Получение и очистка кремния

Методы получения полупроводниковых материалов. Исходными материалами для получения чистого кремния и германия являются тетрахлориды, полученные из технических продуктов и прошедшие очистку вакуумной разгонкой и фракционированием. [c.435]

Конечным продуктом приведенных выше реакций является поли-кристаллический кремний. Для получения монокристаллов кремния и дальнейшей очистки применяют бесконтейнерную зонную плавку. В вакууме или в инертной атмосфере с помощью высокочастотного индуктора в вертикально установленном стержне кремния создается расплавленная зона, которая не растекается благодаря силам поверхностного натяжения жидкого кремния. Расплавленная зона с определенной скоростью многократно перемещается в одном и том же направлении. В результате получаются совершенные монокристаллы кремния с суммарным содержанием примесей не более 10 —10 мае. доли, %. Только бестигельная зонная очистка (1958) дала возможность кремнию стать ведущим современным полупроводниковым материалом. Дело в том, что из-за высокой температуры плавления (1414 °С) жидкий кремний реагирует с материалом контейнера (тигля, лодочки, трубок и т. д.). Поэтому для финишной очистки и получения монокристаллов кремния в принципе непри- [c.199]

Если вблизи образца, имеющего форму острия, создается сильное электрическое поле с напряженностью порядка (100—600) X 10 б-сж" , то с поверхности этого образца могут удалиться все адсорбированные слои [26, 75, 76]. При дальнейшем увеличении напряженности поля будут испаряться поверхностные слои самого вещества образца. Этот весьма специализированный метод, позволяющий получать чистые поверхности, используется в электронном проекторе для очистки положительного электрода-острия (см. разд. 3.3.5.1). Этот же метод был успешно применен для очистки кремния и германия [77] и вольфрама [78]. С помощью такой методики оказалось возможным удалять атомы вольфрама из его собственной кристаллической решетки даже нри температуре жидкого гелия, когда напряженность электрического поля достигала 5,7 X 10 в-см" . Таким путем преимущественно удалялись слабо связанные атомы решетки, расположенные на гранях и выступах, что приводило к образованию более регулярной структуры поверхности. Многие из полученных таким образом атомных плоскостей имели высокие миллеровские индексы. Площадь чистой поверхности, образующейся при десорбции под действием ноля, редко превышает 1,5 X X 10-1 см . [c.73]

К данному виду относятся графиты МПГ-6 и МПГ-8, подвергнутые очистке и дегазации в вакууме с последующим поверхностным уплотнением пироуглеродом. Материалам присвоены марки МПГ-бу и МПГ-8у. Изделия (нагреватели, диски, лодочки и др.) используются при получении пленок кремния методом газовой эпитаксии. [c.57]

Для получения монокристаллов кремния и дальнейшей очистки применяют бесконтейнерную зонную плавку, так как из-за высокой температуры плавления (1414°С) жидкий кремний реагирует с материалом контейнера (тигля, лодочки, трубок и т.д.). В результате получаются совершенные монокристаллы кремния с суммарным содержанием примесей не более 10 - 10 мае. доли, %. Только этот метод очистки дал возможность кремнию стать ведущим современным полупроводниковым материалом. [c.32]

Технология получения четыреххлористого кремния. Технологическая схема процесса (рис. 10-7) включает следующие стадии 1) измельчение сырья и составление шихты 2) хлорирование 3) последовательная конденсация твердых возгонов и четыреххлористого кремния 4) ректификация четыреххлористого кремния 5) очистка отходящих газов. Некоторые отличия схем, принятых различными заводами, обусловлены типом основного оборудования, в частности хлоратора. [c.536]

Данный метод получения чистых поверхностей весьма специализирован, но несмотря на это имеет чрезвычайно большое значение. Он с успехом используется для очистки положительного электрода — острия в электронном проекторе, для очистки кремния, германия [102], вольфрама [103], с его помощью выяснены основные особенности процесса хемосорбции на чистых металлах и т.д. Тем не менее метод имеет свои недостатки и ограничения. Во-первых, для защиты исчезающе малой поверхности нити, очищенной от загрязнений, в свободном состоянии требуется высокая вакуумная техника. Во-вторых, метод, вероятно, применим только к металлам, точки плавления которых лежат не ниже 2500 °С. В противном случае все примеси, температура плавления которых выше указанной, вследствие распыления самого металла будут не уменьшаться иа [c.161]

