Công nghệ doping của fz silicon

Siliconlà một vật liệu bán dẫn. Trong trường hợp không có tạp chất, độ dẫn điện của chính nó rất yếu. Các tạp chất và khiếm khuyết tinh thể trong tinh thể là các yếu tố chính ảnh hưởng đến tính chất điện của nó. Vì độ tinh khiết của các tinh thể đơn silicon FZ rất cao, để có được một số tính chất điện nhất định, một số tạp chất phải được thêm vào để cải thiện hoạt động điện của nó. Hàm lượng tạp chất và loại trong nguyên liệu thô polysilicon và tính chất điện của silicon đơn pha tạp là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến các chất pha tạp và lượng pha tạp của nó. Sau đó, thông qua tính toán và đo lường thực tế, các tham số kéo được điều chỉnh và cuối cùng thu được các tinh thể đơn chất lượng cao. Các phương pháp doping chính choFZ Silicon Single Tinh thểBao gồm pha tạp lõi, pha tạp lớp phủ dung dịch, pha tạp, pha tạp truyền neutron (NTD) và pha tạp pha khí.

1. Phương pháp doping cốt lõi

Công nghệ pha tạp này là trộn các chất dopants vào toàn bộ thanh nguyên liệu. Chúng ta biết rằng thanh nguyên liệu thô được tạo ra bằng phương pháp CVD, vì vậy hạt được sử dụng để làm cho thanh nguyên liệu có thể sử dụng các tinh thể silicon đã chứa các chất dopants. Khi kéo các tinh thể đơn silicon, các tinh thể hạt đã chứa một lượng lớn chất dopant được tan chảy và trộn với đa tinh thể với độ tinh khiết cao hơn được bọc bên ngoài các tinh thể hạt. Các tạp chất có thể được trộn đều vào silicon tinh thể đơn qua vòng quay và khuấy khu vực tan chảy. Tuy nhiên, silicon tinh thể duy nhất kéo theo cách này có điện trở suất thấp. Do đó, cần phải sử dụng công nghệ tinh chế khu vực để kiểm soát nồng độ của các chất dopants trong thanh nguyên liệu thô đa tinh thể để kiểm soát điện trở suất. Ví dụ: Để giảm nồng độ của các chất dopants trong thanh nguyên liệu thô đa tinh thể, số lượng tinh chế nóng chảy vùng phải được tăng lên. Sử dụng công nghệ pha tạp này, việc kiểm soát tính đồng nhất của điện trở trục của thanh sản phẩm là tương đối khó khăn, do đó, nó thường chỉ phù hợp với boron có hệ số phân biệt lớn. Do hệ số phân biệt của boron trong silicon là 0,8, hiệu ứng phân tách thấp trong quá trình pha tạp và điện trở suất dễ kiểm soát, do đó, phương pháp pha tạp lõi silicon đặc biệt phù hợp với quá trình pha tạp boron.

2. Phương pháp doping phủ giải pháp

Đúng như tên gọi, phương pháp phủ dung dịch là phủ một dung dịch chứa các chất pha tạp trên thanh nguyên liệu thô đa tinh thể. Khi polycrystalline tan chảy, dung dịch bay hơi, trộn chất pha chế vào vùng nóng chảy và cuối cùng kéo nó vào một tinh thể đơn silicon. Hiện tại, dung dịch pha tạp chính là dung dịch ethanol khan của boron trioxide (B2O3) hoặc phốt pho pentoxide (P2O5). Nồng độ pha tạp và lượng doping được kiểm soát theo loại doping và điện trở suất mục tiêu. Phương pháp này có nhiều nhược điểm, chẳng hạn như khó khăn trong việc kiểm soát định lượng các chất dopants, phân tách dopant và phân phối dopants không đồng đều trên bề mặt, dẫn đến tính đồng nhất điện trở suất kém.

