PAM-XIAMEN может поставить монокристалл кремния FZ (плавающая зона), легированный газовой фазой, с высокой чистотой, небольшим количеством дефектов, низкой компенсацией и низким содержанием кислорода и углерода. Он широко используется в различных высокочувствительных детекторах и микроволновых устройствах с малыми потерями. Чтобы получить больше спецификаций кремния FZ, пожалуйста, обратитесь кhttps://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer/float-zone-mono-кристаллический-кремний.html. Для всех параметров изменение радиального сопротивления является важным параметром монокристалла кремния FZ. Изменение радиального удельного сопротивления (RRV) представляет собой разницу между удельным сопротивлением центральной точки пластины и точки или нескольких симметрично распределенных уставок, смещенных от центра пластины, и может быть выражено в процентах от центрального значения.
Неравномерное распределение удельного сопротивления монокристалла кремния отрицательно скажется на однородности параметров прибора. Если осевое удельное сопротивление кремния неодинаково, обратное выдерживаемое напряжение, прямое падение напряжения, мощность и т. д. устройств, изготовленных из разных пластин, будут разными; в то время как изменение радиального удельного сопротивления кремния неравномерно, это сделает устройство большой площади током. Распределение происходит неравномерно, возникают локальные перегревы и локальные пробои, что приводит к снижению выдерживаемого напряжения и мощностных показателей устройства. Так что же повлияет на сопротивление радиальной проводимости кремния FZ?
1. Что влияет на радиальное сопротивление монокристаллического кремния?
Процесс легирования в газовой фазе приводит к дрейфу сопротивления, и удельное сопротивление изменяется. Основными факторами, влияющими на радиальное сопротивление кристаллов кремния при легировании в газовой фазе, являются тепловая конвекция, вращение кристалла, скорость вытягивания и т.д. Детали заключаются в следующем:
1.1 Влияние тепловой конвекции на однородность радиального удельного сопротивления
Чем меньше диаметр кварцевого тигля, тем меньше глубина расплава и тем лучше однородность радиального удельного сопротивления монокристаллического кремния. Из-за градиента температуры расплава кремния в кварцевом тигле тепловая конвекция индуцируется выталкивающей силой, возникающей под действием гравитационного поля. Тепловая конвекция поднимается вдоль стенки тигля и опускается к центру тигля, так что тепловая конвекция делает температуру расплава на краю границы роста монокристалла выше, чем в центре, так что граница роста выступает в сторону таять. Чем сильнее тепловая конвекция, тем более вероятно, что граница раздела выпукла в сторону расплава. В центре появляются выпуклые к расплаву межфазные грани. Из-за эффекта фасетки радиальное удельное сопротивление кажется ниже края в середине, что приводит к неравномерному радиальному удельному сопротивлению. В то же время из-за колебаний температуры, вызванных турбулентным характером тепловой конвекции, толщина примесного пограничного слоя везде различна, что приводит к неравномерному радиальному распределению удельного сопротивления.
1.2. Влияние вращения кристалла на равномерность радиального сопротивления.
Электроактивными примесями в монокристалле кремния являются примеси бора и примеси фосфора, а тип удельного сопротивления и проводимости монокристалла является результатом взаимной компенсации двух примесей. Для высокоомного монокристалла P-типа концентрация примеси бора выше, чем примеси фосфора, в то время как для монокристалла N-типа концентрация примеси фосфора выше, чем примеси бора. При росте монокристалла за счет сегрегации примесей в жидкой фазе вблизи границы твердое тело-жидкость образуется обогащенный примесями фосфора слой (коэффициент сегрегации фосфора 0,35, коэффициент коагуляции бора 0,9). Под действием множества факторов, таких как сила и гравитация, примеси фосфора распределяются по определенному закону на границе расплава и кристалла. Обычно концентрация примесей фосфора в центральной области выше, чем в краевой области, поэтому для монокристалла P-типа характеристики следующие. Для монокристалла N-типа удельное сопротивление центральной области высокое, а удельное сопротивление краевой области низкий.
