Московский Государственный Технический Университет им. Баумана

Физико-химические основы технологии электронных средств

Реферат на тему:
Технология получения монокристаллического Si

Преподаватель: Григорьев Виктор Петрович

Студент: Малов М.С.

Группа: РТ2-41

Москва 2004
План:
|Полупроводниковая технология |3 |
|Кремний | |
|кристаллическая решетка кремния |4 |
|дефекты реальных кристаллов кремния |4 |
|Этапы производства кремния |9 |
|Получение технического кремния |10 |
|Получения трихлорсилана (ТХС) |11 |
|Очистка ТХС |13 |
|Другие методы получения газовых соединений Si |15 |
|Восстановление очищенного трихлорсилана |16 |
|Получение поликристаллических кремния из моносилана SiH4 |18 |
|Производство монокристаллов кремния |20 |
|Метод Чохральского |20 |
|Бестигельной зонной плавки (БЗП) |26 |
|Литература |30 |
Полупроводниковая технология начала свое становление с 1946 года, когда
Бардин и Шокли изобрели биполярный транзистор. На первом этапе развития микроэлектронного производства в качестве исходного материала использовался германий. В настоящее время 98 % от общего числа интегральных схем изготавливаются на основе кремния.
Кремниевые полупроводниковые приборы по сравнению с германиевыми имеют ряд преимуществ:

. Si p-n переходы обладают низкими токами утечки, что определяет более высокие пробивные напряжения кремниевых выпрямителей;

. у кремния более высокая, чем у Ge область рабочих температур (до 150 и

70 градусов Цельсия соответственно);

. кремний является технологически удобным материалом: его легко обрабатывать, на нем легко получать диэлектрические пленки SiO2, которые затем успешно используются в технологических циклах;

. кремниевая технология является менее затратной. Получение химически чистого Si в 10 раз дешевле, чем Ge.
Вышеперечисленные преимущества кремниевой технологии имеют место в связи со следующими его особенностями:

. большое содержание кремния в виде минералов в земной коре (25 % от ее массы);

. простота его добычи (содержится в обычном речном песке) и переработки;

. существование "родного" не растворимого в воде окисного слоя SiO2 хорошего качества;

. большая, чем у германия ширина запрещенной зоны (Eg = 1.12 эВ и Eg =

0.66 эВ соответственно).

Кремний
Кремний обладает алмазоподобной кристаллической решеткой, которая может быть представлена в виде двух взаимопроникающих гранецентрированных решеток. Параметр решетки - 0.54 нм, кратчайшее расстояние между атомами -
0.23 нм. Легирующие атомы замещают атомы кремния, занимая их место в кристаллической решетке. Основными легирующими атомами являются фосфор (5ти валентный донор замещения) и бор (3-х валентный акцептор замещения). Их концентрация обычно не превышает 10-8 атомных процента.

[pic]
Реальные кристаллы отличаются от идеальных следующим:

. они не бесконечны и поверхностные атомы обладают свободными связями

. атомы в решетке смещены относительно идеального положения в следствие термических колебаний

. реальные кристаллы содержат дефекты
С точки зрения размерности выделяют следующие типы дефектов реальных кристаллов:

. Точечные дефекты

К точечным дефектам относятся:

. дефекты по Шоттки,