Московский Государственный Технический Университет им. Баумана Физико-химические основы технологии электронных средств Реферат на тему: Технология получения монокристаллического Si Преподаватель: Григорьев Виктор Петрович Студент: Малов М.С. Группа: РТ2-41 Москва 2004 План: Полупроводниковая технология 3 Кремний * кристаллическая решетка кремния 4 * дефекты реальных кристаллов кремния 4 Этапы производства кремния 9 Получение технического кремния 10 Получения трихлорсилана (ТХС) 11 Очистка ТХС 13 Другие методы получения газовых соединений Si 15 Восстановление очищенного трихлорсилана 16 Получение поликристаллических кремния из моносилана SiH4 18 Производство монокристаллов кремния 20 * Метод Чохральского 20 * Бестигельной зонной плавки (БЗП) 26 Литература 30 Полупроводниковая технология начала свое становление с 1946 года, когда Бардин и Шокли изобрели биполярный транзистор. На первом этапе развития микроэлектронного производства в качестве исходного материала использовался германий. В настоящее время 98 % от общего числа интегральных схем изготавливаются на основе кремния. Кремниевые полупроводниковые приборы по сравнению с германиевыми имеют ряд преимуществ: * Si p-n переходы обладают низкими токами утечки, что определяет более высокие пробивные напряжения кремниевых выпрямителей; * у кремния более высокая, чем у Ge область рабочих температур (до 150 и 70 градусов Цельсия соответственно); * кремний является технологически удобным материалом: его легко обрабатывать, на нем легко получать диэлектрические пленки SiO2, которые затем успешно используются в технологических циклах; * кремниевая технология является менее затратной. Получение химически чистого Si в 10 раз дешевле, чем Ge. Вышеперечисленные преимущества кремниевой технологии имеют место в связи со следующими его особенностями: * большое содержание кремния в виде минералов в земной коре (25 % от ее массы); * простота его добычи (содержится в обычном речном песке) и переработки; * существование "родного" не растворимого в воде окисного слоя SiO2 хорошего качества; * большая, чем у германия ширина запрещенной зоны (Eg = 1.12 эВ и Eg = 0.66 эВ соответственно). Кремний Кремний обладает алмазоподобной кристаллической решеткой, которая может быть представлена в виде двух взаимопроникающих гранецентрированных решеток. Параметр решетки - 0.54 нм, кратчайшее расстояние между атомами - 0.23 нм. Легирующие атомы замещают атомы кремния, занимая их место в кристаллической решетке. Основными легирующими атомами являются фосфор (5ти валентный донор замещения) и бор (3-х валентный акцептор замещения). Их концентрация обычно не превышает 10-8 атомных процента. Реальные кристаллы отличаются от идеальных следующим: * они не бесконечны и поверхностные атомы обладают свободными связями * атомы в решетке смещены относительно идеального положения в следствие термических колебаний * реальные кристаллы содержат дефекты С точки зрения размерности выделяют следующие типы дефектов реальных кристаллов: * Точечные дефекты К точечным дефектам относятся: * дефекты по Шоттки, * дефекты по Френкелю, * атомы примеси в положении замещения, * атомы примеси в междоузлии. Дефект по Шоттки представляет собой вакансию в кристаллической решетке. Вакансия образуется, как правило, на поверхности кристалла. ............