- •Isbn 5-7629-0557-8 © cПбГэту "лэти",
- •Введение
- •Краткое описание работы программ
- •1. Метод Чохральского
- •2. Метод зонной плавки
- •1.2. Эффективный коэффициент распределения
- •1.3. Распределение примеси вдоль слитка при вытягивании кристаллов из расплава
- •1.4. Порядок выполнения работы
- •1.5. Содержание отчета
- •1.6. Контрольные вопросы и задания
- •2.2. Марки полупроводниковых материалов
- •2.3. Порядок выполнения работы
- •2.4. Содержание отчета
- •2.5. Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа 3
- •Определение концентрации легирующих
- •И остаточных примесей и расчет их распределения
- •По длине кристалла
- •3.1. Расчет концентрации легирующей примеси
- •3.2. Расчет массы легирующей примеси
- •3.3. Определение выхода годного материала в пассивных методах выращивания кристаллов
- •3.4. Порядок выполнения работы
- •3.6. Содержание отчета
- •3.7. Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа 4 мЕтод двойного капиллярного тигля
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Выращивание кристаллов методом двойного капиллярного тигля
- •4.3. Распределение примеси вдоль слитка в методе двойного капиллярного тигля
- •4.4. Порядок выполнения лабораторной работы
- •4.5. Содержание отчета
- •4.6. Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа 5 зонная плавка
- •5.1. Метод зонной плавки
- •5.2. Распределение примеси вдоль слитка при зонной плавке
- •5.3. Зонная очистка (проход расплавленной зоны через однородный в среднем образец)
- •5.4. Проход легирующей зоны через чистый исходный образец
- •5.5. Метод целевой загрузки
- •При соблюдении условия (5.13) из выражения (5.12) получим:
- •5.6. Порядок выполнения работы
- •5.7. Содержание отчета
- •5.8. Контрольные вопросы и задания
- •Термодинамические характеристики германия и кремния и некоторых легирующих элементов
- •Параметры межатомного взаимодействия в твердой и жидкой фазах для некоторых бинарных систем на основе кремния и германия
- •Равновесные коэффициенты распределения k0 примесей в некоторых полупроводниках
- •Коэффициенты диффузии d [см2/с] основных легирующих примесей в расплавах германия и кремния при температуре плавления
- •Соотношение между удельным сопротивлением и концентрацией носителей заряда в кремнии п- и р-типа электропроводности
- •Продолжение таблицы 5
- •Окончание таблицы 5
- •Значение подвижности носителей заряда в кристаллах германия
- •Линейные коэффициенты испарения α [см/с] наиболее распространенных примесей в германии и кремнии
- •Физико-химические и электрические свойства важнейших полупроводников
- •Список рекомендуемой литературы
- •Технология полупроводниковых материалов
- •197376, С-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
2.4. Содержание отчета
Отчет должен содержать:
1. Принципиальную схему установки для выращивания монокристаллов методом Чохральского.
2. Расчет начальной концентрации примеси в расплаве в соответствии с указанной маркой материала.
3. Таблицы исходных и расчетных данных.
4. Графики распределения летучей примеси вдоль слитка при различных площадях поверхности испарения.
5. Графики распределения летучей примеси вдоль слитка при различных значениях скорости кристаллизации.
6. Расчет режима компенсационного испарения.
7. Выводы по работе.
2.5. Контрольные вопросы и задания
1. Сформулируйте допущения Боомгардта, введенные для получения выражения распределения летучей примеси вдоль слитка.
2. Объясните, что такое линейный коэффициент испарения, приведенный коэффициент испарения, обобщенный коэффициент распределения.
3. Как влияет изменение площади поверхности испарения на распределение летучей примеси вдоль слитка?
4. В чем проявляется влияние скорости кристаллизации на распределение летучей примеси вдоль слитка?
5. Как определить концентрацию носителей заряда в кристаллах кремния, зная его марку?
6. Расшифруйте марку материала ГДГ-0,05-д2.
7. Постройте распределение фосфора вдоль слитка кремния, полученного методом Чохральского в вакууме, при учете и без учета испарения примеси из расплава, если Dкр = 100 мм, скорость кристаллизации 1 мм/мин, скорость вращения кристалла относительно тигля 80 об/мин. Диаметр тигля Dт = 200 и 250 мм.
8. Кристалл кремния, выращиваемый по методу Чохральского, легирован бором и на 20% компенсирован фосфором. Предложите условия выращивания монокристалла с постоянным удельным сопротивлением по длине слитка.
9. Рассчитайте, как изменится концентрация сурьмы в слитке германия при выращивании методом Чохральского при g = 0 и при g = 0,5 от начала слитка, если скорость кристаллизации увеличить от 0,5 до 5 мм/мин, начальная концентрация сурьмы в расплаве германия составляет 3.10–6 доли по массе. Скорость вращения кристалла 40 мм/мин, скорость вращения тигля 5 об/мин.
10. Что такое режим компенсационного испарения? Объясните физическую сущность процесса, его математическое обоснование.
11. Рассчитайте, как изменится концентрация фосфора в слитке кремния при g = 0,5 и g = 0,9, если выращивание провести из тиглей диаметром 200 и 250 мм. Скорость кристаллизации равна 1 мм/мин, скорость вращения кристалла относительно тигля 40 об/мин, диаметр кристалла 125 мм. Начальная концентрация фосфора в расплаве составляет 1.10–6 доли по массе.
12. Рассчитайте диаметр тигля, который необходимо использовать для выращивания монокристалла кремния, однородно легированного сурьмой, если скорость кристаллизации составляет 0,2 мм/мин, а диаметр кристалла 100 мм.
13. Рассчитайте скорость кристаллизации, которую следует выбрать для выращивания монокристалла кремния, однородно легированного фосфором, если диаметр кристалла 90 мм, диаметр тигля 200 мм, скорость вращения кристалла 80 об/мин, скорость вращения тигля 5 об/мин.
14. Предложите условия выращивания монокристалла германия, однородно легированного фосфором. Диаметр монокристалла 80 мм.