3. Làm đầy phương pháp doping

Phương pháp này phù hợp hơn cho các chất dopus có hệ số phân tách thấp và biến động thấp, chẳng hạn như Ga (k = 0,008) và trong (k = 0,0004). Phương pháp này là khoan một lỗ nhỏ gần hình nón trên thanh nguyên liệu thô, sau đó cắm GA hoặc vào lỗ. Do hệ số phân biệt của chất dopant rất thấp, nên nồng độ trong vùng nóng chảy sẽ khó giảm quá nhiều trong quá trình tăng trưởng, do đó độ đồng nhất của điện trở trục của thanh silicon tinh thể đơn được phát triển là tốt. Silicon tinh thể đơn chứa dopant này chủ yếu được sử dụng trong việc chuẩn bị các máy dò hồng ngoại. Do đó, trong quá trình vẽ, các yêu cầu kiểm soát quá trình rất cao. Bao gồm các nguyên liệu thô đa tinh thể, khí bảo vệ, nước khử ion, làm sạch chất lỏng ăn mòn, độ tinh khiết của các chất pha chế, v.v ... Ô nhiễm quá trình cũng nên được kiểm soát càng nhiều càng tốt trong quá trình vẽ. Ngăn chặn sự xuất hiện của cuộn dây, sụp đổ silicon, v.v.

4. Phương pháp pha tạp chuyển hóa neutron (NTD)

Doping chuyển đổi neutron (ngắn gọn NTD). Việc sử dụng công nghệ pha tạp chiếu xạ neutron (NTD) có thể giải quyết vấn đề điện trở suất không đồng đều trong các tinh thể đơn loại N. Silicon tự nhiên chứa khoảng 3,1% đồng vị 30SI. Những đồng vị 30SI này có thể được chuyển đổi thành 31p sau khi hấp thụ neutron nhiệt và giải phóng một electron.

Với phản ứng hạt nhân được thực hiện bởi động năng của neutron, các nguyên tử 31SI/31P lệch một khoảng cách nhỏ so với vị trí mạng ban đầu, gây ra khuyết tật mạng. Hầu hết các nguyên tử 31P được giới hạn trong các vị trí kẽ, trong đó các nguyên tử 31P không có năng lượng kích hoạt điện tử. Tuy nhiên, ủ thanh tinh thể vào khoảng 800 ℃ có thể làm cho các nguyên tử phốt pho trở lại vị trí mạng tinh thể của chúng. Vì hầu hết các neutron có thể đi qua mạng tinh thể silicon hoàn toàn, mỗi nguyên tử Si có cùng xác suất bắt giữ neutron và chuyển đổi thành nguyên tử phốt pho. Do đó, các nguyên tử 31SI có thể được phân phối đều trong thanh tinh thể.

5. Phương pháp pha tạp pha khí

Công nghệ pha tạp này là để thổi khí ph3 (loại N) hoặc B2H6 (loại P) trực tiếp vào vùng nóng chảy. Đây là phương pháp doping được sử dụng phổ biến nhất. Khí pha tạp được sử dụng phải được pha loãng với khí AR trước khi được đưa vào vùng nóng chảy. Bằng cách kiểm soát ổn định lượng làm đầy khí và bỏ qua sự bay hơi của phốt pho trong vùng nóng chảy, lượng pha tạp trong vùng nóng chảy có thể được ổn định, và điện trở suất của vùng tan tinh thể đơn tinh thể có thể được kiểm soát ổn định. Tuy nhiên, do khối lượng lớn của lò nóng chảy khu vực và hàm lượng cao của khí bảo vệ AR, cần phải doping trước. Làm cho nồng độ của khí pha tạp trong lò đạt giá trị đã đặt càng sớm càng tốt, và sau đó kiểm soát ổn định điện trở của silicon tinh thể đơn.

Semicorex cung cấp chất lượng caoCác sản phẩm Silicon Crystaltrong ngành công nghiệp bán dẫn. Nếu bạn có bất kỳ yêu cầu hoặc cần chi tiết bổ sung, xin vui lòng không ngần ngại liên lạc với chúng tôi.

Liên hệ với điện thoại # +86-13567891907

Email: sales@semiaorex.com