
- •Isbn 5-7629-0557-8 © cПбГэту "лэти",
- •Введение
- •Краткое описание работы программ
- •1. Метод Чохральского
- •2. Метод зонной плавки
- •1.2. Эффективный коэффициент распределения
- •1.3. Распределение примеси вдоль слитка при вытягивании кристаллов из расплава
- •1.4. Порядок выполнения работы
- •1.5. Содержание отчета
- •1.6. Контрольные вопросы и задания
- •2.2. Марки полупроводниковых материалов
- •2.3. Порядок выполнения работы
- •2.4. Содержание отчета
- •2.5. Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа 3
- •Определение концентрации легирующих
- •И остаточных примесей и расчет их распределения
- •По длине кристалла
- •3.1. Расчет концентрации легирующей примеси
- •3.2. Расчет массы легирующей примеси
- •3.3. Определение выхода годного материала в пассивных методах выращивания кристаллов
- •3.4. Порядок выполнения работы
- •3.6. Содержание отчета
- •3.7. Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа 4 мЕтод двойного капиллярного тигля
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Выращивание кристаллов методом двойного капиллярного тигля
- •4.3. Распределение примеси вдоль слитка в методе двойного капиллярного тигля
- •4.4. Порядок выполнения лабораторной работы
- •4.5. Содержание отчета
- •4.6. Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа 5 зонная плавка
- •5.1. Метод зонной плавки
- •5.2. Распределение примеси вдоль слитка при зонной плавке
- •5.3. Зонная очистка (проход расплавленной зоны через однородный в среднем образец)
- •5.4. Проход легирующей зоны через чистый исходный образец
- •5.5. Метод целевой загрузки
- •При соблюдении условия (5.13) из выражения (5.12) получим:
- •5.6. Порядок выполнения работы
- •5.7. Содержание отчета
- •5.8. Контрольные вопросы и задания
- •Термодинамические характеристики германия и кремния и некоторых легирующих элементов
- •Параметры межатомного взаимодействия в твердой и жидкой фазах для некоторых бинарных систем на основе кремния и германия
- •Равновесные коэффициенты распределения k0 примесей в некоторых полупроводниках
- •Коэффициенты диффузии d [см2/с] основных легирующих примесей в расплавах германия и кремния при температуре плавления
- •Соотношение между удельным сопротивлением и концентрацией носителей заряда в кремнии п- и р-типа электропроводности
- •Продолжение таблицы 5
- •Окончание таблицы 5
- •Значение подвижности носителей заряда в кристаллах германия
- •Линейные коэффициенты испарения α [см/с] наиболее распространенных примесей в германии и кремнии
- •Физико-химические и электрические свойства важнейших полупроводников
- •Список рекомендуемой литературы
- •Технология полупроводниковых материалов
- •197376, С-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
2.2. Марки полупроводниковых материалов
В соответствии с установившимися нормами марки полупроводникового кремния включают в себя обозначения материала-основы (например, К – кремний); типа электропроводности (Э – электронный, Д – дырочный); легирующей примеси (Ф – фосфор, Б – бор, М – мышьяк, С – сурьма и т. д.); метод получения; значение удельного сопротивления [Ом.см]; иногда геометрические размеры и другие параметры. Например, марка ЭКДБ-1,0 указывает, что это кремний дырочного типа электропроводности, легированный бором, с удельным сопротивлением 1,0 Ом.см. Если перед условным обозначением материала-основы буквенный индекс отсутствует, это указывает на то, что данный кристалл получен методом Чохральского. Если в качестве буквенного индекса стоит Э, это означает, что кристалл получен методом Чохральского и будет использован в качестве подложек для эпитаксиального наращивания при производстве элементов электронной техники.
Буква Б перед условным обозначением марки говорит о том, что монокристаллы кремния получены методом бестигельной зонной плавки. Маркировка таких кристаллов имеет вид БКДБ-40-80, это означает, что монокристалл кремния выращен методом бестигельной зонной плавки, имеет удельное сопротивление = 40 Омсм и диаметр 80 мм.
Если перед условным обозначением марки стоит буква Г, это указывает на то, что монокристаллы кремния получены методом гарнисажной плавки. Остальные обозначения для этой марки кристаллов аналогичны методу бестигельной зонной плавки, например, ГКЭФ-10-30 или ГКДБ-1,0-40.
Для кремния пересчет удельного сопротивления в расчетное значение концентрации легирующей примеси в кристалле производится с помощью специальных таблиц (табл. 5 приложения).
Германий, предназначенный для изготовления полупроводниковых приборов и эпитаксиальных структур, легируют сурьмой, фосфором, мышьяком с целью получения кристаллов п-типа электропроводности, галлием или индием с целью получения материала дырочного типа.
Условные обозначения марок германиевых кристаллов таковы: ГЭС (Г – германий, Э – электронный, С – сурьма) или ГДГ (Г – германий, Д – дырочный, Г – галлий). Далее проставляются номинал удельного сопротивления (от 5.10–4 до 45 Омсм). Например, маркировка ГЭС-5,6 означает: германий электронный, легирован сурьмой, удельное сопротивление 5,6 Омсм. Монокристаллы германия получают только методом Чохральского.
Для германия электронного и дырочного типов электропроводности в диапазоне номиналов задается значение подвижности носителей μр и μn (табл. 6 приложения). Концентрация носителей заряда, а следовательно, концентрация примеси в твердой фазе (принимается однократная ионизация атомов легирующей примеси, предполагается, что другие примеси в кристалле отсутствуют) рассчитываются по формулам
;
.
(2.10)
В этом случае Ст = п для материала с электронной проводимостью и Ст = р для материала с дырочной проводимостью.
В обозначении марки монокристаллов арсенида галлия указывают: название соединения (АГ – арсенид галлия); метод его получения (Н – направленная кристаллизация и Ч – выращивание по методу Чохральского из-под слоя флюса); легирующую примесь (Т – теллур, О – олово, Ц – цинк). После буквенных индексов через тире ставится номер марки и затем через тире цифры, указывающие концентрацию основных носителей заряда. Например, марка АГЧТ-1-5-17 означает, что это монокристалл арсенида галлия, выращенный по методу Чохральского, легированный теллуром, первой марки, имеющий номинал концентрации основных носителей заряда 5.1017 см–3.