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多晶硅中基硼、基磷含量的检验 杨超 王城 4.4 多晶硅中基硼、基磷含量的检测 主讲内容 1.区熔法简介 2.检测原理 3.基硼的计算 4.基磷的计算 5.区熔提纯和测试的具体要求 区熔法简介 区熔法分为两种：水平区熔法和立式悬浮区熔法。 水平区熔法：主要用于锗、GaAs等材料的提纯和单晶生长。 悬浮区熔法：主要用于硅，这是由于硅熔体的温度高，化学性能活泼， 容易受到异物的玷污，难以找到适合的舟皿，不能采用水平区熔法。 区熔法简介 区熔法简介 区熔法简介 区熔法简介 检测原理 利用硅中杂质的分凝效应（当固液或固气两相平衡共存时，两相的组成不同，这种现象称为分凝）和蒸发效应，在真空条件下，在硅棒上建立一个融区，熔区温度1410℃，并使之从一端移至另一端，已达到提纯和控制杂质的目的。 由于硅棒垂直放置，并且不用容器，区熔时建立的熔区在硅棒之间移动，所以称为悬浮区熔。 基硼的计算 硅中硼的分凝系数kB=0.9。即平衡状态下： KB= 硼的分凝系数是不太明显的，难以像磷一样充分蒸发掉。硼含量受到多次区熔提纯的影响，沿晶体长度方向，大约在六个熔区长度以后的中间大部分区域，硼的含量仍然保持原始硅多晶中的基本硼含量，简称为基硼含量。 基硼的计算 经多次区熔提纯到本底，把除了硼以外的所有杂质（主要指磷）全部通过挥发和分凝而去除。硅棒将成为一根无补偿的P型晶体，此时，它的电阻率的高低就能代表原始硅多晶中的基硼含量。根据所测电阻率，可依下式求出基硼含量： NA= NA---消除磷补偿后的硼原子含量 ρB--P型电阻率 e--电子电荷 μP--空穴迁移率 基磷的计算 在氩气气氛下，对硅棒进行一到两次区熔，然后测试电阻率ρp，按下式计算出基磷含量。 ND - NA= ND--未消除硼补偿的磷原子含量 e--电子电荷 NA--消除了磷补偿的硼原子含量 ρP--N型电阻率 μn--电子迁移率 硼、磷杂质含量也可根据测得的电阻率，对照硅中杂质的浓度和电阻率关系曲线查得。 区熔提纯和测试的具体要求 ①.设备 细棒区熔可用小型区熔炉，真空度小于10-5乇。感应加热线圈内径Φ25mm左右，太小会影响提纯效果。 ②.样品制备 从还原法生产的多晶上切取Φ6mm×300mm的多晶棒，经过去油和酸洗后，用大于10MΩ.cm超纯水冲洗、烘干备用。 ③.籽晶 硼检籽晶应从高纯P型单晶中切取，酸腐蚀清洗后备用。 磷检籽晶应从高纯N型单晶中切取，酸腐蚀清洗后备用。 区熔提纯和测试的具体要求 ④.区熔条件 ⑤.型号与电阻率测量 区熔提纯和测试的具体要求 谢谢观看 科学要求严谨，不足敬请谅解 * *