Методы получения полупроводниковых материалов

Методы получения полупроводниковых материалов. В технологии полупроводниковых веществ нередко получение особочистого материала связано с его очисткой и выращиванием монокристалла. Так, в последнее время получившие широкое распространение транспортные химические реакции служат не только одним из способов получения полупроводникового вещества, но и методом его глубокой очистки. А широко известные кристаллизационные методы очистки (например, зонная плавка) одновременно служат надежным способом выращивания монокристаллов. Отсюда возникает определенная трудность раздельного описания методов получения, очистки и выращивания монокристаллов. [c.57]

Получение галлия высокой чистоты, годного для полупроводниковой техники, из технического металла может быть достигнуто только комбинацией ряда вышеописанных методов очистки. Например, схема рафинирования, описанная в работе [49], предусматривает фильтрование металла, кислотную и щелочную обработку, электролиз и зонную плавку. При этом все операции очистки, особенно на последних ступенях, должны вестись так, чтобы воспрепятствовать попаданию примесей из применяемых реактивов, из материала посуды, а также из воздуха [62]. [c.168]

В связи с использованием кремния в качестве полупроводникового материала большое значение приобретают методы получения чистого и особо чистого кремния. Для этого в качестве исходных материалов используют чистейшие соединения кремния (чаще всего галиды), из которых получают кремний восстановлением или термическим разложением. [c.93]

Перед нанесением любой пленки поверхность, на которую она наносится, должна быть подготовлена. Эта подготовка сводится к получению заданного рельефа (микрогеометрии) поверхности и к обнажению структуры основания удалением жировой и окисной пленок. Применяемые при радиоэлектронном производстве методы изменения микрорельефа поверхности в большинстве случаев требуют удаления жировой пленки, что иногда не исключает необходимости вторичного обезжиривания непосредственно перед нанесением покрытия, если имеется опасность загрязнения после подготовки микрорельефа. Особое значение имеет подготовка поверхности активной подложки интегральных микросхем из полупроводникового материала. [c.12]

В первом случае в качестве основы, образующей блок, используется пластина изоляционного материала, на который наносят проводящие, резистивные, полупроводниковые, изоляционные и магнитные пленки, выполняющие роль радиодеталей. Основу технологии составляют методы получения тонких пленок вакуумное осаждение, химическое осаждение и т. д. [c.148]

Прочность сцепления пленок с поверхностью стекла, кристаллов, полупроводниковых и других материалов зависит в основном от химической природы материала изделия, исходного пленкообразующего вещества и окончательно сформировавшейся пленки. Не менее важны температура как поверхности изделия, на которое наносится покрытие в процессе его образования, так и последующей термообработки, а также структура поверхности. При химических методах получения пленок из растворов гидролизующихся соединений существенное влияние на прочность закрепления пленок оказывают относительная влажность и температура помещения. [c.84]

Широкое применение Ш-нитридов в качестве материалов полупроводниковой техники, электронной промышленности, химического приборостроения, для изготовления конструкционной керамики общего и специального назначения, в производстве твердых, износостойких материалов, абразивов, защитных покрытий и т. д. [1—4] обусловило развитие новых методов их получения (обзоры [3—18]), которые позволяют эффективно регулировать функциональные свойства нитридов путем направленной модификации их структурного и химического состояний. Синтезируемые при этом системы (в том числе в неравновесных условиях — например, в виде тонких пленок, покрытий, гетероструктур [12—14, 17,18]), включают большое число разнообразных дефектов, отличающих характеристики получаемого материала от свойств идеального кристалла. Очевидна роль дефектов в формировании эксплуатационных параметров многокомпонентных нитридных систем — керамик, композитов [2, 3, 9,16]. [c.34]

Толшина селеновой пленки составляет от 50 до 100 мк. На этО М покрытии в результате дальнейшей термообработки и нанесения методом металлизации барьерной пленки из эвтектического сплава образуется тонкая пленка селена стекловидной или полупроводниковой -формы. Толщина этой пленки, представляющей собой запирающий слой элемента, может быть определена расчетным путем, если, рассматривая выпрямительный элемент как конденсатор, измерить его емкость, принимая диэлектрическую постоянную материала этого слоя равной 6—7. Тогда толщина слоя пленки, полученная путем вычисления, составит 0,01 мк. Отечественная промышленность в настоящее время изготовляет выпрямительные элементы типов AB , TB и АТ из алюминия толщиной 0,8 мм. На рис. 2-10 показаны схемы селеновых выпрямительных пластин типа AB и ТВС. [c.55]

