Кремний, полученный с использованием "геттерирования" расплава — страница 2

  • Просмотров 1615
  • Скачиваний 353
  • Размер файла 58
    Кб

Добавление в кремний изоморфных примесей (Ge,Pb, Sn)сказывается лишь на кинетике образования термодоноров, при этом сохраняется зависимость их поведения от температуры. Легирование металлами, изобарный потенциал реак­ции окисления которых больше, чем изобарный потен­циал окисления кремния при температуре его плавления, дает возможность связывать кислород и порождаемые им термодефекты. Для этой цели могут быть выбраны примеси,

образующие с кислородом более химически и термически стойкие оксиды, чемSi0^,которыек тому же электронейтральны в кремнии. Та­кими примесями являются щелочноземельные металлы(Mg,Са,Sr,Ва), электрически нейтральные вследствие образования с кремнием полупроводнико­вых соединений с ковалентной связью [1,2], и пере­ходные металлы IV группы(Ti, Zr, Hf),нейтральные по причине сходства строения электронных оболочек их атомов с атомами

кремния и также образующие стехиометрические фазы с кремнием. Экспериментальные дан­ные показывают, что при добавлении этих металлов в расплав кислород связывается в жидком кремнии в прочные комплексы, содержащие атомы кремния и кислорода, коэффициент распределения которых гораздо меньше, чем у кислорода, который не связан в комплексы. В результате введения примесей-геттеров содержание кислорода в выращенных методом

Чохральского монокристаллах может быть снижено до 2-10^ 7 смЗ . Характер распределения Ti, Zr и Hf в монокристал­лах вдоль оси роста аналогичен наблюдавшемуся ранее для щелочноземельных металлов в германии и кремнии, а также для примеси хрома в арсениде галлия. Методами химико-спектрального и активационного анализов, методом радиоактивных индикаторов (для циркония и гафния) показано, что в начальной части формируется

концентрационный профиль со снижением концентра­ции, затем переходная область, за которой следует об­ласть нарастания концентрации вплоть до выпадения второй фазы. Распределение примесей-геттеров, а также уровень их концентрации в твердой фазе свидетельству­ет о том, что их взаимодействие с кислородом происхо­дит в расплаве с последующим распределением атомов металла, связанного и не связанного с кислородом, с различными

коэффициентами сегрегации. Более высо­кая концентрация примеси в начале слитка по сравне­нию со средней его частью противоречит диаграммам состояния кремний-титан (цирконий, гафний), имею­щим эвтектический переход, соответственно которому элементы IV группы должны иметь коэффициент рас­пределения меньше единицы. Отсутствие зависимости характера распределения от условий -перемешивания расплава подтверждает данные о