В целях разработки способов очистки трихлорсилана, применяемого для получения полупроводникового кремния, возникла необходимость получения диаграмм кипения в системах, образованных трихлорсиланом с рядом веществ, которые являются либо потенциальными примесями, либо могут быть использованы в качестве комплексообразователей для связывания этих примесей [178—187]. [c.560]

Дальнейшую очистку кремния производят методом зонной плавки и методом получения монокристаллов кремния. [c.242]

За последние годы большое внимание уделяется разработке специальных методов очистки кремния от бора. В сборнике помещена статья, в которой рассматриваются результаты исследования, проводившегося с целью получения особо чистого кремния разложением предварительно очищенного силана. Этот способ позволяет значительно снизить содержание бора в кремнии по сравнению с другими методами. [c.6]

Эта последняя характеристика важна в связи с тем, что общепринятые металлургические методы очистки и получения монокристаллов кремния и германия в последней стадии основаны на использовании различия в составах соприкасающихся твердой и жидкой фаз вещества при кристаллизации и оттеснении примесей от фронта кристаллизации [37—39]. Граница раздела твердой и жидкой фаз вещества, на которой растет кристалл, перемещается. Но это перемещение происходит с такой малой скоростью, что условия на фронте кристаллизации близки к равновесным. Поэтому процесс может изучаться с помощью диаграмм плавкости двухкомпонентных систем, где один компонент — полупроводник, а второй — примесь. [c.60]

Почти во всех областях применения тетрахлорсилана и трихлорсилана основным предъявляемым к ним требованием является высокая степень чистоты. Это прежде всего относится к исходному сырью для получения полупроводникового кремния. Высокие требования к чистоте накладывают своеобразный отпечаток на технологию получения тетрахлорсилана и трихлорсилана, в которой основное внимание уделяется процессам очистки. [c.4]

Технология получения кремния полупроводниковой чистоты состоит из следующего 1) превращение технического кремния в легколетучее соединение, которое после очистки может быть легко восстановлено 2) очистка соединения химическими и фи-зико-химическими методами 3) восстановления соединения с выделением чистого кремния 4) конечная очистка кремния методом бестигельной зонной плавки 5) выращивание легированных монокристаллов. [c.406]

Для получения кремния-сырца или эпитаксиальных пленок можно, после проведения очистки того или другого хлорида, обеспечить получение чистого кремния путем обращения реакций А и В, проводя процесс при высокой температуре (выше 1000° С) в присутствии избытка водорода [c.416]

Чистота кремния-сырца, полученного тем или иным способом, недостаточна для выращивания легированных монокристаллов, используемых в полупроводниковом приборостроении. Поэтому для дальнейшей очистки кремния применяют вертикальную бестигельную зонную плавку, которую иногда называют методом плавающей зоны (рис. 46). Кремниевый стержень / помещают внутрь кварцевой трубы 3, в которой создается вакуум или атмосфера инертного газа. Образец кремния закрепляется между двумя штоками 2 и 4, которые вращаются для [c.105]

Содержание примесей определяется чистотой исходных полимеров, температурой получения СУ и, как правило, не превышает 0,02%. В их состав входят в порядке уменьшения количества железо, ванадий, кальций, кремний, алюминий, марганец, магний. Возможна специальная очистка СУ. [c.496]

Магния берите 1 г. Поместите смесь в железный тигель, хорошо перемешайте и нагревайте в муфельной печи под тягой, за закрытым окном. Реакция идет бурно. Составьте уравнение процесса, зная, что получаются оксид MgO, силид MgjSi и кремний. Для очистки кремния от других продуктов смесь из тигля переносите понемногу в стакан с соляной кислотой (1 1) под тягой могут образоваться силаны, воспламеняющиеся на воздухе. Затем немного разбавьте кислоту и прокипятите для разложения силида магния раствор в течение нескольких минут. Отфильтруйте и полученный кремний осушите фильтровальной бумагой. [c.206]

Остановимся на тетраиодидном методе очистки кремния. Метод основан на получении SU4 пропусканием паров иода над нагретым до 850° С кремнием Si + 2I2 S1I4. Затем SU4 очищают ректификацией, зонной плавкой или другими методами. Коэффициенты распре- [c.263]

Методы получения полупроводниковых материалов. Исходными материалами для получения чистого кремния и германия являются тетрахлориды, полученные из технических продуктов и прошедшие очистку вакуумной разгонкой и фракционированием. Из тетрахлоридов 8(С14 и ОеСЦ, представляющих собой жидкости (см. с. 429), выделяют снова элементарный 5 и Ое, которые подвергают вакуумной плавке для удаления примесей и превращают в монокристаллы. [c.448]

