Очистка полупроводниковых материалов

Метод зонной плавки широко применяют прежде всего как один из эффективных методов очистки полупроводниковых материалов от примесей. Очистка полупроводников этим методом основана на том, что примеси неодинаково растворимы в твердой и жидкой фазе основного вещества. Наиболее распространен случай, когда растворимость примеси в жидкой фазе больше, чем в твердой. Тогда расплавленная зона при движении будет захватывать примесь и переносить ее в конец слитка. Этот процесс движения зоны (в том же направлении) можно повторять [c.83]

Примерами полезных приложений скин-эффекта и теплового воздействия Ф. т. являются поверхностная закалка стальных деталей токами высокой частоты, очистка полупроводниковых материалов методом зонной плавки, приготовление пищи в магнетронных печках и т. д. [c.379]

Фиг. 274. Способы тонкой очистки полупроводниковых материалов — германия и кремния

Метод зонной плавки широко применяют прежде всего как один из эффективных методов очистки полупроводниковых материалов от примесей. Очистка полупроводников этим методом основана на том, что примеси неодинаково раствори- 2 3 [c.106]

В современной технике пользуются рядом способов получения материалов высокой чистоты. Таковы йодидный метод, применяемый для очистки некоторых металлов, и метод зонной плавки оба они описаны в разделе производства титана. Кроме этих методов, для очистки полупроводниковых материалов применяют некоторые виды их переплавки. [c.151]

При очистке полупроводниковых материалов, например кремния и германия, стержень из этого материала пропускают через катушку индукционного нагревателя (фиг. 108). [c.281]

ОЧИСТКА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.182]

Переплавка вещества в вакууме. Этот способ применяется для очистки полупроводниковых материалов от примесей, которые легко улетучиваются при расплавлении материала, например от газов. [c.183]

Открытая переплавка. Этот способ применяют для очистки полупроводниковых материалов, находящихся в виде порошка, от окислов, влаги, газов и некоторых примесей путем переплавки в электрической печи. Таким способом очищают от примесей порошкообразный теллур. Порошок насыпают в тигель, который устанавливают в электрическую печь и нагревают до температуры плавления материала. При этом окислы, если они легче основного материала, поднимаются вверх, а затем удаляются. [c.183]

В основе всех способов очистки полупроводниковых материалов лежит различие в химических и физических свойствах разделяемых веществ. При существенном различии в свойствах разделяемых материалов их легко отделить, и, наоборот, проблема очистки становится сложной, если очищаемый материал и примесь очень близки по своим фи-зико-химическим характеристикам. Как правило, для получения чистых веществ применяют многоступенчатые технологические схемы, включающие различные химические и металлургические методы очистки. [c.190]

Метод ИК интроскопии может быть применен для анализа степени чистоты полупроводниковых материалов. Так, исследовались топограммы ИК пропускания "к = 10,6 мкм) двух образцов кристаллов QaP, полученных различной технологией. Первый кристалл был синтезирован непосредственно при горизонтальной зонной плавке из расплава состава, близкого к стехиометрическому, а второй был получен бестигельной зонной плавкой под давлением. Известно, что для бестигельной зонной плавки исходными являются материалы, синтезированные в графитовых лодочках. Выращенные в них кристаллы GaP оказываются в сильной степени загрязненными рядом остаточных и неконтролируемых примесей, в особенности графитом. Однако последующая бестигельная зонная плавка обеспечивает эффективную очистку исходного материала от ряда примесей. Эффективная очистка кристаллов наглядно наблюдалась на топограммах. [c.187]

Вследствие того что к чистоте полупроводниковых материалов предъявляются особые требования, содержание примесей в них невозможно определить обычным химическим или спектральным анализом. Для этой цели применяются косвенные методы измерения, наиболее распространенным из которых является измерение электросопротивления. Полупроводниковые сорта кремния, выпускаемые промышленностью, содержат ничтожные количества бора и фосфора (как правило, 10 —до 10" %). Поскольку фосфор в расплавленном кремнии более растворим, чем в твердом, его можно отделить от кремния методом зонной очистки. Однако бор, который имеет низкий коэффициент разделения, нельзя удалить этим методом. [c.339]

Кристаллизация из расплавов применяется для получения различных отвержденных продуктов, а также для разделения и очистки широкого класса веществ органических и неорганических соединений [14, 15] циклических, предельных и непредельных углеводородов, спиртов, органических кислот, полупроводниковых материалов и др. [c.525]

Высокая чистота полупроводниковых материалов необходима, следовательно, потому что возможность управлять их электрическими свойствами становится реальной только с того момента, когда достигнуто их собственное сопротивление при рабочих температурах, т. е. когда примеси, остающиеся в полупроводнике, даже при высокой его очистке практически не могут более оказать заметного влияния на его электрические характеристики. [c.485]

