на трихлорсилан

Дестилацията се използва широко за пречистване на трихлорсилана. Трихлоросиланът, който има температура на кипене под 31,8∘C), се дестилира фракционно от нечистите халогениди, което води до значително повишена чистота, с концентрация на електрически активни примеси под 1 ppba. След това трихлорозиланът с висока чистота се изпарява, разрежда се с водород с висока чистота и се въвежда в реактора за отлагане. В реактора са налични тънки силициеви пръчки, наречени тънки пръчки, поддържани от графитни електроди за повърхностно отлагане на силиций според реакцията

S i H C l_{3} + H_{2} \to Si + 3HCI .

(13.3) В допълнение към тази реакция, следващата реакция се появява и по време на отлагане на полисилиций, което води до образуването на силициев тетрахлорид (основният страничен продукт от процеса)

HCI + S i H C l_{3} \to S i C l_{4} + H_{2} .

(13.4) Този силициев тетрахлорид се използва например за производство на кварц с висока чистота.

Излишно е да се споменава, че чистотата на тънките пръчки трябва да бъде сравнима с тази на нанесения силиций. Тънките пръти са предварително загряти до приблизително 400∘С в началото на силициевия CVD процес. Това предварително нагряване е необходимо, за да се увеличи достатъчно проводимостта на тънки пръчки с висока чистота (висока устойчивост), за да се даде възможност за резистивно нагряване. Внасяне за 200–300 часа около 1100∘В резултат се получават полисилициеви пръчки с висока чистота с диаметър 150–200 mm. Полисилициевите пръчки са оформени в различни форми за последващи процеси на растеж на кристали, като парчета за растеж на стопилката на Czochralski и дълги цилиндрични пръчки за растеж в плувна зона. Процесът за редуциране на трихлорсилана върху нагрята силициева пръчка с използване на водород е описан в края на 50-те и началото на 60-те години в редица патенти на процеса, възложени на Siemens; следователно този процес често се наричаМетод на Сименс[13.4].

Основните недостатъци на метода на Siemens са лошата ефективност на преобразуване на силиций и хлор, относително малък размер на партидата и висока консумация на енергия. Слабата ефективност на преобразуване на силиций и хлор е свързана с големия обем силициев тетрахлорид, произведен като страничен продукт в процеса на CVD. Само около 30%от силиция, осигурен в CVD реакцията, се превръща в полисилиций с висока чистота. Също така, цената за производство на полисилиций с висока чистота може да зависи от полезността на страничния продукт, SiCl4.

Моносиланов процес

Технологията за производство на аполизилиций, базирана на производството и пиролизата на моносилана, е създадена в края на 60-те години. Моносиланът потенциално спестява енергия, тъй като отлага полисилиций при по-ниска температура и произвежда по-чист полисилиций от трихлоросилановия процес; обаче той почти не е бил използван поради липсата на икономичен път до моносилана и поради проблеми при обработката в етапа на отлагане [13.5]. С неотдавнашното развитие на икономически пътища до силан с висока чистота и успешната експлоатация на алармена инсталация, тази технология привлече вниманието на полупроводниковата индустрия, която изисква силиций с по-висока чистота.

При настоящите промишлени процеси с моносилан магнезият и прахът MG-Si се нагряват до 500∘С под азотна атмосфера, за да се синтезира магенезиев силицид (Mg2Si), който след това се реагира с амониев хлорид (NH4Cl) в течен амоняк (NH3) под 0∘С за образуване на моносилан (SiH4). След това се получава полисилиций с висока чистота чрез пиролиза на моносилана върху резистивно нагрети полисилициеви нишки при 700–800∘В. В процеса на генериране на моносилана, повечето от примесите на бор се отстраняват от силана чрез химична реакция с NH3. Съдържанието на аборон от 0,01–0,02 ppba в полисилиция е постигнато с помощта на амоносиланов процес. Тази концентрация е много ниска в сравнение с тази, наблюдавана в полисилиция, приготвен от трихлорсилан. Освен това полученият полисилиций е по-малко замърсен с метали, събрани чрез химически транспортни процеси, тъй като разлагането на моносилана не причинява никакви проблеми с корозията.

Отлагане на гранулиран полисилиций

Разработен е съществено различен процес, при който се използва разлагането на моносилана в реактора за отлагане в кипящ слой за получаване на свободно течащ гранулиран полисилиций [13.5]. Малките частици от силициеви семена се флуидизират в амоносиланово-водородна смес и полисилиция се отлага, за да образува свободно течащи сферични частици, които са средно 700 μm в диаметър с разпределение на размера на 100-1500 μm. Първоначално семената с кипящ слой са направени чрез смилане на SG-Si в мелница или чук и излужване на продукта с киселина, водороден прекис и вода. Този процес отнема много време и е скъп и има тенденция да вкарва нежелани примеси в системата чрез металните шлифовъчни машини. Въпреки това, по нов метод, големи частици SG-Si се изстрелват помежду си от високоскоростен поток газ, което ги кара да се разбият на частици с подходящ размер за кипящия слой. Този процес не въвежда чужди материали и не изисква излугване.

Поради по-голямата повърхност на гранулирания полисилиций, реакторите с кипящ слой са много по-ефективни от традиционните пръчкови реактори от тип Siemens. Доказано е, че качеството на полисилиция с кипящ слой е еквивалентно на полисилиция, произведен по по-конвенционалния метод на Siemens. Нещо повече, гранулираният полисилиций с свободно течаща форма и висока насипна плътност позволява на производителите на кристали да получат максимума от всеки производствен цикъл. Тоест, в процеса на растеж на кристали Czochralski (виж следващия раздел), тигелите могат бързо и лесно да се пълнят до еднакви натоварвания, които обикновено надвишават тези на произволно подредени полисилициеви парчета, произведени по метода на Siemens. Ако разгледаме също потенциала на техниката да премине от периодична операция към непрекъснато изтегляне (обсъдено по-късно), можем да видим, че свободно течащите полисилициеви гранули могат да осигурят благоприятния път на ауниформеното захранване в стопяемо състояние. Този продукт изглежда е революционен изходен материал с голямо обещание за растеж на силициеви кристали.