Рассмотрим тетраиодидный метод очистки кремния,который основан на получении 5114 пропусканием паров иода над нагретым до 850° С кремнием 5 Ч-212= 5114. Затем 5114 очищают ректификацией, зонной плавкой или другими методами. Коэффициенты распределения примесей в тетраиодиде кремния Ств/Сж обычно меньше 1. Для бора /( = 0,16, что обеспечивает его удаление из зонной плавкой. Для получения кремния из очищенного 5114 последний помещают в испаритель 1 (рис. 83), который нагревают до температуры плавления 5114 ( ь 122°С). Пары 5114 поступают со скоростью 2 г/мии в заранее откаченную установку (рис. 83). Реактор 2 состоит из кварцевой трубы, в которую вставлена другая кварцевая труба, выложенная внутри танталовой фольгой. Весь реактор помещен в печь, нагреваемую до 1100° С. При этом поступающие в реактор пары иодида кремния разлагаются 51145= 51 + 212. Кремний осаждается на танталовой фольге, которая затем отделяется. [c.327]

Лодочки — прямоугольные и круглые, как открытые, так и с крышкой, применяют для спекания твердых сплавов, плавки редких и полупроводниковых металлов в электрических печах в защитной атмосфере. Для их изготовления используют графит марок ГМЗ, МГ, МГ-1, ППГ. Для получения материалов для полупроводниковой и электронной техники наряду с графитами ГМЗ, МГ, МГ-1, ППГ используют более плотные марки графита ЗОПГ, МПГ-6, МПГ-8, ГТМ. После дополнительной очистки в среде активных газов при графитации из этих г рафитов чистотой классов ОСЧ-7-3 и ОСЧ-7-4 изготавливают различные конструкционные элементы технологического оборудования. Лодочки и тигли используют для восстановления диоксида германия, синтеза интерметалличе-ских соединений, зонной очистки и вытягивания монокристаллов [38]. Срок службы лодочек из графита марки ГМЗ-ОСЧ при восстановлении достигает 20000 ч, в течение которых она выдерживает до 500 операций, а при зонной плавке - 5000 ч. Графитовые нагреватели, пьедесталы, экраны и другие детали работают в установках для получения монокристаллов кремния, эпитаксиальных структур, карбида кремния и т.п. [38]. [c.253]

При помощи пятикамерного электродиализатора нами проведены исследования по очистке ряда веществ от сорбированных и растворимых примесей. Более сложным было отделение нерастворимых примесей железа, алюминия, меди и других от нерастворимых или частично растворимых соединений . На примерах получения двуокиси кремния люмино-форной чистоты нами показана возможность выделения указанных выше примесей (табл. 3). [c.61]

Основные научные исследования посвящены физической химии и технологии редких металлов и по-лупроводников1, х материалов. Выполнил цикл работ по получению высокочистого кремния и его соединений. Один из создателей в СССР (1964) промышленной технологии ио.пучения поли- и монокристаллов кремния. Исследовал фазовые равновесия в тройных и более сложных системах, содержащих летучие компоненты. Разработал методы очистки германия, кремния, мышьяка и галлия при получеши полупроводниковых ма- [c.606]

Один из путей получения чистого кремния — восстановление тетрагалоидного соединения кремния водородом или цинком [423, 424]. Реакция является гетерогенной и взаимодействие протекает лишь между компонентами, адсорбированными на поверхности графита [423] очистка исходных SiJ4 и Si h должна проводиться очень тщательно [425, 426]. Восстановление цинком производится в парах при температуре 950—1000° [427— 429]. [c.411]

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]

За последние пять лет сильно возросла потребность в кремнии высокой чистоты для нужд электроники. В связи с этим в различньпс лабораториях мира разрабатывались способы его получения, многие из которых в настоящее время используются в промышленности. Основным способом получения ультрачис-тых веществ стала зонная плавка. Невозможность использования зонной плавки для очистки кремния от бора сделала необходимым применение специальных химических методов очистки. [c.24]

Хлорированием природной двуокиси кремния или кремнисты.х плавов получают четыреххлористый кремний, поддающийся хоро- пей очистке и являющийся основой для получения ряда кремний- ганических соединений (силиконовых каучуков, кремиийоргани-. ских лаков, жидкостей и смазок), а также двуокиси кремния и лементарного кре.мния высокой чистоты для полупроводниковой ехники, [c.5]

