Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Технология пп материалов.doc
Скачиваний:
97
Добавлен:
25.11.2018
Размер:
1.33 Mб
Скачать

УДК 621.315.592

ББК Г52:3843.3

A-46

Александрова О. А., Сорокин В. С. Технология полупроводниковых материалов: Практ. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2003. 68 с.

Рассмотрены основные процессы и методики расчета технологических условий получения легированных полупроводниковых монокристаллов. Представлен комплекс лабораторных работ, основанный на моделировании процессов выращивания однородно легированных кристаллов и оценке влияния режимов роста на их электрофизические свойства. Предложены задачи для самостоятельного углубленного изучения дисциплины. Приведены справочные данные, необходимые для проведения расчетов.

Предназначен для студентов, обучающихся по направлению 654100 "Электроника и микроэлектроника" по специальности 200100 "Микроэлектроника и твердотельная электроника" по курсу "Технология полупроводниковых материалов".

Рецензенты: кафедра прикладной физики и оптики твердого тела Санкт-Петербургского государственного политехнического университета;

д-р физ. мат. наук С. Ю. Давыдов (ФТИ им. А. Ф. Иоффе).

Утверждено

редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Isbn 5-7629-0557-8 © cПбГэту "лэти",

2003

Введение

Задача преподавания дисциплины "Технология полупроводниковых материалов" состоит в освоении студентами комплекса теоретических и практических знаний, позволяющих свободно ориентироваться в современном производстве полупроводниковых материалов. В результате изучения дисциплины студенты должны усвоить физико-химические основы технологических процессов в производстве полупроводниковых материалов; знать основные технологические методы и приемы; уметь устанавливать взаимосвязь между параметрами техноло­гического процесса и свойствами полупроводниковых материалов.

Для формирования таких навыков особое внимание необходимо уделить лабораторным и практическим занятиям. К сожалению, многие современные технологические методы получения полупроводниковых материалов и выращивания монокристаллов являются недоступными для практического освоения из-за высокой стоимости необходимого технологического и аналитического оборудования, отсутствия в условиях вуза оснащенных должным образом лабораторных помещений, трудностей соблюдения соответствующих требований техники безопасности.

В учебном пособии приведены основные положения технологии выращивания монокристаллов, знание которых необходимо для решения практических и лабораторных задач, представлены справочные данные для проведения расчетов. Основой практикума являются компьютерные лабораторные работы, в рамках которых проводится моделирование условий выращивания полупроводниковых монокристаллов. За основу выбраны два метода промышленного получения монокристаллов: метод Чохральского и метод зонной плавки. В работах предлагается провести моделирование условий роста монокристаллов германия и кремния, проанализировать влияние технологических условий выращивания на характер распределения примеси в монокристалле, предложить условия получения однородно легированных монокристаллов.

Краткое описание работы программ

1. Метод Чохральского

Программа позволяет рассчитать распределение примеси вдоль слитка в классическом методе Чохральского при легировании как летучей, так и нелетучей примесью, а также при использовании методов подпитки из жидкой фазы, в частности, метода двойного капиллярного тигля. Программа состоит из трех разделов: "Теория", "Параметры", "График".

В разделе "Теория" описаны основные сведения о выращивании кристаллов методом Чохральского, рассмотрены разновидности данного метода, приводятся некоторые табличные данные, необходимые для проведения расчетов.

Для расчета распределения примеси в разделе "Параметры" необходимо выбрать материал выращиваемого кристалла (германий или кремний) и задать исходные данные. В качестве параметров указываются следующие величины:

 равновесный коэффициент распределения примеси в расплаве k0;

 скорость кристаллизации f [мм/мин];

 равновесная концентрация примеси в расплаве Cр [см–3];

 концентрация примеси в подпитывающем материале Cп [см–3];

 площадь контакта жидкой фазы со средой F [cм2];

 коэффициент испарения  [см/с];

 диаметр кристалла Dкр [мм];

 параметр подпитки В;

 начальная концентрация примеси в рабочем расплаве C0 [см–3];

 скорость вращения кристалла относительно тигля  [об/мин];

 коэффициент диффузии примеси в расплаве D [см2/с].

Выбор и задание необходимых параметров подразумевает модель выращивания кристалла с соответствующим ей законом распределения примеси. Программа позволяет проанализировать влияние отдельных параметров на распределение примеси вдоль слитка и определить условия однородного легирования. В разделе "График" представляются в координатах Ст/С0 = f(g) графические результаты расчетов распределения примеси вдоль слитка в соответствии с выбранными параметрами процесса выращивания. Щелчком мыши по кривой распределения примеси вызываются исходные значения, заложенные в программу, и результаты распределения примеси вдоль слитка. Для проведения сравнительного анализа влияния какого-либо одного параметра на характер распределения примеси в разделе "График" рекомендуется выбрать позицию "Изменяется".

Для вывода графической информации при изменении других параметров или при выполнении следующих заданий в разделе "График" необходимо выбрать позицию "Чистый лист".