13.3Монокристален растеж

Въпреки че са използвани различни техники за превръщане на полисилиция в монокристали на силиция, две техники доминират в производството им за електроника, защото отговарят на изискванията на индустрията за микроелектронни устройства. Единият е методът на азонно топене, който обикновено се наричаплаваща зона (FZ) метод, а другият е метод за апликиране, традиционно наричанЧохралски (Чехия) метод, въпреки че всъщност трябва да се наричаМетод Teal – Little. Принципите зад тези два метода за растеж на кристали са изобразени на фиг.13.3. При метода FZ, зоната на амолтена се прекарва през аполизилициева пръчка, за да се превърне в еднокристален слитък; в метода CZ, еднокристалният кристал се отглежда чрез изтегляне от амелт, съдържащ се в акварцов тигел. И в двата случаясемен кристалиграе много важна роля за получаване на еднороден кристал с желана кристалографска ориентация.

Fig. 13.3a,b — Фиг. 13.3а, б
Принципи на монокристален растеж чрез (a) метод с плаваща зона и (b) Метод на Чохралски. (След[13.1])

Смята се, че около 95%от всички монокристални силиции се произвеждат по метода CZ, а останалите главно по метода FZ. Силициевата полупроводникова индустрия изисква висока чистота и минимални концентрации на дефекти в техните силициеви кристали, за да оптимизира производителността на устройството и експлоатационните характеристики. Тези изисквания стават все по-строги, тъй като технологията преминава от LSI към VLSI ∕ ULSI и след това SOC. Освен качеството или съвършенството на силициевите кристали, диаметърът на кристалите също непрекъснато се увеличава, за да отговори на изискванията на производителите на устройства. Тъй като микроелектронните чипове се произвеждат чрезпартидна система, диаметрите на силиконовите пластини, използвани за производството на устройства, значително влияят на производителността (както е показано на фиг.13.2), а от своя страна производствените разходи.

В следващите раздели първо обсъждаме метода FZ и след това преминаваме към метода CZ. Последното ще бъде обсъдено по-подробно поради изключително значението му за микроелектронната индустрия.

13.3.1Метод с плаваща зона

Общи бележки

Методът FZ произхожда от зонно топене, което се използва за пречистване на бинарни сплави [13.6] и е изобретен отTheuerer[13.7]. Реакционната способност на течния силиций с материала, използван за тигела, доведе до развитието на метода FZ [13.8], което позволява кристализация на силиций, без да е необходим какъвто и да е контакт с тигелния материал, който е необходим, за да могат да растат кристали с необходимата чистота на полупроводника.

Контур на процеса

В процеса на FZ аполисилиевият прът се превръща в слитък с еднокристален кристал чрез преминаване на амолтеновата зона, нагрята чрез намотка с иглено око от единия край на пръчката до другия, както е показано на фиг.13.3а. Първо, върхът на полисилициевата пръчка се свързва и се слива със семен кристал с желаната кристална ориентация. Този процес се наричазасяване. Посевената стопена зона се прекарва през полисилициевата пръчка чрез едновременно преместване на монокристалното семе надолу по пръчката. Когато стопената зона на силиция се втвърди, полисилиция се превръща в монокристален силиций с помощта на зародишния кристал. Докато зоната се движи по полисилициевата пръчка, монокристалният силиций замръзва в края си и расте като продължение на кристала на семето.

След засяване се образува шийка с диаметър около 2 или 3 mm и дължина 10–20 mm. Този процес се наричадеколте. Отглеждането на врата премахва дислокации, които могат да бъдат внесени в новоизрастналия монокристален силиций по време на операцията за засяване поради термичен удар. Този процес на изрязване, нареченТехника на тире[13.2], следователно е от основно значение за отглеждането на кристали без дислокации и се използва универсално както в FZ, така и в CZ методите. Рентгенова топография на семената, шийката и коничната част на асилициевия монокристал, отглеждан по метода FZ, е показана на фиг.13.4. Очевидно е, че дислокациите, генерирани при контакта на стопилката, се елиминират напълно чрез извиване. След оформянето на коничната част се отглежда основното тяло с пълния диаметър на мишената. По време на целия процес на растеж на FZ, формата на разтопената зона и диаметърът на слитъка се определят чрез регулиране на мощността към намотката и скоростта на движение, като и двете са под контрол на компютъра. Техниката, използвана най-често за автоматичен контрол на диаметъра както при методите FZ, така и при CZ, използва инфрачервен сензор, фокусиран върху менискуса. Формата на менискуса върху нарастващия кристал зависи от ъгъла му на контакт на трифазната граница, диаметъра на кристала и големината на повърхностното напрежение. Променя се ъгълът на менискус (и следователно диаметърът на кристала) и информацията се връща обратно, за да се коригират автоматично условията на растеж.

Fig. 13.4 — Фиг. 13.4
Рентгенова топография на семена, шийка и конична част на силиций с плаваща зона. (С любезното съдействие на д-р Т. Абе)

За разлика от растежа на CZ кристали, при който зародишният кристал се потапя в силициевата стопилка и нарастващият кристал се изтегля нагоре, при метода FZ тънкият зародишен кристал поддържа нарастващия кристал, както и полисилициевият прът от дъното (фиг.13.3). Като резултат, пръчката е балансирана несигурно върху тънките семена и шийка по време на целия процес на растеж. Семената и шийката могат да поддържат акристал до 20 kg, докато центърът на тежестта на растящия кристал остава в центъра на растежната система. Ако центърът на тежестта се отдалечи от централната линия, семето лесно ще се счупи. Следователно беше необходимо да се измисли акристална стабилизираща и поддържаща техника, преди да могат да се отглеждат дълги и тежки силициеви кристали FZ. За големи кристали е необходимо да се поддържа нарастващият кристал по начина, показан на фиг.13.5[13.9], особено в случай на скорошни FZ кристали с големи диаметри (150–200 mm), тъй като теглото им лесно надвишава 20 kg.

