75. Основные электрофизические параметры слитков монокристаллического кремния, полученных методш Чохральского (ТУ 48-4-295-82)

Обозначения: Рц - номинальное значение удельного электрического сопротивления (УЭС); (рщ - Рнг) - интервал номинальных значений удельного электрического сопротивления.

76. Основные электрофизические параметры слитков монокристаллического кремния, полученного бестигельной зонной плавкой (ТУ 48-4-295-)

тивленйя торцов от номинального значения брн = 15-г35 %, радиальное относительное отклонение удельного электрического сопротивления от среднего значения по торцу слитка Ьрл = == 10-~20 %; относительное отклонение средних значений удельного электрического сопротивления по длине слитка 20-35 %.

Кремний монокристаллический, полученный методом бестигельной плавки (ТУ 48-4-466-85), предназначен для производства полупроводниковых приборов (ПЭС, БИС, СБИС). Слитки монокристаллического кремния, легированные фосфором, изготовляют электронного (Э) типа электрической проводимости! а легированБого бором -

дырочного (Д). Монокристаллические слитки не должны иметь дислокаций и свир левых дефектов. Концентрация атомов оптически активного кислорода (N02) не должна превышать Б -10 м-, концентрация оптически активного углерода (А/с) - не более б-Юм. Слитки имеют диаметр 78±2 мм и длину не менее 80 мм. Удельное электрическое сопротивление (УЭС) монокристаллического кремния различных марок и ориентация продольной оси ыоиокристаллического слитка приведены в табл. 77. Допустимое относительное отклонение средних значений УЭС торцов от номинального значения УЭС составляет 20 % для марок КВЭ и 25 % для марок КВД. Допустимое радиальное отклонение УЭС от среднего значения по торцу не более 10 % .

Время жизни неравновесных носителей заряда зависит от номинального УЭС слитка и для электронного типа электрической проводимости составляет (в мкс): для номинального УЭС от 0,01 до 0,5 Ом-м - не менее 400рн; св. 0,5 до 1,00 Ом-м - не менее 200рн; св. 1,00 до 1,50 Ом-м - не менее 150рн; для дырочного типа электрической проводимости от 0,01 до 0,4 Ом-м - не менее 400рн; св. 0,4 до 1,50 Ом-м - не менее 200рн.

Монокристаллический кремний в слитках (ГОСТ 19658-81, ОКП 17 7930), предназначенный для приготовления пластин-подложек, используемых в производстве эпитаксиальных структур и структур металл-диэлектрик-полупроводник, легированный бором (Б) (марки ЭКДБ), изготовляют дырочного типа электрической проводимости (Д), и легированный фосфором (Ф) (марки ЭКЭФ) или сурьмой (С)

(марки ЭКЭС) - электронного типа электрической проводимости (Э) с плотностью дислокаций не более 10 м-. Ориентация продольной оси монокристаллического слитка кремния [111] или [100]. Предельное отклонение плоскости торцового среза монокристаллических слитков от плоскости ориентации не должно превышать 3®, Номинальные диаметры слит ков 62,5 78,51 и 102,5j: мм. Концентрация кислорода в слитках кремния диаметром 62,5 и 78,5 мм не должна превышать 7-102м , а в слитках диаметром 102,5 мм - 1-104 м-. Слитки кремния с удельным электрическим сопротивлением более 0,03 Ом-м должны иметь время жизни неравновесных носителей заряда: для электронного типа электрической проводимости - не менее 7,5 мкс, для дырочного - не менее 2,5 мкс. Десять групп марок слитков монокристаллического кремния характеризуются различным номинальным удельным электрическим сопротивлением (0,00005-0,4 Ом-м), относительным отклонением средних значений удельного электрического сопротивления торцов от номинального значения на 20-40 % и различным относительным отклонением удельного электрического сопротивления от среднего значения гю торцу слитка на 10-20%.

Монокристаллический кремний, предназначенный для производства полупроводниковых источников тока (ТУ 48-4-258-80, ОКП 17 7215), изготовляется в виде монокристаллических слитков, полученных по методу Чох-ральского, диаметром 40-55 мм и длиной не менее 50 мм. Ориентация продольной оси монокристаллического слитка [111] или по согласованию с

77. Удельное электрическое сопротивление и ориентация продольной оси монокристаллического слитка для различных марок кремния (ТУ 48-4-466-85)

Марка

р . 102, Ом.м

Ориентация

Марка

pjj-lO, Ом.м

Ориентация

КВЭ1 КВЭ2 КВЭЗ КВЭ4

От 1 до 50 вкл.

