PAM-XIAMEN puede suministrar el monocristal de silicio dopado en fase gaseosa FZ (zona flotante) con alta pureza, pocos defectos, baja compensación y bajo contenido de oxígeno y carbono. Es ampliamente utilizado en varios detectores de alta sensibilidad y dispositivos de microondas de baja pérdida. Para obtener más especificaciones del silicio FZ, consultehttps://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer/float-zone-mono-cristalino-silicon.html. Para todos los parámetros, la variación de la resistencia radial es un índice de parámetro importante del monocristal de silicio FZ. La variación de resistividad radial (RRV) es la diferencia entre la resistividad del punto central de la oblea y un punto o varios puntos de ajuste distribuidos simétricamente desplazados desde el centro de la oblea, y se puede expresar como un porcentaje del valor central.
La distribución no uniforme de la resistividad del monocristal de silicio afectará negativamente a la uniformidad de los parámetros del dispositivo. Si la resistividad axial del silicio no es uniforme, la tensión soportada inversa, la caída de tensión directa, la potencia, etc. de los dispositivos fabricados con diferentes obleas serán diferentes; mientras que la variación de la resistividad radial del silicio no es uniforme, hará que el dispositivo de área grande tenga corriente. La distribución es desigual, se produce un sobrecalentamiento local y se produce una ruptura local, lo que reduce los indicadores de tensión soportada y potencia del dispositivo. Entonces, ¿qué afectará la resistencia de conducción radial del silicio FZ?
1. ¿Qué afecta la resistencia radial del silicio monocristalino?
El proceso de dopaje en fase gaseosa da como resultado una deriva de resistividad y la resistividad varía. Los principales factores que afectan la resistencia radial de los cristales de silicio en el dopaje en fase gaseosa son la convección térmica, la rotación del cristal, la velocidad de tracción, etc. Los detalles son los siguientes:
1.1 Efecto de la convección de calor en la uniformidad de la resistividad radial
Cuanto menor sea el diámetro del crisol de cuarzo, menor será la profundidad de fusión y mejor será la uniformidad de la resistividad radial del silicio monocristalino. Debido al gradiente de temperatura de la fusión de silicio en el crisol de cuarzo, la fuerza de flotación generada bajo la acción del campo gravitatorio induce convección térmica. La convección de calor sube a lo largo de la pared del crisol y desciende al centro del crisol, de modo que la convección de calor hace que la temperatura de la masa fundida en el borde de la interfaz de crecimiento monocristalino sea más alta que en el centro, de modo que la interfaz de crecimiento sobresale hacia el derretir. Cuanto más fuerte es la convección térmica, más probable es que la interfaz sea convexa hacia el fundido. Las facetas interfaciales que son convexas al fundido aparecen en el centro. Debido al efecto de facetas, la resistividad radial parece ser más baja que el borde del medio, lo que da como resultado una resistividad radial desigual. Al mismo tiempo, debido a la oscilación de temperatura generada por la naturaleza turbulenta de la convección térmica, el espesor de la capa límite de impurezas es diferente en todas partes, lo que da como resultado una distribución radial desigual de la resistividad.
1.2 Influencia de la rotación del cristal en la uniformidad de la resistencia radial
Las impurezas electroactivas en el monocristal de silicio son impurezas de boro e impurezas de fósforo, y el tipo de resistividad y conductividad del monocristal son el resultado de la compensación mutua de las dos impurezas. Para el monocristal de alta resistencia tipo P, la concentración de impurezas de boro es mayor que la impureza de fósforo, mientras que para el monocristal de tipo N, la concentración de impurezas de fósforo es mayor que la impureza de boro. Cuando crece un solo cristal, debido a la segregación de impurezas, se genera una capa enriquecida de impurezas de fósforo en la fase líquida cerca de la interfaz sólido-líquido (el coeficiente de segregación de fósforo es 0,35 y el coeficiente de coagulación de boro es 0,9). Bajo la acción de múltiples factores, como la fuerza y la gravedad, las impurezas de fósforo se distribuyen de acuerdo con una cierta ley en la interfaz de fusión y cristal. Por lo general, la concentración de impurezas de fósforo en la región central es más alta que en la región del borde, por lo que para el monocristal de tipo P, el rendimiento es Para el monocristal de tipo N, la resistividad de la región central es alta y la resistividad de la región del borde es baja.
El aumento de la velocidad de rotación del cristal aumentará el flujo de líquido a alta temperatura que se mueve hacia arriba por debajo de la interfaz sólido-líquido, inhibiendo la convección térmica. Cuando la convección forzada de la transferencia de cristal es dominante, la interfaz de crecimiento cambia de convexa a plana, o incluso cóncava a la masa fundida. De esta forma, resulta beneficioso frenar la aparición de facetas. El efecto de facetas combinará los átomos de impurezas adsorbidos originalmente en la interfase sólido-líquido en el cristal, lo que resultará en la diferencia de segregación de impurezas.