Итак, полупроводниковые материалы подвергают очистке до такой степени, чтобы примеси, остающиеся в полупроводнике, практически не могли оказывать заметного влияния на его электрические характеристики. [c.176]

Существуют и другие способы очистки загрязненных полупроводниковых материалов, например, перегонка в вакууме, очистка [c.184]

Орбитальная технология, которая будет использовать главным образом свойство невесомости Можно будет получать бездефектные кристаллы и сплавы, особо прочные композиционные материалы, особенно чистое оптическое ст ло (для мощных лазеров), волоконные светопроводы высокого качества, неразъемные соединения (получаемые в результате космической сварки и плавки), полупроводниковые материалы (в частности, кристаллы больших размеров), медицинские препараты очень высокой очистки (по прогнозам к 2000 г. в космосе будет производиться в год до 30 т ферментов, вакцин и т. п.) [2.35]. Высказывалось предположение, что удастся производить некоторые лекарства в больших количествах благодаря тому, что, как показали биоспутники, в невесомости бактерии очень быстро размножаются. [c.177]

Итак, получение чистых полупроводниковых материалов производится химическими и металлургическими методами. Химическая очистка, например, германия и кремния заключается в получении их летучих соединений (как правило, галогенидов, см. гл. 6), которые легко отделяются от примесей и их соединений, а затем в восстановлении предварительно очищенных летучих соединений до элементарных Ое и 51. Металлургические методы заключаются в многократной перекристаллизации слитка основного вещества путем последовательного расплавления его участков. В этом курсе мы не будем рассматривать химические методы очистки веществ, так как они специфичны для каждого вещества, а остановимся на металлургических (кристаллизационных) методах очистки, при которых вещество может очищаться в процессе его выращивания. Кристаллизационные методы очистки основаны на различии содержания примесей в жидкой и твердой фазах, находящихся в равновесии при данной температуре (см. рис. 5.1). Следствием этого свойства является оттеснение примеси к концу слитка или ее захват в начальных частях слитка в ходе кристаллизации, то есть очистка вещества от примеси в любом случае. [c.192]

Для полупроводниковых соединений характерен тот же интервал значений Ко, что и для Ое и 51, но большее количество примесей имеет Ко > I я корреляция коэффициентов разделения с ковалентными радиусами примесей более слабая. Очистка полупроводниковых соединений сопряжена с большими трудностями, чем очистка элементарных полупроводников. Поэтому обычно очистку соединений начинают с очистки входящих в соединение компонентов, а затем производят синтез предварительно очищенных компонентов. Суммарное содержание остаточных примесей в исходных материалах обычно составляет величину и10 -10 %. Часто синтез совмещают с последующей дополнительной очисткой соединения путем направленной или зонной кристаллизации расплава (см. ниже). Однако, как правило, даже в чистом с химической точки зрения соединении остаются собственные дефекты, возникающие из-за отклонения состава от стехиометрического (неточности в соотношении числа атомов компонентов в соединении относительно формульного состава). К таким соединениям относятся, например, соединения [c.200]

Получение особо чистых полупроводниковых соединений осуществляют, применяя для их синтеза очищенные компоненты. Суммарное содержание остаточных примесей в исходных материалах 10" —10" %. Синтез разлагающихся соединений проводят либо в запаянных кварцевых ампулах при контролируемом давлении паров летучего компонента в рабочем объёме, либо под слоем т. н. жидкого флюса, (иапр., особо чистый обезвоженный борный ангидрид). Синтез соединений, имеющих большое давление паров летучего компонента над расплавом, осуществляют в камерах высокого давления. Часто синтез совмещают с последующей дополнит, очисткой соединения путём направленной или зонной кристаллизация расплава. Направленную кристаллизацию осуществляют перемещением контейнера с расплавом в область (зону) с градиентом темп-ры. При зонной плавке расплавленная зона перемещается вдоль кристалла. [c.46]

В современной технике области применения редких металлов непрерывно расширяются. Их роль особенно велика в производстве нержавеющих сталей, высококачественных сплавов, тончайших полупроводниковых приборов и материалов для ракетной техники. Широкое применение редкие металлы находя в ядерной энергетике, где требуются материалы с особыми характеристиками. Перспективной областью использования редких элементов является микроэлектроника, для которой особое значение приобретает глубокая очистка металлов и их соединений. [c.5]

