Введение к работе
Актуальность тощ. В настоящее время вдсокочистыЯ могокристшшичоскнй кромпий еопимаот ведущее место среда полупроводниковых материалов. Кварцовое стекло - основной конструкционный материал, применяомий при выращивании монокристаллов кремния по методу Чохральского. Одной из основных причин, препятствующих получению более чистого монокристаллического кремния, является загрязнонно его расплава при контакте с тиглем из кварцового стекла. Известно, что взаимодействие кварцевого тигля с содержащимся в ном жидкий кремнием приводит к переходу кислорода в расплав. Кинетика н механизм этого взаимодойствия исследованы не полно, а данные о скорости поступления кислорода и примесей из кварцевого стекла в расплавленный кремний в литературе отсутствуют.
Пль работа - исследование механизма и кинетики взаимодействия кварцевого стекла с расплавом высокочистого кремния.
2У5?М новизна. Исследована кинетика поступления примеси кислорода из кварцевого стекла в расплав кремния. В слое твордофазных продуктов взаимодействия стекла с гадким полупроводником обнаружены низшие оксиды кремния. Установлена лимитирующая стадия растворения кварцевого стекла в глубине расплава и в области его открытой поверхности, с которой происходит испарение кромния. Показано, что примоси моталлов поступают в расплав кромния в соотвэтетвии с количеством растворенного кварцового стекла. Оценен коэффициент диффузии кислорода в жидком кремнии.
Практическая ценность. Установлен интервал изменения скорости растворения кварцевого стекла в расплаве кремния. Подученные значения скорости растворения, скорости поступления кислорода в гадкий кремний, а также коэффициента диффузии кислорода в расплаве кромния могут быть использованы при расчете оптимальных параметров процесса получония высокочистого кристаллического кромния из расплава, контактирующего с кварцевым стеклом.
-г -
На защиту выносятся;
- результати термодинамического расчета равновесия в системе
конструкционный материал - кремний для тугоплавких оксидов,
нитридов, карбидов в графита;
методика определения концентрации принеси кислорода в поликристаллическон кремнии методом абсорбционной ИК-опвктроскошш с пределом обнаружения І,5-І0І6см~3 (3-Ю"Бат.«);
результаты исследования скорости изменения концентрации кислорода в расплаве кремния при его контакте с кварцевым стеклоы, механизма в кинетики растворения кварцевого стекла в расшшвв кремния;
определение коэффициента диффузии кислорода в расплаве кремния.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, треї Глав, выводов, заклшенвя в списка цитируемой литературы. I первой главе представлен обзор литературных данных ш взаимодействии углегрвфитовых материалов, карбидов, нитридов і оксидов с расплавленным кремнием. Во второй главе изложеш результаты термодинамического расчета равновесного состояния і системах расплав кремния - конструкционный материал на пример) графита и некоторых тугоплавких оксидов, карбидов и нитридов. 1 третьей главе представлены результаты исследования механизма і кинетики взаимодействия кварцевого стекла с расплавом кремния.