FZシリコンのドーピング技術

シリコン半導体材料です。不純物がない場合、独自の電気伝導率は非常に弱いです。結晶内の不純物と結晶欠陥は、その電気特性に影響を与える主な要因です。 FZシリコンの単結晶の純度は非常に高いため、特定の電気特性を得るには、電気活動を改善するためにいくつかの不純物を追加する必要があります。ポリシリコンの原材料とドープされた単結晶シリコンの電気特性の不純物の含有量とタイプは、そのドーピング物質とドーピング量に影響を与える重要な要因です。次に、計算と実際の測定を通じて、引っ張りパラメーターが修正され、最終的に高品質の単結晶が得られます。の主なドーピング方法FZシリコン単結晶コアドーピング、溶液コーティングドーピング、充填ドーピング、中性子変換ドーピング（NTD）、および気相ドーピングを含めます。

1。コアドーピング方法

このドーピング技術は、ドーパントを原料棒全体に混ぜることです。原料棒はCVD法によって作られていることがわかっているため、原料棒の作成に使用される種子は、すでにドーパントを含むシリコン結晶を使用できます。シリコン単結晶を引くと、すでに大量のドーパントを含む種子結晶は溶け、種子結晶の外側に高い純度を包み、多結晶と混合します。不純物は、溶融ゾーンの回転と攪拌を通じて、単結晶シリコンに均等に混合できます。ただし、このようにして引っ張られた単結晶シリコンは抵抗率が低くなります。したがって、ゾーン融解精製技術を使用して、抵抗率を制御するために多結晶原料rod棒のドーパントの濃度を制御する必要があります。たとえば、多結晶原材料ロッドのドーパントの濃度を減らすには、ゾーン融解精製の数を増やす必要があります。このドーピング技術を使用すると、製品ロッドの軸方向抵抗率の均一性を制御することは比較的困難であるため、一般に、大きな分離係数を持つホウ素にのみ適しています。シリコンのホウ素の分離係数は0.8であるため、ドーピングプロセス中は分離効果が低く、抵抗率は制御が容易であるため、シリコンコアドーピング法はホウ素ドーピングプロセスに特に適しています。

2。ソリューションコーティングドーピング方法

名前が示すように、溶液コーティング方法は、多結晶原料棒にドーピング物質を含む溶液をコーティングすることです。多結晶が溶けると、溶液が蒸発し、ドーパントを溶融ゾーンに混合し、最終的にシリコン単結晶に引き込みます。現在、主なドーピング溶液は、三酸化ホウ素（B2O3）または五酸化リン（P2O5）の無水エタノール溶液です。ドーピング濃度とドーピング量は、ドーピングタイプとターゲット抵抗率に応じて制御されます。この方法には、ドーパントの定量的制御の困難、ドーパントの分離、表面上のドーパントの不均一な分布など、多くの欠点があり、抵抗率の均一性が低下します。

3。ドーピング方法の充填

この方法は、分離係数が低く、GA（k = 0.008）やin（k = 0.0004）などの揮発性が低いドーパントにより適しています。この方法は、原料棒のコーンの近くの小さな穴を掘削し、GAまたは穴に接続することです。ドーパントの分離係数は非常に低いため、成長プロセス中に融解ゾーンの濃度がほとんど減少しすぎないため、成長した単結晶シリコンロッドの軸方向抵抗率の均一性は良好です。このドーパントを含む単結晶シリコンは、主に赤外線検出器の調製に使用されます。したがって、描画プロセス中、プロセス制御要件は非常に高くなります。多結晶原料、保護ガス、脱イオン水、洗浄液体の洗浄、ドーパントの純度などを含む。プロセス汚染も、描画プロセス中に可能な限り制御する必要があります。コイルスパーク、シリコンの崩壊などの発生を防ぎます。

4。中性子変換ドーピング（NTD）メソッド

中性子変換ドーピング（略してNTD）。中性子照射ドーピング（NTD）テクノロジーの使用は、N型の単結晶における不均一な抵抗率の問題を解決できます。ナチュラルシリコンには、同位体30SIの約3.1％が含まれています。これらの同位体30SIは、熱中性子を吸収して電子を放出した後、31pに変換できます。

中性子の運動エネルギーによって実行される核反応により、31SI/31P原子は元の格子位置からわずかな距離を占め、格子欠陥を引き起こします。 31P原子のほとんどは、31P原子に電子活性化エネルギーがない間質部位に限定されています。ただし、約800のクリスタルロッドをアニーリングすると、リン原子が元の格子位置に戻ることができます。ほとんどの中性子はシリコン格子を完全に通過できるため、各Si原子は中性子を捕獲してリン原子に変換する可能性が同じです。したがって、31SI原子はクリスタルロッドに均等に分布できます。

5。気相ドーピング方法

このドーピング技術は、揮発性PH3（N型）またはB2H6（P型）ガスを融解ゾーンに直接吹き込むことです。これは最も一般的に使用されるドーピング方法です。使用されるドーピングガスは、融解ゾーンに導入する前にARガスで希釈する必要があります。ガスの充填量を安定に制御し、融解ゾーンでのリンの蒸発を無視することにより、融解ゾーンのドーピング量を安定させることができ、ゾーン溶融単結晶シリコンの抵抗率は安定して制御できます。ただし、ゾーン溶融炉の大量と保護ガスARの高い含有量により、事前にドーピングが必要です。炉内のドーピングガスの濃度をできるだけ早く設定値に到達し、単結晶シリコンの抵抗率を安定に制御します。

Semicorexは高品質を提供します単結晶シリコン製品半導体業界で。お問い合わせがある場合、または追加の詳細が必要な場合は、お気軽にご連絡ください。

電話番号 +86-13567891907に連絡してください

電子メール：sales@segorex.com