Doping -teknologi av FZ silisium

Silisiumer et halvledermateriale. I mangel av urenheter er dens egen elektriske ledningsevne veldig svak. Urenheter og krystalldefekter i krystallen er hovedfaktorene som påvirker dens elektriske egenskaper. Siden renheten til Fz silisiumkrystaller er veldig høy, for å oppnå visse elektriske egenskaper, må noen urenheter tilsettes for å forbedre dens elektriske aktivitet. Urenhetsinnholdet og typen i polysilicon råstoff og de elektriske egenskapene til dopede enkeltkrystallsilisium er viktige faktorer som påvirker dopingstoffene og dopingmengdene. Deretter oppnås gjennom beregning og faktisk måling parametrene, og til slutt oppnås enkeltkrystaller av høy kvalitet. De viktigste dopingmetodene forFZ silisiumkrystallerInkluder kjernedoping, doping av løsningsbelegg, fylling av doping, nøytrontransmutasjonsdoping (NTD) og doping av gassfasen.

1. Kjerne dopingmetode

Denne dopingteknologien er å blande dopingmidler i hele råstangen. Vi vet at råvarestangen er laget ved CVD -metode, så frøet som brukes til å lage råstoffstangen kan bruke silisiumkrystaller som allerede inneholder dopingmidler. Når du drar silisiumkrystaller, smeltes og blandes frøkrystaller som allerede inneholder en stor mengde dopingmidler og blandes med polykrystallinen med høyere renhet pakket utenfor frøkrystallene. Forurensningene kan blandes jevnt inn i det enkeltkrystallsilisium gjennom rotasjonen og omrøringen av smeltesonen. Imidlertid har den enkeltkrystall silisium som er trukket på denne måten en lav resistivitet. Derfor er det nødvendig å bruke sonens smelting av rensingsteknologi for å kontrollere konsentrasjonen av dopingmidler i den polykrystallinske råstangen for å kontrollere resistiviteten. For eksempel: For å redusere konsentrasjonen av dopingmidler i den polykrystallinske råstangen, må antall sone -smeltingrensing økes. Ved å bruke denne dopingteknologien er det relativt vanskelig å kontrollere den aksiale resistivitetsenheten til produktstangen, så den er generelt bare egnet for bor med en stor segregeringskoeffisient. Fordi segregeringskoeffisienten for bor i silisium er 0,8, er segregeringseffekten lav under dopingprosessen og resistiviteten er enkel å kontrollere, så silisiumkjernet dopingmetoden er spesielt egnet for bordopingprosessen.

2. Løsningsbelegg dopingmetode

Som navnet tilsier, er løsningsbeleggingsmetoden å belegge en løsning som inneholder dopingstoffer på en polykrystallinsk råstang. Når polykrystallinen smelter, fordamper løsningen, blander dopemidlet i den smeltede sonen og drar til slutt i en silisiumkrystall. For tiden er den viktigste dopingløsningen en vannfri etanolløsning av bor trioksid (B2O3) eller fosforpentoksid (P2O5). Dopingkonsentrasjonen og dopingmengden styres i henhold til dopingtypen og målresistiviteten. Denne metoden har mange ulemper, for eksempel vanskeligheter med å kvantitativt kontrollere dopingmidler, dopingsmiddel -segregering og ujevn fordeling av dopingmidler på overflaten, noe som resulterer i dårlig resistivitets enhetlighet.

3. Fylling av dopingmetode

Denne metoden er mer egnet for dopingmidler med lav segregeringskoeffisient og lav volatilitet, for eksempel GA (k = 0,008) og i (k = 0,0004). Denne metoden er å bore et lite hull nær kjeglen på råstangen, og deretter plugge GA eller inn i hullet. Siden segregeringskoeffisienten til dopemidlet er veldig lav, vil konsentrasjonen i smeltesonen neppe avta for mye under vekstprosessen, så den aksiale resistivitetsenheten til den dyrkede enkeltkrystallsilisiumstangen er god. Enkeltkrystallsilisium som inneholder dette dopingmiddelet brukes hovedsakelig i fremstillingen av infrarøde detektorer. Derfor, under tegneprosessen, er kravene til prosesskontroll veldig høye. Inkludert polykrystallinske råvarer, beskyttelsesgass, avionisert vann, rengjøring av etsende væske, renhet av dopingmidler, etc. Prosessforurensning bør også kontrolleres så mye som mulig under tegneprosessen. Forhindre forekomst av spiring av spole, silisiumkollaps, etc.

4. Metode for nøytrontransmutasjonsdoping (NTD)

Nøytrontransmutasjonsdoping (NTD for kort). Bruken av neutron bestråling av doping (NTD) kan løse problemet med ujevn resistivitet i enkeltkrystaller av N-type. Naturlig silisium inneholder omtrent 3,1% av isotopen 30SI. Disse isotopene 30SI kan konverteres til 31p etter å ha absorbert termiske nøytroner og slipper et elektron.

Med den kjernefysiske reaksjonen utført av den kinetiske energien til nøytroner, avviker de 31Si/31p -atomer en liten avstand fra den opprinnelige gitterposisjonen og forårsaker gitterfeil. De fleste av 31p -atomer er begrenset til de interstitielle stedene, der 31p -atomene ikke har elektronisk aktiveringsenergi. Imidlertid kan annealing av krystallstangen på omtrent 800 ℃ få fosforatomene til å gå tilbake til sine originale gitterposisjoner. Siden de fleste nøytroner kan passere gjennom silisiumgitteret helt, har hvert SI -atom den samme sannsynligheten for å fange et nøytron og konvertere til et fosforatom. Derfor kan 31SI -atomer fordeles jevnt i krystallstangen.

5. Gassfasedopingmetode

Denne dopingteknologien skal blåse flyktige pH3 (N-type) eller B2H6 (P-type) gass direkte inn i smeltesonen. Dette er den mest brukte dopingmetoden. Dopinggassen som brukes må fortynnes med AR -gass før den blir introdusert i smeltesonen. Ved å kontrollere mengden gassfylling og ignorere fordamping av fosfor i smeltesonen i smeltesonen, kan dopingmengden i smeltesonen stabiliseres. På grunn av det store volumet av sonens smeltende ovn og det høye innholdet i beskyttende gass AR, er det imidlertid nødvendig med pre-doping. Få konsentrasjonen av dopinggassen i ovnen til å nå den innstilte verdien så snart som mulig, og deretter stabilt kontrollere resistiviteten til det enkeltkrystallsilisium.

Semicorex tilbyr høy kvalitetenkeltkrystall silisiumprodukteri halvlederindustrien. Hvis du har noen henvendelser eller trenger ytterligere detaljer, ikke nøl med å komme i kontakt med oss.

Kontakt telefon # +86-13567891907

E -post: sales@semicorex.com