فناوری دوپینگ سیلیکون FZ

سیلیکونیک ماده نیمه هادی است. در صورت عدم ناخالصی ، هدایت الکتریکی خود بسیار ضعیف است. ناخالصی ها و نقص های کریستالی در کریستال عوامل اصلی مؤثر بر خصوصیات الکتریکی آن هستند. از آنجا که خلوص کریستال های تک سیلیکون FZ بسیار زیاد است ، برای به دست آوردن خاصیت الکتریکی ، برخی از ناخالصی ها باید برای بهبود فعالیت الکتریکی آن اضافه شوند. محتوای ناخالصی و نوع در مواد اولیه پلی سیلیکون و خصوصیات الکتریکی سیلیکون کریستالی تک دوپ شده عوامل مهمی است که بر مواد دوپینگ و مقادیر دوپینگ آن تأثیر می گذارد. سپس ، از طریق محاسبه و اندازه گیری واقعی ، پارامترهای کشش اصلاح می شوند و در نهایت کریستال های تک با کیفیت بالا به دست می آیند. روشهای اصلی دوپینگ برایکریستال های تک سیلیکون FZشامل دوپینگ هسته ، دوپینگ پوشش محلول ، پر کردن دوپینگ ، دوپینگ انتقال نوترون (NTD) و دوپینگ فاز گاز.

1. روش دوپینگ هسته

این فناوری دوپینگ مخلوط کردن دوپانت ها در کل میله مواد اولیه است. ما می دانیم که میله مواد اولیه به روش CVD ساخته شده است ، بنابراین دانه ای که برای ساخت میله مواد اولیه استفاده می شود می تواند از کریستال های سیلیکونی استفاده کند که قبلاً دارای دوپانت هستند. هنگام کشیدن کریستال های تک سیلیکون ، کریستال های بذر که در حال حاضر حاوی مقدار زیادی دوپانت هستند ذوب می شوند و با پلی کریستالی با خلوص بالاتر که در خارج از کریستال های بذر پیچیده شده اند ، مخلوط و مخلوط می شوند. ناخالصی ها را می توان به طور مساوی در سیلیکون کریستال تک از طریق چرخش و هم زدن منطقه ذوب مخلوط کرد. با این حال ، سیلیکون کریستالی منفرد از این طریق مقاومت کم دارد. بنابراین ، استفاده از فناوری تصفیه ذوب منطقه برای کنترل غلظت دوپانت ها در میله مواد اولیه پلی کریستالی برای کنترل مقاومت لازم است. به عنوان مثال: برای کاهش غلظت دوپانتها در میله مواد اولیه پلی کریستالی ، باید تعداد تصفیه ذوب منطقه افزایش یابد. با استفاده از این فناوری دوپینگ ، کنترل یکنواختی مقاومت محوری میله محصول نسبتاً دشوار است ، بنابراین به طور کلی فقط برای بور با ضریب تفکیک بزرگ مناسب است. از آنجا که ضریب تفکیک بور در سیلیکون 0.8 است ، اثر تفکیک در طی فرآیند دوپینگ کم است و مقاومت به راحتی قابل کنترل است ، بنابراین روش دوپینگ هسته سیلیکون به ویژه برای فرآیند دوپینگ بور مناسب است.

2. روش دوپینگ پوشش راه حل

همانطور که از نام آن پیداست ، روش پوشش راه حل برای پوشاندن محلول حاوی مواد دوپینگ بر روی میله مواد اولیه پلی کریستالی است. هنگامی که پلی کریستالی ذوب می شود ، محلول تبخیر می شود ، دوپانت را به داخل منطقه مذاب مخلوط می کند و در نهایت آن را به یک کریستال تک سیلیکون می کشید. در حال حاضر ، محلول اصلی دوپینگ یک محلول اتانول بی آب از تری اکسید بور (B2O3) یا پنتوکسید فسفر (P2O5) است. غلظت دوپینگ و مقدار دوپینگ با توجه به نوع دوپینگ و مقاومت هدف کنترل می شود. این روش دارای معایب بسیاری است ، از جمله مشکل در کنترل کمی دوپانت ، تفکیک دوپانت و توزیع ناهموار دوپانتها بر روی سطح ، و در نتیجه یکنواختی مقاومت ضعیف ایجاد می شود.

