Подготовка исходного сырья для роста слитков мультикристаллического кремния
3
плава. Была исследована возможность применения полученного по
данной методике материала в процессах роста мультикристалличе-
ского кремния на установках направленной кристаллизации DSS.
Указанный совмещенный вариант очистки технологически вы-
полняли на установке «Редмет-30М» для выращивания кристаллов
методом Чохральского. Расплавление загрузки кремния, сильно ле-
гированного мышьяком, проводили в кварцевом тигле при вакуумной
откачке. После этого расплав выдерживали в условиях вакуума в те-
чение 1…30 ч. Затем начинали рост кристалла на затравку в двух ва-
риантах: при вакуумной откачке камеры диффузионным насосом (так
же, как и на этапе расплавления загрузки) или при продувке камеры
аргоном. Исследования кристаллов, выращенных в атмосфере аргона,
показали, что в данном варианте испарения мышьяка из расплава
кремния на этапе роста кристалла почти не происходит. В связи с
этим приведенные ниже расчеты представлены только для варианта
проведения совмещенного процесса очистки при вакуумировании.
Исходные данные для расчета: начальная концентрация мышьяка
в расплаве кремния
n
-типа
ж
19 3
0
2, 2 10 см ;
N
объем расплава
ж
3
0
7905 см
V
(для 20 кг Si); свободная поверхность расплава в тиг-
ле диаметром 35 см
2
962 см ;
и
F
коэффициент испарения мышьяка
из расплава кремния
4 2
4 10 см /с;
скорость вытягивания кри-
сталла
3
2,5 10 см/с.
f
Степень очистки кремния от мышьяка на стадии вакуумного от-
жига определяется выражением
ж
0
ж
0
ж
0
,
и
F V
t
N e
N
где
ж
0
t
N
— концентрация мышьяка в расплаве кремния после высоко-
температурного вакуумного отжига, ат/см
3
;
— длительность отжи-
га, с.
Выборочные результаты расчета по этой формуле представлены в
таблице.
Расчетная степень очистки расплава кремния от мышьяка
на этапе высокотемпературного вакуумного отжига
ж ж
0 0
t
N N
Длительность отжига
ж
3
0
, ат/ см
t
N
ч
с
0,84
1
3 600
19
1,85 10
0,174
10
36 000
18
3,8 10
0, 03
20
72 000
17
6,6 10
0, 052
30
108 000
17
1,15 10
