Dopingteknologi af FZ Silicon

Siliciumer et halvledermateriale. I mangel af urenheder er dens egen elektriske ledningsevne meget svag. Urenheder og krystaldefekter i krystallen er de vigtigste faktorer, der påvirker dens elektriske egenskaber. Da renheden af FZ -silicium -enkeltkrystaller er meget høj, for at opnå visse elektriske egenskaber, skal der tilføjes nogle urenheder for at forbedre dens elektriske aktivitet. Urenhedsindholdet og typen af polysilicium -råmaterialet og de elektriske egenskaber ved dopet enkelt krystalsilicium er vigtige faktorer, der påvirker dets dopingstoffer og dopingmængder. Derefter opnås gennem beregning og faktisk måling og de trækparametre korrigeres, og til sidst opnås enkeltkrystaller af høj kvalitet. De vigtigste dopingmetoder tilFZ Silicon Single CrystalsInkluder kerne doping, opløsningsbelægningsdoping, påfyldning af doping, neutrontransmutationsdoping (NTD) og gasfasedoping.

1. kernedopingmetode

Denne dopingteknologi er at blande dopingmidler i hele råmaterialestangen. Vi ved, at råmaterialestangen er fremstillet ved CVD -metode, så frøet, der bruges til at fremstille råmaterialestangen, kan bruge siliciumkrystaller, der allerede indeholder dopingmidler. Når man trækker silicium -enkeltkrystaller, smeltes og blandes frøkrystallerne, der allerede indeholder en stor mængde dopingmidler, med det polykrystallinske med højere renhed indpakket uden for frøkrystallerne. Urenhederne kan blandes jævnt i den enkelte krystalsilicium gennem rotationen og omrøring af smeltezonen. Imidlertid har den enkelte krystalsilicium trukket på denne måde en lav resistivitet. Derfor er det nødvendigt at bruge den zonesmeltende oprensningsteknologi til at kontrollere koncentrationen af dopingmidler i den polykrystallinske råmateriale -stang til at kontrollere resistiviteten. For eksempel: For at reducere koncentrationen af dopingmidler i den polykrystallinske råmateriale stang, skal antallet af zone -smeltningsoprensning øges. Ved hjælp af denne dopingteknologi er det relativt vanskeligt at kontrollere produktstangens aksiale resistivitet ensartethed, så den er generelt kun egnet til bor med en stor segregeringskoefficient. Da segregeringskoefficienten for bor i silicium er 0,8, er segregeringseffekten lav under dopingprocessen, og resistiviteten er let at kontrollere, så siliciumkernedopingmetoden er især velegnet til boredopingprocessen.

2. Løsningsbelægning Dopingmetode

Som navnet antyder, er løsningsbelægningsmetoden at belægge en opløsning, der indeholder dopingstoffer på en polykrystallinsk råmateriale. Når den polykrystallinske smelter, fordamper opløsningen, blander dopingmidlet i den smeltede zone og trækker det til sidst ind i en silicium enkelt krystal. På nuværende tidspunkt er den vigtigste dopingopløsning en vandfri ethanolopløsning af bortrioxid (B2O3) eller fosforpentoxid (P2O5). Dopingkoncentrationen og dopingmængden styres i henhold til dopingtypen og målresistiviteten. Denne metode har mange ulemper, såsom vanskeligheder med kvantitativt kontrol af dopingmidler, dopingmiddelsegregering og ujævn fordeling af dopingmidler på overfladen, hvilket resulterer i dårlig resistivitetsuniformitet.

3. Fyldning af dopingmetode

Denne metode er mere velegnet til dopingmidler med lav segregeringskoefficient og lav volatilitet, såsom GA (K = 0,008) og i (K = 0,0004). Denne metode er at bore et lille hul nær keglen på råmaterialestangen og derefter tilslutte GA eller i hullet. Da segregeringskoefficienten for dopingmidlet er meget lav, vil koncentrationen i smeltezonen næppe falde for meget under vækstprocessen, så den aksiale resistivitetsuniformitet af den voksne enkelt krystalsiliciumstang er god. Enkelt krystalsilicium indeholdende dette dopingmiddel bruges hovedsageligt til fremstilling af infrarøde detektorer. Under tegneprocessen er processstyringskravene derfor meget høje. Inklusive polykrystallinske råmaterialer, beskyttende gas, deioniseret vand, rengøring af ætsende væske, renhed af dopemidler osv. Procesforurening bør også kontrolleres så meget som muligt under tegneprocessen. Forhindre forekomsten af spiralstyngning, siliciumkollaps osv.

4. Neutron Transmutation Doping (NTD) metode

Neutrontransmutationsdoping (NTD for kort). Brug af neutronbestrålingsdoping (NTD) -teknologi kan løse problemet med ujævn resistivitet i n-type enkeltkrystaller. Naturligt silicium indeholder ca. 3,1% af isotopen 30SI. Disse isotoper 30Si kan omdannes til 31p efter at have absorberet termiske neutroner og frigivelse af en elektron.

Med den nukleare reaktion, der udføres af den kinetiske energi fra neutroner, afviger 31SI/31P -atomerne en lille afstand fra den originale gitterposition, hvilket forårsager gitterdefekter. De fleste af de 31p -atomer er begrænset til de interstitielle steder, hvor 31P -atomerne ikke har elektronisk aktiveringsenergi. Imidlertid kan udglødning af krystalstangen ved ca. 800 ℃ få phosphoratomerne til at vende tilbage til deres originale gitterpositioner. Da de fleste neutroner kan passere gennem siliciumgitteret fuldstændigt, har hvert Si -atom den samme sandsynlighed for at fange en neutron og omdanne til et fosforatom. Derfor kan 31SI -atomer fordeles jævnt i krystalstangen.

5. Gasfasedopingmetode

Denne dopingteknologi er at sprænge flygtige pH3 (N-type) eller B2H6 (P-type) gas direkte ind i smeltezonen. Dette er den mest almindeligt anvendte dopingmetode. Den anvendte dopinggas skal fortyndes med AR -gas, før den indføres i smeltezonen. Ved stabilt at kontrollere mængden af gasfyldning og ignorering af fordampning af fosfor i smeltezonen kan dopingmængden i smeltezonen stabiliseres, og resistiviteten af den zonesmeltende enkeltkrystallsilicium kan kontrolleres stabilt. På grund af det store volumen af zonesmeltende ovn og det høje indhold af den beskyttende gas AR er der imidlertid påkrævet præ-doping. Gør koncentrationen af dopinggassen i ovnen til at nå den indstillede værdi så hurtigt som muligt, og kontroller derefter stabilt resistiviteten af den enkelte krystalsilicium.

Semicorex tilbyder høj kvalitetEnkelt krystalsiliciumprodukteri halvlederindustrien. Hvis du har nogen forespørgsler eller har brug for yderligere detaljer, så tøv ikke med at komme i kontakt med os.

Kontakt telefon # +86-13567891907

E -mail: sales@semicorex.com