1 50

Св 50 150

50 150

111 100

КВД1 КВД2

квдз

КВД4

От 1 до 50 вкл.

1 50 Св. 50 150

50 150

100 П1 100

потребителем [100]. Плотность дислокаций для всех марок не должна превышать 5.108

Кремний кед - солнечный дырочного типа электрической проводимости, легированный бором; значения УЭС 0,003-0,03 Ом. м либо 0,05-0,45 Ом. м.

Кремний КСЭ - солнечный электронного типа электрической проводимости, легированный фосфором; значения УЭС 0,006-0,25 Ом.м. Время жизни неравновесных носителей заряда зависит от УЭС слитков.

Монокристаллический кремний, полученный бестигельной зонной плав* кой, легированный фосфором в процессе нейтронной активации, предназначенный для производства силовых полупроводниковых приборов, выпускается либо марки ВО - бестигельный одно-роднолегироваиный (ТУ 48-4-449-83), либо марки КОФ - кремний однородный, легированный фосфором (ТУ 48-4-443-83, ОКП 17 7222).

Слитки монокристаллического кремния марки БО имеют диаметр 54± dzO,05 мм, длину не менее 100 мм. Ориентация продольной оси монокристаллического слитка [111]; отклонение плоскости торцового среза от плоскости ориентации не более 2°. Слитки имеют электронный тип электрической проводимости, интервал УЭС 1,30-1,50 ОмМ, время жизни неравновесных носителей заряда не менее 70 мкс. Плотность дислокаций не более 10 м 2. Свирлевые дефекты отсутствуют. Концентрация атомов оптически активного кислорода не более м , оптически активного углерода не более 4.1022 м-

Слитки монокристаллического кремния марки КОФ имеют диаметр 44, 54, 60 лн%о 84 мм с погрешностью ± 1 мм. Ориентация оси слитка [111], отлоне-ние плоскости торцового среза от плоскости ориентации не более 3°. Имеются два интервала номинальных значений УЭС: 0,40-2,00 и 2,10- 3,50Ом.м. Время жизни- неравновесных носителей заряда (в мкс) должно быть не менее половины УЭС (в Ом*см) для номинальных значений УЭС 0,70- 2,00 Ом-м и не менее 30 мкс для номинальных значений УЭС 0,40-0,60 Ом-м. Время жизни неравновесных носителей заряда в слитках с номи-

нальным УЭС 2,10-3,50 Ом.м должно быть не менее 100 мкс. Плотность дислокаций в слитках не более 10 м* *. Концентрация оптически активных кислорода и углерода не должна превышать 5.102 м~. Допустимое относительное отклонение средних значений УЭС торцов от номинального значения и допустимое относительное отклонение УЭС от среднего значения по торцу слитка не должно превышать соответственно 12 и 7 % для слитков с номинальным значением УЭС 0,40- 2,00 Ом.м и 15 и 10 % для слитков с номинальным значением УЭС 2,10- 3,50 Ом-т.

Монокристаллический кремний для фотоприемников (ТУ 48-4-363-75) получают как методом бестигельной зонной плавки (ОКП 17 724 марки КБ), так и методом Чохральского (ОКП 17 7214 марки КЧ), дырочного и электронного типа электрической проводимости (легированы бором и фосфором соответственно).

Некоторые электрофизичесхие свойства кремния, предназначенного 71ля топриемников, приведены в табл. 78.

иффузионная длина неравновесных носителей заряда

L = 10-2

где D = 35,36 см/оШдля кремния дырочного типа электрической проводимости и D = 13 cmVc для кремния электронного типа электрической проводимости. Концентрация оптически активного кислорода должна быть не более ЫОм для марок КБ и 7*10 м для марок КЧ. Кроме приведенных величин, слитки кремния различаются геометрическими размерами.

Монокристаллический кремний, полученный методом бестигельной зонной плавки из поликристаллического кремния водородного восстановления (ТУ 48-4-253-73, ОКП 17 7221), предназначенный для производства полупроводниковых приборов, выпускается марки КВД (кре>!ний водородный дырочного типа электрической проводимости).

Слитки монокристаллического кремния марки КВД поставляются диаметром 18-23 мм и длиной не менее 30 мм. Ориентация продольцрй осв монокрис-