Fig. 13.5 — Фиг. 13.5
Поддържаща система за силициев кристал с плаваща зона. (След[13.9])

Допинг

За да се получат n- или p-тип силициеви монокристали с необходимото съпротивление, или полисилиция, или нарастващият кристал трябва да бъдат легирани съответно с донорни или акцепторни примеси, съответно. За растежа на FZ силиций, въпреки че са изпробвани няколко допинг техники, кристалите обикновено се легират чрез продухване на възприемащ газ като фосфин (PH3) за n-тип силиций или диборан (B2H6) за силиций от тип p върху разтопената зона. Допиращият газ обикновено се разрежда с акрилен газ, като аргон. Голямото предимство на този метод е, че производителят на силициев кристал няма нужда да съхранява полисилициеви източници с различно съпротивление.

Тъй като сегрегацията (обсъдена в следващия подраздел) на елементарни добавки за силиций от n-тип е много по-малка от единица, FZ кристалите, допирани по традиционния метод, имат радиални градиенти на добавки. Освен това, тъй като скоростта на кристализация варира в радиалната посока на микроскопичната скала, концентрациите на добавки се разпределят циклично и пораждат т.нар.допиращи ивици, което води до нехомогенности с радиално съпротивление. За да се получи по-хомогенно легиран n-тип силиций, допинг на неутронна трансмутация (NTD) се прилага за силициеви кристали FZ [13.10]. Тази процедура включва ядрена трансмутация на силиций във фосфор чрез бомбардиране на кристала с топлинни неутрони според реакцията

^{30} S i (, γ) \to^{31} S i \overset{2.6 h}{\to}^{31} P + β .

(13.5) Радиоактивният изотоп31Si се образува, когато30Si улавя аневтрона и след това се разпада в стабилния изотоп31P (донорни атоми), чието разпределение не зависи от параметрите на растежа на кристалите. Веднага след облъчването кристалите проявяват високо съпротивление, което се дължи на големия брой решетъчни дефекти, възникнали от радиационно увреждане. Следователно облъченият кристал трябва да се отгрява в инертна среда при температури около 700∘С, за да се унищожат дефектите и да се възстанови съпротивлението на това, получено от допирането на фосфора. Съгласно схемата NTD кристалите се отглеждат без допинг и след това се облъчват в ядрен реактор с тревожно съотношение на термични към бързи неутрони, за да се подобри улавянето на неутрони и да се сведе до минимум увреждането на кристалната решетка.

Прилагането на NTD е почти изключително ограничено до кристали FZ поради тяхната по-висока чистота в сравнение с кристалите CZ. Когато NTD техниката беше приложена към силициевите кристали CZ, беше установено, че образуването на донор на кислород по време на процеса на отгряване след облъчване променя съпротивлението от очакваното, въпреки че е постигната хомогенност на донора на фосфор [13.11]. NTD има допълнителния недостатък, че няма наличен процес за добавки от тип p и че е необходим прекалено дълъг период на облъчване за ниски съпротивления (в диапазона от 1-10 Ω cm).

Свойства на FZ-силициев кристал

По време на растежа на FZ кристали, разтопеният силиций не влиза в контакт с друго вещество, различно от околния газ в камерата за растеж. Следователно, FZ силициевият кристал се отличава по своята същност с по-високата си чистота в сравнение с кристала aCZ, който се отглежда от стопилката - включващ контакт с акварцов тигел. Този контакт води до високи концентрации на кислородни примеси около 1018атоми ∕ cm3в CZ кристали, докато FZ силиция съдържа по-малко от 1016атоми ∕ cm3. Тази по-висока чистота позволява на FZ силиция да постигне високо съпротивление, което не може да се получи с помощта на CZ силиций. По-голямата част от консумирания FZ силиций има съпротивление между 10 и 200 Ω cm, докато CZ силиций обикновено е подготвен за съпротивления от 50 Ω cm или по-малко поради замърсяването от кварцовия тигел. Следователно FZ силиций се използва главно за производство на полупроводникови захранващи устройства, които поддържат обратни напрежения над 750–1000 V. Растежът на кристалите с висока чистота и прецизните легиращи характеристики на NTD FZ-Si също доведоха до използването му в инфрачервени детектори [13.12], например.

Ако обаче разгледаме механичната якост, от много години е признато, че FZ силиция, който съдържа по-малко кислородни примеси от CZ силиция, е механично по-слаб и по-уязвим на термично напрежение по време на производството на устройството [13.13,13.14]. Високотемпературната обработка на силициеви пластини по време на производството на електронни устройства често предизвиква достатъчно топлинно напрежение, за да генерира дислокации на плъзгане и деформация. Тези ефекти водят до загуба на добив поради течащи кръстовища, диелектрични дефекти и намален живот, както и намалени фотолитографски добиви поради деградацията на плоскостта на пластините. Загубата на геометрична равнинност поради деформация може да бъде толкова силна, че вафлите да не се обработват повече. Поради това силициевите пластини CZ се използват много по-широко в производството на IC устройства, отколкото FZ пластините. Тази разлика в механичната стабилност срещу термични напрежения е доминиращата причина, поради която силициевите кристали CZ се използват изключително за производството на интегрални схеми, които изискват страхотен брой стъпки на термичния процес.

За да се преодолеят тези недостатъци на FZ силиций, растежът на FZ силициеви кристали с легиращи примеси като кислород [13.15] и азот [13.16] е направен опит. Установено е, че легирането на FZ силициеви кристали с кислород или азот при концентрации на $1 - 1.5 \times 10^{17} a t o m s / c m^{3}$ или $1.5 \times 10^{15} a t o m s / c m^{3}$ , съответно, води до забележително увеличение на механичната якост.

