Билет №14

1. Кристаллизация как фазовый переход. Движущая сила кристаллизации.

Кристаллизацией называют переход вещества из жидкого в твердое кристаллическое состояние. Кристаллизационные методы очистки основаны на различии растворимости примеси в жидкой и твердой фазах. В настоящее время кристаллизация из расплавов наиболее широко используется для очистки полупроводниковых и диэлектрических материалов. Этот метод, как правило, применяется на конечной стадии технологического процесса очистки веществ. При этом наряду с высокой степенью очистки материала от примесей достигается и необходимое совершенство кристаллической структуры (физическая чистота), т.е. материалы получают в виде высокочистого монокристалла.

Движущей силой процесса кристаллизации является пересыщение, то есть превышение фактической концентрации кристаллизующегося вещества над его равновесной концентрацией в данных условиях. Это очень простое, но очень важное определение. Из него следует, что отсутствие пересыщения остановит процесс кристаллизации.

2. Получение плёнок двуокиси кремния и фосфорно-силикатных стёкол методом полного окисления силана.

Пиролитическое осаждение используют для получения толстых слоев оксида кремния при низких температурах. Пиролитическое осаждение обеспечивает большую производительность, высокую равномерность слоев, качественное покрытие уступов металлизации и позволяет создавать изолирующие и пассивирующие слои не только на поверхности кремния, но и германия, арсенида галлия и других материалов. Помимо оксида кремния осаждают слои SiC, Si3N4, ФСС (фосфорно-силикатные стекла) и поликремния. При пиролитическом осаждении оксида кремния происходит термическое разложение сложных соединений кремния (алкосисиланов) с выделением SiO2 например: тетраэтасисилана Si(ОСН5)4 650…700°С > SiO2 +2Н20+4С2Н4, тетраметоксисилана Si(ОСН3)4800…850°С > SiO2 + 2С2H4 + 2Н20, или окисление моносилана SiH4 + 2O2 400…450°С > SiO2 + 2Н20. Последнюю реакцию обычно используют и при осаждении фосфорно-силикатного стекла с добавлением к газовой смеси фосфина РН3, разбавленного азотом до 1,5%-ной концентрации. Фосфин вступает в реакцию с кислородом. Установка для пиролитического осаждения представляет собой трехтрубную диффузионную печь и имеет реакторы с горячими стенками, работающие при пониженном давлении в режиме непрерывной откачки их объема. Нагревательный элемент состоит из трех секций. Пластины устанавливают в кассету вертикально по всей длине рабочей зоны, равной 600 мм. Газовая смесь поступает с одного конца реактора и откачивается с другого. Предельное разряжение в реакторе установки не выше 0,7 Па, рабочее давление при напуске газов варьируется в пределах от 13 до 670 Па. Система откачки реактора имеет диффузионный и паромасляной насосы с очистителем , фильтр , кран впуска азота и заглушку . Датчик контролирует давление в реакторе. Установка работает в автоматическом режиме с выводом на ЭВМ. В таких установках скорость осаждения SiO2 составляет 0,2 мкм /ч, ФСС - 0,7 мкм/ч. Наиболее важными факторами, определяющие скорость осаждения, являются температура пластин, состав и расход газов, давление в реакторе