直拉硅单晶生长的现状与发展.pdfVIP

  1. 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

直拉硅单晶生长的现状与发展

摘要:综述了制造集成电路(IC)用直拉硅单晶生长的现状与发展。对大直径生

长用磁场拉晶技术,硅片中缺陷的控制与利用(缺陷工程),大直径硅中新型原

生空位型缺陷,硅外延片与SOI片,太阳电池级硅单和大直径直拉硅生长的计

算机模拟,硅熔体与物性研究等进行了论述。

关键词:直拉硅单晶;扩散控制;等效微重力;空洞型缺陷;光电子转换效率;

硅熔体结构

前言

20世纪中叶晶体管、集成电路(IC)、半导体激光器的问世,导致了电子

技术、光电子技术的革命,产生了半导体微电子学和半导体光电子学,使得计算

机、通讯技术等发生了根本改变,有力地推动了当代信息(IT)产业的发展.应

该强调的是这些重大变革都是以半导体硅材料的技术突破为基础的。2003年全

世界多晶硅的消耗,达到了19000t,但作为一种功能材料,其性能应该是各向

异性的.因此半导体硅大都应该制备成硅单晶,并加工成硅抛光片,方可制造IC

器件。

半导体硅片质量的提高,主要是瞄准集成电路制造的需要而进行的。1956

年美国仙童公司的“CordonMoore”提出,IC芯片上晶体管的数目每隔18~24个

月就要增加一倍,称作“摩尔”定律。30多年来事实证明,IC芯片特征尺寸(光

刻线宽)不断缩小,微电子技术一直遵循“摩尔定律”发展。目前,0.25μm、

89

0.18μm线宽已进入产业化生产。这就意味着IC的集成度已达到10~10量级,

可用于制造256MB的DRAM和速度达到1000MHE的微处理芯片。目前正在研

究开发0.12μm到0.04μm的MOS器件,预计到2030年,将达到0.035μm

水平。微电子芯片技术将从目前器件级,发展到系统级,将一个系统功能集成在

单个芯片上,实现片上系统(SOC)。

这样对半导体硅片的高纯度、高完整性、高均匀性以及硅片加工几何尺寸

的精度、抛光片的颗粒数和金属杂质的沾污等,提出了愈来愈高的要求。

在IC芯片特征尺寸不断缩小的同时,芯片的几何尺寸却是增加的。为了减

少周边损失以降低成本,硅片应向大直径发展。在人工晶体生长中,目前硅单晶

尺寸最大。

当代直拉硅单晶正在向着高纯度、高完整性、高均匀性(三高)和大直径

(一大)发展。

磁场直拉硅技术

硅单晶向大直径发展,投料量急剧增加。生长φ6″、φ8″、φ12″、φ

16″硅单晶,相应的投料量应为60kg、150kg、300kg、500kg。大熔体严重的

热对流,不但影响晶体质量,甚至会破坏单晶生长。热对流驱动力的大小,可用

无量纲Raylieh数表征:

R=gβb3ΔT/kν(1)

其中,β为熔体体膨胀系数,g为重力加速度,ΔT为熔体自有表面的纵向温度

差,b为熔体特征尺寸(熔体高度),ν为熔体动力粘滞系数,k为熔体热扩散系

数。从式(1)可以看出,R与b3成正比,与ν成反比。

抑制熔体热对流,现有两条技术途径:

0-4

1)在太空微重力环境下生长单晶体.此时g→0(低轨道卫星g→g×10;高

0-5-6

轨道卫星g→g×10~g0×10),R→0,熔体无宏观热对流晶体生长过程中熔体

质量的输运,主要依赖扩散(扩散控制机制)此时晶体完整性、均匀性可得到极

大改善.这一点已在太空晶体生长中得到证实

太空生长单晶是不可能产业化的(每发射一公斤有效载荷,要耗费3~5万

美元).因此只能用于基础研究,验证有关晶体生长理论。

2)向熔体空间引入磁感应强度.众所周知,导电熔体在磁场中运动(对流),要

受到罗仑兹力(Lorentzforce)的阻滞。该阻滞的效果,可以理解为增加了熔体

的有效粘滞性(磁动力粘滞性)。磁动力粘滞系数可表示

文档评论(0)

187****3658 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档