13.3.2Метод на Чохралски

Общи бележки

Този метод е кръстен на J. Czochralski, който създава техника за определяне на скоростите на кристализация на металите [13.17]. Въпреки това, действителният метод на изтегляне, който е широко приложен за монокристалния растеж, е разработен отТийлиМалко[13.18], който модифицира основния принцип на Чохралски. Те са първите, които успешно отглеждат монокристали германий с дължина 8 инча и диаметър 0,75 инча през 1950 г. Впоследствие те проектират друг апарат за растеж на силиций при по-високи температури. Въпреки че основният производствен процес за монокристален силиций се е променил малко, откакто той е пионер от Teal и колеги, монокристали с голям диаметър (до 400 mm) силиций с висока степен на съвършенство, които отговарят на най-съвременното устройство изискванията са нараснали чрез включване на техниката Dash и последователни технологични иновации в апарата.

Днешните усилия за изследователска и развойна дейност по отношение на силициевите кристали са насочени към постигане на микроскопична еднородност на кристалните свойства като съпротивлението и концентрациите на примеси и микродефекти, както и микроскопичен контрол върху тях, които ще бъдат обсъдени другаде в този наръчник.

Контур на процеса

Трите най-важни стъпки в растежа на кристалите CZ са показани схематично на фиг.13.3б. По принцип процесът на растеж на CZ е подобен на този на растежа на FZ: (1) топене на полисилиций, (2) засяване и (3) отглеждане. Процедурата на изтегляне на CZ обаче е по-сложна от тази на растежа на FZ и се отличава от нея с използването на аквагелен тигел, за да съдържа разтопения силиций. Фигура13.6показва ахематичен изглед на типично съвременно оборудване за растеж на кристали CZ. Важните стъпки в действителната или стандартната последователност на растеж на силициев кристал CZ са както следва:

1.
Полисилициеви парчета или зърна се поставят в акварцов тигел и се топят при температури, по-високи от точката на топене на силиция (1420 г.∘В) в инертен околен газ.
2.
Стопилката се поддържа известно време при висока температура, за да се осигури пълно топене и изхвърляне на малки мехурчета, които могат да причинят кухини или отрицателни кристални дефекти, от стопилката.
3.
Кристал от семена с желаната кристална ориентация се потапя в стопилката, докато започне да се топи сам. След това семето се изтегля от стопилката, така че шийката се формира чрез постепенно намаляване на диаметъра; това е най-деликатната стъпка. По време на целия процес на растеж на кристали инертен газ (обикновено аргон) тече надолу през изтеглящата камера, за да отдели реакционни продукти като SiO и CO.
4.
Чрез постепенно увеличаване на диаметъра на кристала се отглеждат коничната част и рамото. Диаметърът се увеличава до целевия диаметър чрез намаляване на скоростта на изтегляне и ∕ или температурата на стопилката.
5.
И накрая, цилиндричната част на тялото с постоянен диаметър се увеличава чрез контролиране на скоростта на изтегляне и температурата на стопилката, като същевременно се компенсира спада в нивото на стопилката, докато кристалът расте. Скоростта на изтегляне обикновено се намалява към опашния край на нарастващия кристал, главно поради увеличаване на топлинното излъчване от стената на тигела, тъй като нивото на стопилката пада и излага по-голяма стена на тигела на нарастващия кристал. Към края на процеса на растеж, но преди тигелът да се източи напълно от разтопен силиций, диаметърът на кристала трябва постепенно да се намалява, за да се образува краен конус, за да се сведе до минимум топлинният удар, който може да причини дислокации на хлъзгане в края на опашката. Когато диаметърът стане достатъчно малък, кристалът може да бъде отделен от стопилката без генериране на дислокации.

Фигура13.7показва частта от семената на отглеждан като CZ силициев кристал. Въпреки че царевицата от семена, която е преходната област от семето към цилиндричната част, обикновено е оформена като доста плоска по икономически причини, може да бъде желана по-заострена форма от гледна точка на качеството на акристала. Раменната част и нейната околност не трябва да се използват за изработване на устройство, тъй като тази част се счита за зона на преход в много сетива и показва нехомогенни кристални характеристики поради рязката промяна в условията на растеж.

Fig. 13.6 — Фиг. 13.6
Схематичен изглед на типичната система за отглеждане на силициев кристал Czochralski. (След[13.1])

Fig. 13.7 — Фиг. 13.7
Част от семена от отгледан силициев кристал Czochralski

Фигура13.8показва свръхголям като израснал CZ силициев кристален слитък с диаметър 400 mm и дължина 1800 mm, отглеждан от Super Silicon Crystal Research Institute Corporation в Япония [13.3].

Fig. 13.8 — Фиг. 13.8
Изключително голям отгледан силициев слитък Czochralski с диаметър 400 mm и дължина 1800 mm (С любезното съдействие на Super Silicon Crystal Research Institute Corporation, Япония)

Влияние на пространственото местоположение inaGrownCrystal

Както фиг.13.9ясно показва, че всяка порция кристал aCZ се отглежда по различно време с различни условия на растеж [13.19]. По този начин е важно да се разбере, че всяка порция има различен набор от кристални характеристики и различна термична история поради различното си положение по дължината на кристала. Например, семенната част има съпътстваща термична история, варираща от точката на топене от 1420 до около 400∘C в apuller, докато задната част има по-скоро история и се охлажда доста бързо от точката на топене. В крайна сметка всяка силициева пластинка, приготвена от различна част от отгледан кристал, може да проявява различни физико-химични характеристики в зависимост от местоположението си в слитъка. Всъщност се съобщава, че поведението на кислородното утаяване проявява най-голяма зависимост от местоположението, което от своя страна засяга генерирането на обемни дефекти [13.20].

