Tehnologia de dopaj a siliconului FZ

Siliciueste un material semiconductor. În absența impurităților, propria sa conductivitate electrică este foarte slabă. Impuritățile și defectele de cristal din cristal sunt principii factori care afectează proprietățile sale electrice. Deoarece puritatea cristalelor unice de siliciu FZ este foarte mare, pentru a obține anumite proprietăți electrice, trebuie adăugate unele impurități pentru a -și îmbunătăți activitatea electrică. Conținutul de impuritate și tipul din materie primă polisilicon și proprietățile electrice ale siliconului cu un singur cristal dopat sunt factori importanți care afectează substanțele sale de dopaj și cantitățile de dopaj. Apoi, prin calcul și măsurare reală, parametrii de tragere sunt corectați și se obțin în sfârșit cristale unice de înaltă calitate. Principalele metode de dopaj pentruCristale unice de siliciu FZIncludeți dopajul de miez, dopajul de acoperire a soluției, dopajul de umplere, dopajul de transmutație a neutronilor (NTD) și dopajul în faza de gaze.

1. Metoda de dopaj de bază

Această tehnologie de dopaj este de a amesteca dopanții în întreaga tijă de materie primă. Știm că tija de materie primă este realizată prin metoda CVD, astfel încât semințele folosite pentru a face tija de materie primă să poată folosi cristale de siliciu care conțin deja dopanți. Când trageți cristale unice de siliciu, cristalele de semințe care conțin deja o cantitate mare de dopanți sunt topite și amestecate cu policristalinul cu o puritate mai mare înfășurată în afara cristalelor de semințe. Impuritățile pot fi amestecate uniform în siliciu cu un singur cristal prin rotația și agitarea zonei de topire. Cu toate acestea, siliciul cu un singur cristal tras în acest fel are o rezistivitate scăzută. Prin urmare, este necesar să se utilizeze tehnologia de purificare a topirii zonei pentru a controla concentrația de dopanți în tija de materie primă policristalină pentru a controla rezistivitatea. De exemplu: pentru a reduce concentrația de dopanți în tija de materie primă policristalină, numărul de purificare a topirii zonei trebuie crescut. Folosind această tehnologie de dopaj, este relativ dificil să controlați uniformitatea de rezistivitate axială a tijei produsului, astfel încât, în general, este potrivită numai pentru bor cu un coeficient de segregare mare. Deoarece coeficientul de segregare al borului în siliciu este de 0,8, efectul de segregare este scăzut în timpul procesului de dopaj, iar rezistivitatea este ușor de controlat, astfel încât metoda de dopaj de nucleu de siliciu este deosebit de potrivită pentru procesul de dopare a borului.

2. Metoda de dopare a acoperirii soluției

După cum sugerează și numele, metoda de acoperire a soluției este de a acoperi o soluție care conține substanțe de dopaj pe o tijă de materie primă policristalină. Când policristalinul se topește, soluția se evaporă, amestecând dopantul în zona topită și, în sfârșit, trăgând -o într -un singur cristal de siliciu. În prezent, principala soluție de dopaj este o soluție anhidră de etanol a trioxidului de bor (B2O3) sau a pentoxidului de fosfor (P2O5). Concentrația de dopaj și cantitatea de dopaj sunt controlate în funcție de tipul de dopaj și de rezistivitatea țintei. Această metodă are multe dezavantaje, cum ar fi dificultatea în controlul cantitativ al dopanților, segregarea dopantului și distribuția inegală a dopanților la suprafață, ceea ce duce la o uniformitate a rezistivității slabe.

3. Metoda de dopare a umplerii

Această metodă este mai potrivită pentru dopanții cu un coeficient de segregare scăzut și volatilitate scăzută, cum ar fi GA (k = 0,008) și în (k = 0,0004). Această metodă este de a găuri o gaură mică în apropierea conului pe tija de materie primă, apoi conectați GA sau în gaură. Deoarece coeficientul de segregare al dopantului este foarte scăzut, concentrația din zona de topire va scădea cu greu prea mult în timpul procesului de creștere, astfel încât uniformitatea de rezistivitate axială a tijei de siliciu cu un singur cristal crescut este bună. Siliconul cu un singur cristal care conține acest dopant este utilizat în principal la prepararea detectoarelor cu infraroșu. Prin urmare, în timpul procesului de desen, cerințele de control al procesului sunt foarte mari. Inclusiv materiile prime policristaline, gazul de protecție, apa deionizată, curățarea lichidului coroziv, puritatea dopanților, etc. Poluarea procesului ar trebui, de asemenea, controlată cât mai mult în timpul procesului de desen. Preveniți apariția stârnirii de bobine, prăbușirea siliciului etc.

4. Metoda Dopingului de transmutație a neutronilor (NTD)

Doping de transmutație de neutroni (NTD pentru scurt). Utilizarea tehnologiei de dopaj de iradiere a neutronilor (NTD) poate rezolva problema rezistivității inegale în cristale unice de tip N. Siliconul natural conține aproximativ 3,1% din izotopul 30Si. Acești izotopi 30Si pot fi transformați în 31p după absorbția neutronilor termici și eliberarea unui electron.

Odată cu reacția nucleară efectuată de energia cinetică a neutronilor, atomii 31Si/31p deviază o distanță mică de poziția inițială a zăbrelei, provocând defecte de zăbrele. Majoritatea atomilor 31p sunt limitați la site -urile interstițiale, unde atomii de 31p nu au energie electronică de activare. Cu toate acestea, recoacerea tijei de cristal la aproximativ 800 ℃ poate face ca atomii de fosfor să revină la pozițiile lor originale de zăbrele. Deoarece majoritatea neutronilor pot trece complet prin rețeaua de siliciu, fiecare atom de Si are aceeași probabilitate de a captura un neutron și de a se transforma într -un atom de fosfor. Prin urmare, 31Si atomi pot fi distribuiți uniform în tija de cristal.

5. Metoda de dopare a fazelor gaze

Această tehnologie de dopaj este de a sufla gazul volatil Ph3 (tip N) sau B2H6 (tip P) direct în zona de topire. Aceasta este cea mai des utilizată metodă de dopaj. Gazul de dopaj utilizat trebuie să fie diluat cu gaz AR înainte de a fi introdus în zona de topire. Prin controlul stabil al cantității de umplutură de gaz și ignorând evaporarea fosforului în zona de topire, cantitatea de dopaj din zona de topire poate fi stabilizată, iar rezistivitatea zonei de topire a siliconului cu un singur cristal poate fi controlată în mod stabil. Cu toate acestea, datorită volumului mare al cuptorului de topire a zonei și conținutului ridicat al AR de gaz protector, este necesară pre-doparea. Faceți concentrația gazelor de dopaj din cuptor să ajungă la valoarea setată cât mai curând posibil, și apoi să controleze stabilitatea rezistivității siliconului cu un singur cristal.

Semicorex oferă de înaltă calitateProduse de siliciu cu un singur cristalîn industria semiconductorilor. Dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de detalii suplimentare, nu ezitați să luați legătura cu noi.

Telefon de contact # +86-13567891907

E -mail: sales@semhorex.com