Второй разновидностью полупроводниковых приборов, при изготовлении которых широко используется метод напыления в вакууме, являются планарные транзисторы и диоды. В качестве исходного материала для их изготовления чаще всего используют пластинки кремния. В процессе изготовления планарных диодов и транзисторов напыление металлов в вакууме используется только для создания контактов с электродами базы эмиттера и коллектора. Особенно широко метод напыления используется при изготовлении планарных диодных и триодных матриц. При этом для получения необходимой конфигурации контактов используются методы фотолитографии. [c.69]

Получение тонких прозрачных пленок на поверхности изделий из стекла кварца, кристаллов, полупроводниковых материалов и металлов осуществляется различными методами. Их многообразие прежде всего объясняется-различием химической природы исходных пленкообразующих веществ, материала тех изделий, на которые должны быть нанесены пленки, а также различным назначением пленок и разнообразными условиями их использования. [c.17]

Итак, можно утверждать, что дальнейший прогресс в материаловедении все больше опирается на проникновение в тайны материала с помощью методов атомной физики и физики твердого тела и что высокочистые материалы играют все большую роль в качестве модельных веществ для исследований и в разнообразных практических применениях. В дальнейшем наряду с основами физики твердого тела мы подробнее рассмотрим примеры, характеризующие особенности и области применения высокочистых, преимущественно кристаллических материалов. Пока отметим только, что очистка и получение более или менее идеальной структуры требуют очень больших затрат. Полупроводниковый кремний дороже гораздо более редко встречающегося в природе германия [c.60]

В первых исследованиях А. В. Степанова с сотрудниками по выращиванию монокристаллов формообразователь изготавливался из материала, не смачиваемого расплавом. Предполагалось, что в таком случае степень загрязнения расплава и, соответственно выращиваемого профилированного кристалла примесями из формообразователя значительно ниже, чем при смачивании материала формообразователя расплавом. С этим сталкиваемся при выращивании полупроводниковых кристаллов, например германия [23]. В то же время было показано, что процесс кристаллизации в ряде случаев технически более удобно вести при наличии смачивания. Такой вариант способа впервые осуществил Гольцман [19] для выращивания различных профилей из иодистого цезия и фтористого лития, а затем А. В. Степанов с сотрудниками [24, 25] — для получения пластин и трубок германия. Этот метод оказался удобным для выращивания кристаллов сапфира разной формы, а также и для других материалов, расплав которых смачивает формообразователь. [c.13]

Рассмотрим схему распространения тепла в кристалле. Расплавление полупроводникового материала при рассматриваемом методе получения монокристаллов осуществляется в графитовом тигле. В процессе выра-щиванния монокристалла теплота из расплава через поверхность раздела фаз вместе со скрытой теплотой кристаллизации отводится в результате теплопроводности в тело слитка. Одна ее часть рассеивается излучением с поверхности кристалла, другая — отводится через контакт затравки и затравкодержателя с охлаждающей проточной водой. [c.111]

И В ряде случаев даже приводят к образованию малоугловых границ зерен, что сильно ухудшает характеристику кристаллов. Если же полупроводниковый материал летуч или если используется активатор с высокой упругостью пара, то легкость использования закрытой системы в вертикальном варианте метода Бриджмена — Стокбаргера может выдвинуть этот метод в число наиболее приемлемых для получения полупроводниковых кристаллов. То обстоятельство, что форма вырашенного кристалла определяется формой тигля, с экономической точки зрения оказывается преимуществом при последующем разрезании кристаллов, так как позволяет при промышленном выращивании получать кристаллы стандартной формы и размеров. Для получения ненапряженных кристаллов некоторых соединений применялись порошковые формы, или мягкие формы [21] ). Многие трудности, связанные с напряжениями в вертикальном варианте метода Бриджена — Стокбаргера, отпадают при выращивании в открытой лодочке в горизонтальной печи [22, 23]. [c.187]

Для получения карбида кремния полупроводникового качества необходима высокая чистота синтезируемого материала и изготовление его в виде монокристаллов. Методы выращивания из расплавов в данном случае неприменимы (Si интенсивно возгоняется до достижения точки плавления при Гa 2500°С), поэтому возможны методы выращивания из паровой фазы и из растворов. Было показано, что кристаллы Si можно выращивать из его растворов в хроме, никеле и других металлах. Однако при этом кристаллы невоспроизводимы по свойствам и геометрии. Основным методом получения монокристаллов Si яв- [c.447]