Fig. 13.9 — Фиг. 13.9
Термична среда по време на растежа на кристали Czochralski в начален и краен етап.Стрелкипосочете приблизителни посоки на топлинния поток. (След[13.19])

Също така, анонумообразното разпределение както на кристалните дефекти, така и на примесите се случва в напречния разрез на афлатната пластина, приготвена от кристал от силициева стомана, кристализирана или втвърдена последователно на границата кристал-стопилка, която обикновено е извита в процеса на растеж на кристалите CZ. Такива нехомогенности могат да се наблюдават катоивици, които се обсъждат по-късно.

13.3.3Примеси в силиция на Чохралски

Свойствата на силициевите полупроводници, използвани в електронните устройства, са много чувствителни към примеси. Поради тази чувствителност електрическите ∕ електронни свойства на силиция могат да бъдат контролирани прецизно чрез добавяне на малко количество добавка. В допълнение към тази чувствителност към добавки, замърсяването с примеси (особено преходни метали) влияе отрицателно върху свойствата на силиция и води до сериозно влошаване на работата на устройството. Освен това кислородът се вгражда в нива от десетки атоми на милион в силициеви кристали CZ поради реакцията между силициевата стопилка и кварцовия тигел. Независимо от това колко кислород има в кристала, характеристиките на силициевите кристали са силно повлияни от концентрацията и поведението на кислорода [13.21]. В допълнение, въглеродът също се вгражда в кристали от силиций CZ или от полисилициеви суровини, или по време на процеса на растеж поради графитните части, използвани в оборудването за изтегляне на CZ. Въпреки че концентрацията на въглерод в търговските силициеви кристали CZ обикновено е по-малка от 0,1 ppma, въглеродът е примес, който силно влияе върху поведението на кислорода [13.22,13.23]. Също така, легирани с азот кристали CZ силиций [13.24,13.25] наскоро привлякоха много внимание поради високото си микроскопично качество на кристалите, което може да отговори на изискванията за най-съвременните електронни устройства [13.26,13.27].

Нечистота на примесите

По време на кристализация от стопилка, различни примеси (включително добавки), съдържащи се в стопилката, се включват в нарастващия кристал. Концентрацията на примеси в твърдата фаза обикновено се различава от тази на течната фаза поради афеномен, известен катосегрегация.

Сегрегация

Равновесното сегрегационно поведение, свързано със втвърдяването на многокомпонентни системи, може да се определи от съответната фазова диаграма на абинарната система сразтворено вещество(примесът) и aразтворител(гостоприемника) като компоненти.

Съотношението на разтворимостта на примес Ain твърд силиций [CA]sкъм това в течен силиций [CA]L

k_{0} = \frac{[C_{A}]_{s}}{[C_{A}]_{L}}

(13.6) е посочен каторавновесен коефициент на сегрегация. Разтворимостта на примесите в течен силиций винаги е по-висока от тази в твърд силиций; това е,k0& lt; 1. Равновесният коефициент на сегрегацияk0е приложим само за втвърдяване при пренебрежимо бавни темпове на растеж. За крайна или по-висока степен на втвърдяване, примесните атоми сk0& lt; 1 се отхвърлят от напредващото твърдо вещество с по-голяма скорост, отколкото могат да се дифузират в стопилката. В процеса на растеж на CZ кристали, сегрегацията се извършва в началото на втвърдяването на разделителната повърхност agiven семе-стопилка, а отхвърлените примесни атоми започват да се натрупват в слоя на стопилката близо до повърхността на растеж и се дифузират по посока на по-голямата част от стопилката. В тази ситуация anефективен коефициент на сегрегацияkефможе да се дефинира по всяко време по време на растежа на кристалите CZ и концентрацията на примеси [C]sв aCZ кристал може да бъде получен от

[C]_{s} = k_{e f f} [C_{0}] (1 - g)^{k_{e f f} - 1},

(13.7) където [C0] е началната концентрация на примеси в стопилката иgе фракцията, втвърдена.

Следователно е ясно, че амакроскопичната надлъжна промяна в нивото на примесите, която причинява промяна в съпротивлението поради промяната в концентрацията на добавки, е присъща на процеса на растеж на CZ партида; това се дължи на феномена на сегрегация. Освен това, надлъжното разпределение на примесите се влияе от промените в големината и естеството на конвекцията на стопилката, които се появяват, когато съотношението на стопилката намалява по време на растежа на кристалите.

Ивици

В повечето процеси на растеж на кристали има преходни процеси в параметрите, като мигновена скорост на микроскопичен растеж и дебелина на дифузионния граничен слой, което води до вариации в ефективния коефициент на сегрегацияkеф. Тези вариации пораждат микроскопични композиционни нехомогенности под формата наивициуспоредно на интерфейса кристал-стопилка. Ивиците могат лесно да бъдат очертани с няколко техники, като преференциално химическо офортване и рентгенова топография. Фигура13.10показва ивиците, разкрити от химическо ецване в раменната част на надлъжното напречно сечение на силициев кристал aCZ. Ясно се наблюдава и постепенната промяна във формата на интерфейса за растеж.

Fig. 13.10 — Фиг. 13.10
Стратегии на растеж, разкрити чрез химическо офорт, в пепел от силиций на Чохралски

Ивиците са физически причинени от отделянето на примеси, а също и точкови дефекти; въпреки това, ивиците са практически причинени от температурни колебания в близост до границата кристал-стопилка, предизвикани от нестабилна термична конвекция в стопилката и въртене на кристали в асиметрична термична среда. В допълнение, механичните вибрации, дължащи се на лоши механизми за контрол на дърпане в оборудването за растеж, също могат да причинят температурни колебания.

Фигура13.11схематично илюстрира напречно сечение, отглеждано от CZ, съдържащо изпъкнал интерфейс кристал-стопилка, което води до нехомогенности на повърхността на асилета. Тъй като всяка равнинна вафла е нарязана, тя съдържа различни части от няколко извити ивици. Различенфонографски пръстени, така наричанотовихър, след това може да се появи във всяка вафла, която може да се наблюдава в цялата вафла, използвайки гореспоменатите техники.