Понятие химической чистоты материалов, а также способы ее выражения различны и зависят от области применения материала. В нашей стране для чистых веществ, использующихся в химической и металлургической практике, в зависимости от степени очистки установлены следующие классификации чистый (марка Ч, содержание примесей от 2 10 до 1.0%), чистый для анализа (марка ЧДА, содержание примесей от 1 10 до 0Л%), химически чистый (марка ХЧ, содержание примесей от 5 10 до 0.5%) и особо чистый (марка ОЧ, содержание примесей 0.05%о). Особо чистые вещества для полупроводниковой техники разделяют на классы А, В и С. В класс А входят вещества, чистоту которых по содержанию основного компонента можно надежно охарактеризовать современными аналитическими методами. Классы чистоты В и С характеризуют чистоту по содержанию определяемых примесей. В последнем случае о содержании основного компонента можно говорить только условно, понимая под этим разницу между 100%о и суммарным содержанием определяемых примесей. [c.191]

Более глубокую очистку полупроводниковых материалов (для германия р > 0,45 Ом м), а также легирование в строго контролируемых микродозах проводят кристаллофизическими методами. Основными из них являются методы направленной кристаллизации из расплава. [c.590]

Химические методы получения простых полупроводников и чистых элементов, используемых при легировании и в производстве сложных полупроводниковых материалов, обеспечивают высокую степень очистки. Дистилляцией (испарение жидкой фазы) удаляют легкоиспаряющи-еся примеси, ректификацией (многократное испарение и конденсация) — примеси, имеющие невысокие температуры плавления, испарения и большой интервал жидкого состояния. Сублимацией (испарение твердой фазы) очищают от механических примесей и газов и получают монокристалл. Перечисленными методами можно получать монокристаллы с высоким значением удельного электросопротивления. Например, монокристалл германия при р = 0,10 Ом -м содержит в 1 м 10 ° атомов примесей (см. рис. 18.10). [c.590]

В промышленности металлы получают различной чистоты в зависимости от технологии, но концентрация примесей в них редко бывает ниже 10 %. Однако для развития полупроводниковой техники потребовались материалы, содержание примесей в которых значительно меньше этой величины. Необходимый уровень содержания примесей может быть достигнут с помощью такого физического метода очистки, как фракционная кристаллизация. Этот метод, предложенный Пфанном [74], был назван зонной плавкой. Путем зонной плавки была достигнута очень высокая чистота полупроводниковых материалов, после чего этот процесс был с успехом применен для очистки алюминия [23], а впоследствии и других металлов галлия [33], висмута [83 циркония [48, 50], олова [8], урана [4, 5], железа [93, 24], свинца [19], меди [55] и т. д. При использовании соответствующей технологии зонная плавка может служить способом очень глубокой очистки. Мы коснемся здесь только тех ее приложений, которые позволяют изучать влияние примесей на свойства металлов. Для детального ознакомления с процессом зонной плавки и различными ее возможностями следует обратиться к книге Пфанна [105] (см. также выше, гл. IV, разд. 3). [c.432]

К. э., возникаюгцая при акустич. кавитации, играет как отрицательную, так и положительную роль. Напр., К. а. вызывает разрушение диафрагм и звукопроводов излучающих систем, сокращая срок службы УЗ-вых преобразователей. Вместе с тем К. а. успешно используется в ряде процессов УЗ-вой технологии она играет определяющую роль в процессах УЗ-вой очистки при разрушении и удалении загрязнений, прочно связанных с поверхностью твёрдого тела (окалина, нагары, смолистые осадки и др.) Однако в отсутствии необходимого контроля за развитием К. а. при очистке могут повреждаться поверхность прецизионных деталей приборной техники, поверхность ювелирных изделий, разрушаться тончайшие проводники полупроводниковых приборов и др. К. а. позволяет получать материалы сверхтонкой дисперсности (см. Диспергирование), что необходимо, напр., в порошковой металлургии (см. Ультразвук в металлургии), в технологии изготовления нек-рых керамич. и полупроводниковых материалов, при изготовлении высокодисперсных люминофоров для электроннолучевых приборов, в фармакологич. промышленности. К. а. используется для снятия заусенцев [c.154]

В настоящее время кремний является основным материалом для изготовления полупроводниковых приборов диодов, транзисторов, фотоэлементов, тензопреобразователен и твердых схем микроэлектроники. При использовании кремния верхний предел рабочей температуры приборов может составлять в зависимости от степени очистки материала 120—200 С, что значительно выше, чем для [c.257]

Для использования элементарных полупроводников в полу-прсводниковой технике, а также для получения полупроводниковых соединений из очень чистых компонентов необходимы материалы с очень высокой степенью чистоты. Степень чистоты полупроводникового материала определяется в зависимости от того, для какой цели он предназначен. Способы очистки материала разнообразны. Ниже кратко рассмотрены наиболее часто применяемые способы очистки. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...