3. پر کردن روش دوپینگ

این روش برای دوپانت ها با ضریب تفکیک کم و نوسانات کم ، مانند GA (008/0 = k) و در (k = 0.0004) مناسب تر است. این روش برای سوراخ کردن یک سوراخ کوچک در نزدیکی مخروط بر روی میله مواد اولیه است ، و سپس GA یا درون سوراخ را وصل کنید. از آنجا که ضریب تفکیک دوپانت بسیار کم است ، غلظت در منطقه ذوب به سختی در طی فرآیند رشد به سختی کاهش می یابد ، بنابراین یکنواختی مقاومت محوری میله سیلیکون کریستالی تک رشد یافته خوب است. سیلیکون کریستالی تک حاوی این دوپانت عمدتاً در تهیه ردیاب های مادون قرمز استفاده می شود. بنابراین ، در طی فرآیند ترسیم ، الزامات کنترل فرآیند بسیار زیاد است. از جمله مواد اولیه پلی کریستالی ، گاز محافظ ، آب دیونیزه شده ، تمیز کردن مایع خورنده ، خلوص دوپانتها و غیره. آلودگی فرآیند نیز باید در طول فرآیند ترسیم کنترل شود. از بروز جرقه سیم پیچ ، فروپاشی سیلیکون و غیره جلوگیری کنید.

4. روش دوپینگ انتقال نوترون (NTD)

دوپینگ انتقال نوترون (NTD برای کوتاه). استفاده از فناوری دوپینگ تابش نوترون (NTD) می تواند مشکل مقاومت ناهموار را در کریستال های تک نوع N حل کند. سیلیکون طبیعی حدود 3.1 ٪ از ایزوتوپ 30SI را شامل می شود. این ایزوتوپ های 30SI پس از جذب نوترون های حرارتی و آزاد کردن یک الکترون می توانند به 31p تبدیل شوند.

با واکنش هسته ای که توسط انرژی جنبشی نوترون ها انجام می شود ، اتم های 31SI/31P فاصله کمی از موقعیت شبکه اصلی را منحرف می کنند و باعث نقص شبکه می شوند. بیشتر اتم های 31P محدود به سایت های بینابینی هستند که در آن اتم های 31P انرژی فعال سازی الکترونیکی ندارند. با این حال ، بازپرداخت میله کریستال در حدود 800 ℃ می تواند اتم های فسفر را به موقعیت های اصلی شبکه خود بازگرداند. از آنجا که بیشتر نوترون ها می توانند از شبکه سیلیکون به طور کامل عبور کنند ، هر اتم SI احتمال اسیر یک نوترون و تبدیل به یک اتم فسفر را دارد. بنابراین ، اتم های 31SI می توانند به طور مساوی در میله کریستال توزیع شوند.

5. روش دوپینگ فاز گاز

این فناوری دوپینگ برای دمیدن گاز فرار از PH3 (N-Type) یا B2H6 (P-Type) به طور مستقیم به منطقه ذوب است. این متداول ترین روش دوپینگ است. گاز دوپینگ مورد استفاده باید قبل از ورود به منطقه ذوب ، با گاز AR رقیق شود. با کنترل پایدار میزان پر کردن گاز و نادیده گرفتن تبخیر فسفر در ناحیه ذوب ، مقدار دوپینگ در منطقه ذوب می تواند تثبیت شود و مقاومت در برابر سیلیکون کریستالی تک ذوب منطقه قابل کنترل است. با این حال ، به دلیل حجم زیاد کوره ذوب منطقه و محتوای بالای گاز محافظ AR ، قبل از دوپینگ مورد نیاز است. غلظت گاز دوپینگ موجود در کوره را در اسرع وقت به مقدار تنظیم شده و سپس به طور پایدار مقاومت سیلیکون کریستال تک را کنترل کنید.

Semicorex با کیفیت بالا ارائه می دهدمحصولات سیلیکون کریستالی تکدر صنعت نیمه هادی. اگر سؤالی دارید یا به جزئیات بیشتری احتیاج دارید ، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

تلفن با شماره +86-13567891907 تماس بگیرید

ایمیل: sales@semicorex.com