Fig. 13.11 — Фиг. 13.11
Схематична илюстрация на напречното сечение на кристал Czochralski, съдържащо изпъкнал интерфейс кристал-стопилка и равнинни пластини, нарязани на различни части. (След[13.1])

Допинг

За да се получи желаното съпротивление, определено количество добавка (или донорни, или акцепторни атоми) се добавя към алициевата стопилка според съотношението съпротивление-концентрация. Обичайна практика е добавянето на добавки под формата на силно допирани силициеви частици или парчета с около 0,01 Ω cm съпротивление, които се наричат приспособление за добавяне, тъй като необходимото количество чиста добавка е неуправляемо малко, с изключение на силно допирани силициеви материали (n+или стр+силиций).

Критериите за избор на приемник за аминопроводникови материали са, че той има следните свойства:

1.
Подходящи енергийни нива
2.
Висока разтворимост
3.
Подходяща или ниска дифузионност
4.
Ниско налягане на парите.

Високата дифузивност или високото налягане на парите води до нежелана дифузия или изпаряване на добавки, което води до нестабилна работа на устройството и трудности при постигането на прецизен контрол на съпротивлението. Твърде малката разтворимост ограничава съпротивлението, което може да се получи. В допълнение към тези критерии трябва да се вземат предвид химичните свойства (например токсичността). Следващото съображение от гледна точка на растежа на кристалите е, че добавката има коефициент на сегрегация, който е близо до единица, за да направи съпротивлението възможно най-равномерно от края на семето до края на кристалния слитък CZ. Следователно, фосфорът (P) и борът (B) са най-често използваните донорни и акцепторни добавки за силиций, съответно. За n+силиций, в който донорните атоми са силно легирани, вместо фосфор обикновено се използва антимон (Sb) поради по-малката му дифузивност, въпреки малкия коефициент на сегрегация и високото налягане на парите, които водят до големи вариации в концентрацията както в аксиалните, така и в аксиалните радиалните посоки.

Кислород и въглерод

Както е показано схематично на фиг.13.3банда13.6, акварц (SiO2) тигел и графитни нагревателни елементи се използват в метода за растеж на кристали CZ-Si. Повърхността на тигела, която контактува със силициевата стопилка, постепенно се разтваря поради реакцията

S i O_{2} + Si \to 2 S i O .

(13.8) Тази реакция обогатява силициевата стопилка с кислород. Повечето от кислородните атоми се изпаряват от повърхността на стопилката като летлив силициев монооксид (SiO), но някои от тях се вграждат в асилициев кристал през границата кристал-стопилка. Въпреки това въглеродът в кристалите CZ силиций произхожда основно от поликристалния материал. Нивата на въглерод, вариращи от 0,1 до 1 ppma, в зависимост от производителя, се намират в полисилиция. Приема се, че източниците на въглерод в полисилиция са предимно съдържащи въглерод примеси, открити в трихлоросилана, използван в производството на полисилиций. Графитните части в издърпващото оборудване CZ също могат да допринесат за замърсяването с въглерод чрез реакция с кислород, който винаги присъства по време на околния растеж. Получените продукти на CO и CO2се разтварят в силициевата стопилка и отчитат въглеродните примеси в силициевите кристали. По този начин кислородът и въглеродът са двете основни недопиращи примеси, които са включени в силициеви кристали CZ по начина, показан схематично на фиг.13.12. Поведението на тези примеси в силиция, които влияят върху броя на свойствата на CZ силициевите кристали, е предмет на интензивно изследване от края на 50-те години [13.21].

Fig. 13.12 — Фиг. 13.12
Включване на кислород и въглерод в силициевия кристал Czochralski. (След[13.1])

13.4Нови методи за растеж на кристали

Силициевите кристали, използвани за производството на микроелектронни устройства, трябва да отговарят на множество изисквания, определени от производителите на устройства. В допълнение към изискванията за силицийвафли, следните кристалографски изисквания стават все по-чести поради производството на микроелектронни устройства с висок добив и висока производителност:

1.
Голям диаметър
2.
Ниска или контролирана плътност на дефектите
3.
Еднороден и нисък градиент на радиално съпротивление
4.
Оптимална начална концентрация на кислород и неговото утаяване.

Ясно е, че производителите на силициеви кристали трябва не само да отговарят на горните изисквания, но и да произвеждат тези кристали икономично и с високи производствени добиви. Основните грижи на производителите на силициев кристал са кристалографското съвършенство и аксиалното разпределение на добавките в CZ силиций. За да се преодолеят някои проблеми с конвенционалния метод за растеж на кристали CZ, са разработени няколко нови метода за растеж на кристали.

13.4.1Растеж на Чохралски чрез Приложено Магнитно Поле (MCZ)

Конвекционният поток на стопилката в тигела силно влияе върху качеството на кристалите на CZ силиций. По-специално, неблагоприятните растежни ивици се предизвикват от нестабилна конвекция на стопилката, водеща до температурни колебания на границата на растежа. Способността на магнитното поле да инхибира термичната конвекция в електропроводяща течност беше приложена за първи път върху растежа на кристалите на индий антимонид чрез техниката на хоризонталната лодка [13.28] и хоризонталната зонална техника на топене [13.29]. Чрез тези изследвания беше потвърдено, че амагнитното поле с достатъчна сила може да потисне температурните колебания, съпътстващи конвекцията на стопилката, и може драстично да намали растежните ивици.

Ефектът на магнитното поле върху растежните ивици се обяснява със способността му да намалява турбулентната термична конвекция на амелта и от своя страна да намалява температурните колебания на границата кристал-стопилка. Демпфирането на потока на флуида, причинено от магнитното поле, се дължи на индуцираната магнитомотивна сила, когато потокът е ортогонален на линиите на магнитния поток, което води до увеличаване на ефективния кинематичен вискозитет на проводящата стопилка.

