Подготовка исходного сырья для роста слитков мультикристаллического кремния - page 3

Подготовка исходного сырья для роста слитков мультикристаллического кремния
3
плава. Была исследована возможность применения полученного по
данной методике материала в процессах роста мультикристалличе-
ского кремния на установках направленной кристаллизации DSS.
Указанный совмещенный вариант очистки технологически вы-
полняли на установке «Редмет-30М» для выращивания кристаллов
методом Чохральского. Расплавление загрузки кремния, сильно ле-
гированного мышьяком, проводили в кварцевом тигле при вакуумной
откачке. После этого расплав выдерживали в условиях вакуума в те-
чение 1…30 ч. Затем начинали рост кристалла на затравку в двух ва-
риантах: при вакуумной откачке камеры диффузионным насосом (так
же, как и на этапе расплавления загрузки) или при продувке камеры
аргоном. Исследования кристаллов, выращенных в атмосфере аргона,
показали, что в данном варианте испарения мышьяка из расплава
кремния на этапе роста кристалла почти не происходит. В связи с
этим приведенные ниже расчеты представлены только для варианта
проведения совмещенного процесса очистки при вакуумировании.
Исходные данные для расчета: начальная концентрация мышьяка
в расплаве кремния
n
-типа
ж
19 3
0
2, 2 10 см ;
N
 
объем расплава
ж
3
0
7905 см
V
(для 20 кг Si); свободная поверхность расплава в тиг-
ле диаметром 35 см
2
962 см ;
и
F
коэффициент испарения мышьяка
из расплава кремния
4 2
4 10 см /с;
  
скорость вытягивания кри-
сталла
3
2,5 10 см/с.
f
 
Степень очистки кремния от мышьяка на стадии вакуумного от-
жига определяется выражением
ж
0
ж
0
ж
0
,
и
F V
t
N e
N
 
где
ж
0
t
N
— концентрация мышьяка в расплаве кремния после высоко-
температурного вакуумного отжига, ат/см
3
;
— длительность отжи-
га, с.
Выборочные результаты расчета по этой формуле представлены в
таблице.
Расчетная степень очистки расплава кремния от мышьяка
на этапе высокотемпературного вакуумного отжига
ж ж
0 0
t
N N
Длительность отжига
ж
3
0
, ат/ см
t
N
ч
с
0,84
1
3 600
19
1,85 10
0,174
10
36 000
18
3,8 10
0, 03
20
72 000
17
6,6 10
0, 052
30
108 000
17
1,15 10
1,2 4,5,6,7
Powered by FlippingBook