Выращивание монокристаллов методом Чохральского (монокристаллический кремень)

Введение Основной объем монокристаллического кремния (80-90%) потребляемого электронной промышленно- стью, выращиваеться по методу Чохральского. Фактически весь кремний,используемый для произво- дства интегральных схем,производиться этим методом. Кристаллы выращенные этим методом обычно не содержат краевых дислокаций,но могут включать небольшие дислокационные петли,образующиеся при конденсации избыточных точечных

дефектов. Кристаллический рост заключаеться в фазовом переходе из жидкого состояния в твердую фазу. Применительно к кремнию этот процесс может быть охарактеризован как однокомпонентная ростовая система жидкость-твердое тело. Рост кристаллов по методу Чохральского заключаеться в затвердевании атомов жидкой фазы на границе раздела Скорость роста определяеться числом мест на поверхности растущего кристалла для

присоединения атомов,поступающих из жидкой фазы,и особенностями теплопереноса на границе раздела фаз.Скорость вытягивания оказывает влияние на форму границы раздела фаз между растущим кристаллом и расплавом, которая являеться функцией радиального градиента температуры и условий охлаждения боковой поверхности растущего кристалла. Оборудование для роста кристаллов. Установка для выращивания кристаллов представлена на

рисунке 2,и включает в себя 4 основных узла: 1.Печь в которую входят тигель,контейнер, механизм вращения,нагреватель,источник пита- ния и камера. 2.Механизм вытягивания кристалла содержащий стержень,или цепь с затравкой,механизм вращения затравки и устройство для зажима затравки. 3.Устойство для управления составом атмосферы, состоящее из газовых источников,расходомеров, системы продувки и вакуумной системы. 4.Блок управления,в

который входят микропроцессор,датчики и устройства вывода. Тигель является наиболее важным элементом ростовой системы.Так как тигель содержит расплав,его материал должен быть химически инертен по отношению к расплавленному кремнию. Это основное требование при выборе материала тигля,так как электрические свойства кремния чувствительны даже к таким уровням примеси, как 10(-7)ат.%.Кроме того,материал тигля должен иметь высокую