Modul_2_2_Poluchenie_i_mekhanicheskaya_o brabotka_m (Лекции Цветкова), страница 3

Удельное сопротивление кристаллов, выращенных методом бестигельной зонной плавки, может изменяться в широкихпределах, достигая величины 200 Ом·см. При выращивании в вакууме можно получитькристаллы с очень высоким удельным сопротивлением - до 30 000 Ом·см.Для оценки распределения примесей по длине слитка в методе зонной плавки следует учесть длину зоны расплава L (рис.

9), начальную концентрацию примесей в исходном слитке C0, концентрацию примесей в расплаве CL и в кристаллизующейся твердойфазе CS.В начальной стадии процесса в расплавленной зоне внизу слитка количество примесей в объеме с единичной площадью будет I0 . В дальнейшем в зоне расплава количество примесей станет IL - оно изменится за счет вытеснения примесей из твердой фазыформирующегося монокристалла.Рис. 9 .

Расчетная схема для оценки распределения примесей при зонной плавкеПри перемещении зоны расплава на расстояние dx количество примесей в нем изменится на величину dI:dI  (C0  k0CL )dx ,Поскольку для объема единичной площади CL = IL/L, получаем:IxdI  dx .Ik0 I L) 00 (C 0LУчитывая в дальнейшем, что I 0  C0  L, CS  k0 I L / L имеем:CS  C0 (1  (1  k0 )exk0L)Полученное выражение позволяет по исходной концентрации примеси оценить еераспределение по длине слитка, задавая относительные координаты x/L .Сравнительные характеристики рассмотренных методов формирования и очисткимонокристаллических слитков приведены в таблице 2.2.ХарактеристикаСкорость роста, мм/минНаличие тигляСтоимость расходных материаловВремя нагрева / охлажденияОсевая равномерность удельного электрического сопротивленияСодержание кислорода (ат/см3)Содержание углерода (ат/см3)Примеси металловВремя жизни неосновных носителей заряда, мсДиметр слитков, ммТребования к квалификации оператораМетодЧохральскогозонной плавки1…2ЕстьВысокаяДлительное3…5НетНизкаяКраткоеХужеЛучше>1·1018>1·1017Больше5…100150…300 (450)Менее>1·1016>1·1016Меньше1000…20000100…150БолееМетод зонной плавки обеспечивает, по сравнению с методом Чохральского, болеевысокое удельное сопротивление монокремния и меньшее количество примесей, особенно кислорода.С другой стороны, необходимость предварительного формирования исходногослитка ( в методе Чохральского используются просто куски поликремния), ограниченияпо диметру (до 150 мм против 200, 300 и даже 450 мм) ограничивают применение зоннойплавки для производства специальных полупроводниковых приборов, например, детекторов или силовых приборов..