El aumento de la rotación del cristal reduce el grosor de la capa límite de difusión de impurezas, lo que reduce la diferencia de concentración de la capa límite de difusión de impurezas, lo que reduce la diferencia en la segregación de impurezas, debilita el efecto de las facetas y mejora la uniformidad de la resistividad radial monocristalina.
1.3 Efecto de la velocidad de tracción sobre la uniformidad de la resistividad radial
El aumento de la velocidad de tracción aumenta la velocidad de solidificación del cristal y, como resultado, una parte del cristal que sobresale de la interfaz de crecimiento se derretirá, por lo que la interfaz tiende a ser plana, lo que es beneficioso para suprimir la aparición de facetas.
2. ¿Cómo calcular el valor RRV?
Para calcular la variación de resistencia radial, primero debemos usar el método de 2 sondas, el método de sonda de 4 puntos y otros para probar la resistividad del silicio monocristalino. Entonces, la medida de la variación de la resistividad radial es a través de la fórmula:(MaxR – MinR)/MinR
MaxR: el valor máximo de resistividad del lingote de silicio probado
MinR: el valor de resistividad mínimo del lingote de silicio probado
Tome los siguientes valores de resistencia radial probados por nosotros, por ejemplo:
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Lingote de silicio de 6″ Medición puntual de resistividad (9 puntos para la cabeza y el extremo del lingote) |
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| Resistividad central de la cabeza del lingote A | Medición puntual del borde de la cabeza del lingote A1 | Medición puntual del borde del cabezal del lingote A2 | Medición puntual del borde de la cabeza del lingote A3 | Medición puntual del borde del cabezal del lingote A4 | Cabeza de lingote Medición puntual R/2 A5 |
Cabeza de lingote R/2 Medición puntual A6 |
Cabeza de lingote R/2 Medición puntual A7 |
Cabeza de lingote R/2 Medición puntual A8 |
Vida útil de MCC | VRR | Tiempo de prueba |
| 693 | 784 | 890 | 902 | 702 | 697 | 1000 | 812 | 833 | 2019/3/27 | ||
| 835 | 780 | 803 | 826 | 808 | 832 | 840 | 815 | 835 | 850 | 7,7% | 2019/3/29 |
| 805 | 850 | 844 | 857 | 852 | 860 | 855 | 890 | 870 | 900 | 10,6% | 2019/4/2 |
| 840 | 820 | 870 | 800 | 900 | 860 | 880 | 850 | 900 | 900 | 12,5% | 2019/4/9 |
| Ingot End Central Resistivity B | Ingot End Edge Spot measurement B1 | Ingot End Edge Spot Measurement B2 | Ingot End Edge Spot Measurement B3 | Ingot End Edge Spot Measurement B4 | Ingot End Medición puntual R/2 B5 |
Ingot End R/2 Spot Measurement B6 |
Ingot End R/2 Spot Measurement B7 |
Ingot End R/2 Spot Measurement B8 |
Vida útil de MCC | VRR | Tiempo de prueba |
| 928 | 1091 | 846 | 977 | 806 | 1054 | 1072 | 954 | 970 | 2019/3/27 | ||
| 860 | 800 | 810 | 790 | 780 | 810 | 806 | 804 | 800 | 850 | 10.3% | 2019/3/29 |
| 910 | 854 | 860 | 824 | 840 | 880 | 855 | 846 | 872 | 900 | 10.4% | 2019/4/2 |
| 890 | 830 | 800 | 790 | 800 | 900 | 860 | 880 | 850 | 900 | 13.9% | 2019/4/9 |
3. FAQ of FZ Silicon Ingot
Q1: Do you start with undoped polysilicon rods and dope from gas phase during FZ crystallization or do you start with doped ingots and use the FZ crystallization primarily to recrystallize and eliminate Oxygen?
A: Dope from gas phase during FZ crystallization.
Q2: What is the radial and axial resistivity uniformity for your FZ ingots?
A: If Gas Phase Doping, RRV of FZ silicon ingot is about 20%;
If NTD, RRV is about 12%
Q3: How easy is it for you to hit a resistivity target such as 300±20 Ohmcm?
A: Not easy, We adopt NTD to meet resistivity of silicon crystal at 300±20Ωcm;
If Gas Phase Doping, we can meet the resistivity at about 300±60Ωcm.
Para obtener más información, contáctenos por correo electrónico avictorchan@powerwaywafer.com y powerwaymaterial@gmail.com.