Такие же требования должны предъявляться и к эпитаксиальным пленкам. Однако необходимо отметить весьма существенные различия между обычными методами получения монокристаллов кремния из расплавов и методом водородного восстановления хлоридов. Уже отмечалось, что для выращивания монокристаллов по методу Чохральского кремний-сырец, получаемый методом водородного восстановления чистого тетрахлорида кремния, предварительно подвергается очистке методом зонной плавки. Очевидно, что в эпитаксиальной технологии отсутствует возможность какой бы то ни было дополйительной очистки полученного материала — пленки. Следовательно, требование к чистоте исходных материалов (51014 и Иг) и главное, [c.430]

Методом газоа-дсорбционной хроматографии был очищен тетра иодид германия, который относится к трудным объектам глубокой очистки из-за высокой температуры кипения 340° С. За один цикл содержание микропримесей в очищенном продукте по сравнению с исходным уменьшается в 10—100 раз. Методом газо-жидкостной хроматографии очищался метилтрнхлорсилан — один из исходных продуктов для получения полупроводникового кремния. Концентрация наиболее опасной примеси фосфора в очищенном продукте не превышала 5-10 %. Очистка от другой вредной примеси бора достигала концентрации 1 10 % при исходном его содержании 7 10 %. [c.66]

Получение и очистка 1фемния. Кремний как полупроводник открыт и использован раньше германия. Со времени создания германиевого транзистора (1948 г.) применение кремния приостановилось, так как германий получить в чистейшем виде гораздо проще, чем кремний. Однако с конца 50-х годов кремний становится ведущим полупроводниковым материалом благодаря открытию бестигельной зонной очистки кремния (1958 г.). В настоящее время кремний—самый главный полупроводниковый материал как для создания дискретных приборов, так и в области микроэлектроники. [c.103]

Предложена схема получения тетрабромидов кремния и германия особой чистоты, включающая синтез их из элементов, сорбцию микропримесей на окисленном активированном угле, дистилляцию и кристаллизационную очистку, которая позволяет получить продукты с содержанием контролируемых примесей на уровне 1 10" —1 10 %. [c.354]

Наиболее удобным методом получения окисных покрытий, и в частности двуокиси кремния, используемой в качестве диффузионной маски, является метод термического разложения алкоксисиланов. В работе [103] исследовано легирование германия с применением диффузионных масок, получаемых пиролизом алкоксисиланов. Пары алкоксисиланов в токе газа-носителя (аргона) подавали в кварцевую трубку, куда помещали германиевые пластины. Пиролиз проводили при 700° С толщина образующегося покрытия двуокиси кремния зависела от продолжительности проведения процесса. Обслуживание оборудования для нанесения защитных слоев двуокиси кремния очень просто, и требуется лишь периодическая очистка внутренней поверхности кварцевой трубы от осаждающегося осадка Si02 промыванием 25%-ной фтористоводородной кислотой. В качестве источников для получения двуокиси кремния был использован ряд алкоксисиланов (см. гл.8). Все они образуют при термическом разложении однородные плотные окисные покрытия, однако было найдено, что труднее получаются удовлетворительные пленки из соединений, в которых имеется менее трех атомов кис-.лорода в молекуле. [c.426]

Нами предложен сгособ получения двуокиси кремния, модифицированной элементами I—VHI групп в широком интервале концентраций легирующих добавок. Его преимуществами являются гомогенное распределение модифицирующих добавок возможность сочетать в едином технологическом цикле дополнительную очистку исходных материалов и получение шихты способ сушки, предотвращающий появление иеодно- [c.53]

Полученный по этому способу кремний содержит 2—5% примесей. Необходимый для изготовления полупроводниковых приборов кремний высокой чистоты получают более сложным путем. Природный кремнезем переводят в такое соединение кремния, которое поддается глубокой очистке. Затем кремний выделяют из полученного чистого вещества термическим разложением илн действием восстановителя. Один из таких методов состоит в превращении кремнезема в хлорид кремния Si I4, очистке этого продукта и носстаповлении нз него кремния высокочистым цинком. Весьма чистый кремний можно получить также термическим разложением иодида кремния SII4 или силана SiH . Получающийся кремний содержит весьма мало примесей и пригоден для изготовления некоторых полупроводниковых приборов. Для получения еще более чистого продукта его подвергают дополнительной очистке, например, зонной плавке (см. 193). [c.508]