Оптические свойства полупроводников. Выше, в 1.2, было показано, что методы ИПД могут быть использованы для получения наноструктур не только в чистых металлах и сплавах, но и в полупроводниковых материалах, широко используемых в электронной технике. В последние годы значительный интерес вызвали оптические свойства наноструктурных 81 и Се, в которых наблюдалось люминесцентное свечение в видимой области спектра. Эти эффекты были обнаружены в пористом Si, полученном химическим травлением [396, 397], в образцах 81, полученных электронно-лучевым распылением [398], и в нанокристаллах Се, полученным магнетронным распылением [399]. Вместе с тем в этих работах исследованные образцы были в виде пористого материала или тонких пленок. В этой связи интерес представляет исследование спектров рамановского рассеяния и фотолюминес- [c.232]

Получение. Для использования в приборах полупроводниковые материалы в осповном должны быть получены в виде монокристаллов со строго определенным содержанием легирующих примесей, придающих П. тот или иной тип проводимости и соответствующие свойства. Поэтому все неконтролируемые примеси перед легированием должны отсутствовать, т. е. исходный материал должен быть очень чистым. Большинство методов очистки было разработано при получении чистых кремния и германия (см. также Зонная плавка и Монокристаллы). Требования получения монокристаллов П. в очень чистом состоянии и оптически однородных привели к со.зданию новых методов синтеза. При синтезе сложных П.— различных двойных, тройных и т. д. хнмич. соединений, часто состоящих из элементов с сильно различающимися свойствами, появились новые варнанты синтеза — С1П1тез под давлением летучего компонента, синтез в газовой фа.эе, в различных неводных растворителях— расплавленных солях, металлах и т. д. [c.124]

Еще одна специфическая область приложения кристаллизационных методов — это глубокая очистка агрессивных, зачастую склонных к гидролизу жидких галогенидов элементов III—V групп и других аналогичных соединений, находящих применение при эпитаксиальном наращивании и легировании полупроводниковых пленок, широко используемых в современной радиоэлектронике. В данном случае кристаллизационная очистка оказывается предпочтительнее распространенных химических и физико-химических процессов очистки, при проведении которых не исключена возможность перехода примесей из экстрагента, комплексообразователя, ионообменника в очищаемый объект, с чем нельзя не считаться ввиду его высокой агрессивности и исключительно высоким требованиям к конечной чистоте продукта. Кроме того, применение кристаллизационных методов к подобного рода соединениям хорошо согласуется с общей тенденцией получения особо чистых веществ — понизить температуру процесса ультраочистки, чтобы свести к минимуму возможную диффузию примесей из материала аппаратуры, а также взаимодействие последнего с очищаемым веществом. [c.81]

Представим себе рядовой случай какое-то производство перешло на новую технологию, которая сулит выпуск продукции более высокой чистоты. И сразу возникнет вопрос как убедиться, что желаемая чистота достигнута Или какова степень чистоты вновь полученного материала, показавшего себя технически перспективным Очевидно, нужны методы анализа, позволяюшие установить качественный состав остаточных примесей и определить их количественное содержание. Так как речь идет о чистых веществах, имеется в виду анализ следовых количеств. Методов требуется великое множество, поскольку каждый объект анализа нуждается в индивидуальных методических решениях и приходится анализировать далеко не одну примесь. Скажем, полный анализ полупроводникового кремния складывается из более 40 определений. [c.194]

Простота осуществления метода — непременное условие успешного практического использования методик определения микропримесей химическими методами, связанными с переведением анализируемого материала в раствор. Широкое внедрение рекомендованных физико-химических методик в практику работы производственных лабораторий на предприятиях полупроводниковой и редкометаллической промышленности говорит об их рациональности. Методы химического анализа полупроводниковых веществ внедрены на предприятиях и используются для аналитического контроля технологического процесса и качества готовой продукции. Они обеспечивают определение примесей с чувствительностью на уровне 10 —10 %. Эти же методики позволили ранее осуществить разработку технологии получения арсенида галлия, исходных галлия и мышьяка нужного качества и других металлов IV и V групп периодической системы элементов. [c.13]