Увеличение скорости вращения кристалла увеличит поток высокотемпературной жидкости, движущийся вверх под границей раздела твердое тело-жидкость, подавляя тепловую конвекцию. Когда преобладает вынужденная конвекция переноса кристалла, граница роста меняется с выпуклой на плоскую или даже вогнутую на расплав. Таким образом, полезно сдерживать появление фасеток. Фасетный эффект будет объединять атомы примеси, первоначально адсорбированные на границе твердое тело-жидкость, в кристалл, что приводит к разнице в сегрегации примеси.
Увеличение вращения кристалла уменьшает толщину диффузионного пограничного слоя примесей, тем самым уменьшая разность концентраций диффузионного пограничного слоя примесей, тем самым уменьшая разницу в сегрегации примесей, ослабляя эффект фасетки и улучшая однородность радиального удельного сопротивления монокристалла.
1.3 Влияние скорости вытягивания на однородность радиального удельного сопротивления
Увеличение скорости вытягивания увеличивает скорость затвердевания кристалла, и в результате часть кристалла, выступающая из границы роста, будет расплавлена, так что граница будет плоской, что полезно для подавления появления граней.
2. Как рассчитать значение RRV?
Чтобы рассчитать изменение радиального сопротивления, мы, во-первых, должны использовать метод 2-х зондов, метод 4-х точечных зондов и другие методы для проверки удельного сопротивления монокристаллического кремния. Затем измерение изменения радиального удельного сопротивления осуществляется по формуле:(Макс.R – Мин.R)/Мин.R
MaxR: максимальное значение удельного сопротивления испытанного слитка кремния.
MinR: минимальное значение удельного сопротивления испытанного слитка кремния.
Возьмем для примера следующие протестированные нами значения радиального сопротивления:
|
6-дюймовый слиток кремния Точечное измерение удельного сопротивления (9 точек как для головки, так и для торца слитка) |
|||||||||||
| Головка слитка Центральное удельное сопротивление A | Точечное измерение кромки головки слитка A1 | Точечное измерение кромки головки слитка A2 | Точечное измерение кромки головки слитка A3 | Точечное измерение кромки головки слитка A4 | Головка слитка Точечные измерения R/2 А5 |
Головка слитка Точечное измерение R/2 A6 |
Головка слитка Точечное измерение R/2 A7 |
Головка слитка Точечное измерение R/2 A8 |
Срок службы Центра клиентов | RRV | Тест Время |
| 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 |
| Центральное удельное сопротивление на конце слитка B | Измерение точки на торцевой кромке слитка B1 | Измерение точки на торцевой кромке слитка B2 | Измерение точки на торцевой кромке слитка B3 | Измерение точки на торцевой кромке слитка B4 | Конец слитка Точечные измерения R/2 B5 |
Конец слитка R/2 Spot Measurement B6 |
Конец слитка R/2 Spot Measurement B7 |
Конец слитка R/2 Spot Measurement B8 |
Срок службы Центра клиентов | RRV | Тест Время |
| 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. Часто задаваемые вопросы о кремниевом слитке FZ
Q1:Вы начинаете с нелегированных поликремниевых стержней и легирования из газовой фазы во время кристаллизации FZ или начинаете с легированных слитков и используете кристаллизацию FZ в первую очередь для перекристаллизации и удаления кислорода?
:Присадка из газовой фазы при кристаллизации FZ.
Q2:Какова радиальная и осевая однородность удельного сопротивления ваших слитков FZ?
:При легировании газовой фазы RRV кремниевого слитка FZ составляет около 20%;
Если NTD, RRV составляет около 12%.
Q3:Насколько легко вам достичь целевого показателя удельного сопротивления, например 300±20 Омсм?
A:Нелегко. Мы принимаем NTD для обеспечения удельного сопротивления кристалла кремния при 300 ± 20 Ом · см;
При легировании газовой фазой мы можем достичь удельного сопротивления около 300 ± 60 Ом · см.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресуvictorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.