Растежът на силициеви кристали чрез прилагане на магнитно поле CZ (MCZ) метод е докладван за първи път през 1980 г. [13.30]. Първоначално MCZ е предназначен за растежа на силициеви кристали CZ, които съдържат ниски концентрации на кислород и следователно имат високо съпротивление с ниски радиални вариации. С други думи, MCZ силиций се очаква да замести FZ силиция, почти изключително използван за производството на захранващи устройства. Оттогава са разработени различни конфигурации на магнитното поле, по отношение на посоката на магнитното поле (хоризонтална или вертикална) и вида на използваните магнити (нормално проводими или свръхпроводими) [13.31]. MCZ силиций, произведен с широк диапазон от желани концентрации на кислород (от ниски до високи), представлява голям интерес за различните приложения на устройствата. Стойността на MCZ силиция се крие във високото му качество и способността му да контролира концентрацията на кислород в широк диапазон, което не може да бъде постигнато чрез конвенционалния CZ метод [13.32], както и подобрения темп на растеж [13.33].

Що се отнася до качеството на кристалите, няма съмнение, че методът MCZ осигурява силициевите кристали, най-благоприятни за индустрията на полупроводникови устройства. Производствените разходи за силиций MCZ могат да бъдат по-високи от тези на конвенционалния силиций CZ, защото методът MCZ консумира повече електрическа енергия и изисква допълнително оборудване и работно пространство за електромагнитите; въпреки това, като се вземе предвид по-високата скорост на растеж на MCZ и когато се използват свръхпроводими магнити, които се нуждаят от по-малко пространство и консумират по-малко електрическа енергия в сравнение с проводими магнити, производствените разходи за силициеви кристали MCZ могат да станат сравними с тези на конвенционалните силициеви кристали CZ. В допълнение, подобреното качество на кристалите на MCZ силиций може да увеличи добивите от производството и да намали производствените разходи.

13.4.2Непрекъснат метод на Чокралски (CCZ)

Разходите за производство на кристали зависят до голяма степен от цената на материалите, по-специално от разходите за тези, използвани за кварцови тигли. В конвенционалния CZ процес, наречен aпартиден процес, акристалът се изтегля от еднократен тигелен заряд, а кварцовият тигел се използва само веднъж и след това се изхвърля. Това е така, защото малкото количество оставащ силиций напуква тигела, докато се охлажда от висока температура по време на всеки растеж.

Една стратегия за икономично попълване на аквагелен тигел с стопилка е непрекъснатото добавяне на фураж при отглеждане на кристала и по този начин поддържането на стопилката при постоянен обем. В допълнение към спестяването на разходи за тигела, методът с непрекъснато зареждане Czochralski (CCZ) осигурява идеална среда за растеж на силициев кристал. Както вече споменахме, много от нехомогенностите в кристали, отглеждани по конвенционалния CZ партиден процес, са пряк резултат от нестабилната кинетика, произтичаща от промяната в обема на стопилката по време на растежа на кристалите. Методът CCZ има за цел не само да намали производствените разходи, но и да отглежда кристали при стабилни условия. Чрез поддържане на обема на стопилката на постоянно ниво, могат да се постигнат стабилни условия на топлина и поток на стопилката (виж фиг.13.9, което показва промяната в термичната среда по време на конвенционалния растеж на CZ).

Непрекъснатото зареждане обикновено се извършва чрез подаване на силиций, както е показано на фиг.13.13[13.34]. Тази система се състои от чопър за съхранение на полисилициевата суровина и авиационно подаващо устройство, което пренася полисилиция в тигела. В тигела, който съдържа силициевата стопилка, се изисква преграда от акварц, за да се предотврати турбулансът на стопилката, причинен от подаването на твърдия материал около границата на растежа. Свободно течащите полисилициеви гранули, като тези, споменати по-горе, очевидно са изгодни за CCZ метода.

Fig. 13.13 — Фиг. 13.13
Схематична илюстрация на метода на Czochralski с непрекъснато зареждане. (След[13.34])

Методът CCZ със сигурност решава повечето проблеми, свързани с нехомогенностите в кристали, отглеждани по конвенционалния метод на CZ. Освен това комбинацията от MCZ и CCZ (непрекъснатият CZ, прилаган от магнитно поле (MCCZ) метод) се очаква да осигури окончателен метод за растеж на кристали, давайки идеални силициеви кристали за голямо разнообразие от микроелектронни приложения [13.1]. Всъщност той е използван за отглеждане на висококачествени силициеви кристали, предназначени за микроелектронни устройства [13.35].

Трябва обаче да се подчертае, че различните топлинни истории на различни части на кристала (от семената до опашките, както е показано на фиг.13.9) трябва да се има предвид дори когато кристалът се отглежда по идеалния метод за растеж. За да се хомогенизира отглежданият кристал или да се получи аксиална еднородност в термичната история, се използва някаква форма на последваща обработка, като високотемпературно отгряване [13.36], е необходим за кристала.

13.4.3Метод за безгрижен растеж

Както бе споменато по-рано, процесът на деколте на Dash (който расте на шията с диаметър 3-5 mm в диаметър, фиг.13.7) е критична стъпка по време на растежа на CZ кристали, тъй като елиминира порасналите дислокации. Тази техника е индустриален стандарт за повече от 40 години. Неотдавнашните изисквания за големи диаметри на кристали (& gt; 300 mm, с тегло над 300 kg) доведоха до необходимостта от шийки с по-голям диаметър, които не въвеждат дислокации в нарастващия кристал, тъй като шията е с диаметър 3-5 mm в диаметър не могат да поддържат такива големи кристали.

Семена с голям диаметър, които обикновено са с дължина 170 mm, с минимален диаметър> 10 mm и средно 12 mm, отгледани от силициева стопилка, силно легирана с бор (

& gt; 10^{19} a t o m s / c m^{3}

) са били използвани за отглеждане на силициеви кристали CZ с диаметър 200 mm с диаметър [13.37,13.38]. Изчислено е, че шийките с голям диаметър 12 mm в диаметър могат да поддържат кристали с тегло 2000 kg [13.39]. Фигура13.14a,bпоказва 200 mm диаметър без дислокация CZ силициев кристал, отглеждан без процеса на Dash, и Фиг.13.14a,bb показва увеличеното си семе (сравнете с фиг.13.7). Механизмът, по който дислокациите не се включват в нарастващия кристал, се дължи предимно на втвърдяващия ефект на тежкото легиране на бор в силиция.

Fig. 13.14a,b — Фиг. 13.14a, b
Силициев кристал Czochralski с диаметър 200 mm без дислокации, отглеждан без процеса на деколте на Dash. (a)Цяло тяло, (b) семе и шишарка. (С любезното съдействие на проф. К. Хошикава)

Препратки

13.1F. Шимура:Полупроводникова силициева кристална технология(Академик, Ню Йорк 1988)Google Scholar
13.2 WC Dash: J. Appl. Физ.29, 736 (1958)CrossRefGoogle Scholar
13.3K.Takada, H.Yamagishi, H.Minami, M.Imai: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1998) стр. 376Google Scholar
13.4 JRMcCormic: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1986) стр.43Google Scholar
13.5PA Тейлър: Твърдо състояние Technol.Юли, 53 (1987)Google Scholar
13.6WG Pfann: Транс. Am. Инст. Мин. Метал. Инж.194, 747 (1952)Google Scholar
13.7CHTheuerer: Патент на САЩ 3060123 (1962)Google Scholar
13.8PH Кек, MJE Golay: Физ. Преп.89, 1297 (1953)CrossRefGoogle Scholar
13,9W. Keller, A. Mühlbauer:Силиций с плаваща зона(Марсел Декер, Ню Йорк 1981)Google Scholar
13.10JM Meese:Легиране на неутронна трансмутация в полупроводници(Пленум, Ню Йорк 1979)CrossRefGoogle Scholar
13.11HMLiaw, CJVarker: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1977) стр.116Google Scholar
13.12 ELKern, LSYaggy, JABarker: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1977) стр.52Google Scholar
13.13SM Hu: Appl. Физ. Lett.31, 53 (1977)CrossRefGoogle Scholar
13.14K. Sumino, H. Harada, I. Yonenaga: Jpn. J. Appl. Физ.19, L49 (1980)CrossRefGoogle Scholar
13.15K. Сумино, И. Йоненага, А. Юса: Jpn. J. Appl. Физ.19, L763 (1980)CrossRefGoogle Scholar
13.16 Т. Ейб, К. Кикучи, С. Ширай: В:Полупроводников силиций(Електрохимичното общество, Пенингтън 1981) стр.54Google Scholar
13.17J. Czochralski: Z. Phys. Chem.92, 219 (1918)Google Scholar
13.18GK Teal, JB Little: Phys. Преп.78, 647 (1950)Google Scholar
13,19W. Zulehner, D. Huber: В:Кристали 8: Силиций, химическо офорт(Springer, Berlin, Heidelberg 1982) стр. 1Google Scholar
13.20Н. Tsuya, F. Shimura, K. Ogawa, T. Kawamura: J. Electrochem. Soc.129, 374 (1982)CrossRefGoogle Scholar
13.21F. Шимура (Ред.):Кислород в силиций(Академик, Ню Йорк 1994)Google Scholar
13.22S. Kishino, Y. Matsushita, M. Kanamori: Appl. Физ. Lett.35, 213 (1979)CrossRefGoogle Scholar
13.23F. Шимура: J. Appl. Физ.59, 3251 (1986)CrossRefGoogle Scholar
13.24HD Chiou, J. Moody, R. Sandfort, F. Shimura: VLSI science technology, Proc. 2-ри международен Симп. Много голям мащаб Integr. (The Electrochemical Society, Pennington 1984) стр. 208Google Scholar
13.25F. Shimura, RS Hocket: Appl. Физ. Lett.48, 224 (1986)CrossRefGoogle Scholar
13.26 А. Хубер, М. Капсер, Дж. Грабмайер, У. Ламберт, WvAmmon, Р. Печ: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 2002) стр. 280Google Scholar
13.27GARozgonyi: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 2002) стр. 149Google Scholar
13.28 HP Utech, MC Flemings: J. Appl. Физ.37, 2021 (1966)CrossRefGoogle Scholar
13.29HA Chedzey, DT Hurtle: Природа210, 933 (1966)CrossRefGoogle Scholar
13.30K. Хоши, Т. Сузуки, Ю. Окубо, Н. Исава: Вън. Абстракция Електрохим. Soc. 157-та среща. (The Electrochemical Society, Pennington 1980) стр.811Google Scholar
13.31 М. Охва, Т. Хигучи, Е. Тоджи, М. Ватанабе, К. Хома, С. Такасу: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1986) стр.117Google Scholar
13.32 М. Футагами, К. Хоши, Н. Исава, Т. Сузуки, Й. Окубо, Й. Като, Ю. Окамото: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1986) стр.939Google Scholar
13.33T Suzuki, N.Isawa, K.Hoshi, Y.Kato, Y.Okubo: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1986) стр. 142Google Scholar
13.34W. Zulehner: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1990) стр. 30Google Scholar
13.35 Y.Arai, M.Kida, N.Ono, K.Abe, N.Machida, H.Futuya, K.Sahira: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1994) стр. 180Google Scholar
13.36F. Шимура: В:VLSI Наука и технологии(The Electrochemical Society, Pennington 1982) стр. 17Google Scholar
13.37 S. Chandrasekhar, KMKim: В:Полупроводников силиций(The Electrochemical Society, Pennington 1998) стр.411Google Scholar
13.38K. Hoshikawa, X. Huang, T. Taishi, T. Kajigaya, T. Iino: Jpn. J. Appl. Физ.38, L1369 (1999)CrossRefGoogle Scholar
13.39KM Ким, П. Сметана: J. Cryst. Растеж100, 527 (1989)CrossRefGoogle Scholar

klimatiksofia

петък, 14 февруари 2025 г.

Монокристален силиций: Производство растеж и свойства

13.1Общ преглед