Способ получения слитка полупроводника с множеством границ наклона @

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА ПОЛУПРОВОДНИКА С МНОЖЕСТВОМ ГРАНИЦ НАКЛОНА hko / заключающийся в приготовлении затравок в виде прямоугольных параллелепипедов с осями двумя типами боковых поверхностей и ) , состыковке их в единый блок при чередовании затравок двух типов, креплении затравок в держателе и вытягивании из расплава на состыкованной затравке слитка, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа границ в слитке и создания системы пересекающихся взаимно перпендикулярных границ, затравки одинакового размера состыковывают, чередуя i затравки двух типов в двух взаимно (Л перпендикулярных направлениях. сю;

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПжЛИК

П9) (И) 3(5)) С 30 В 15 36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СЭР

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3481142/23-26 (22) 05.08.82 (46) 23.03.84. Бюл. 9 11 (72) М.Д.Любалнн (71) Ленинградский ордена Ленина, ардена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г.В.Плеханова (53) 621.315 ° 592(088.8) (.56) 1. Tweet А.G., Phys.Rev, 1955, 99,4 1182-1189.

2. Матаре Г. Электроника дефектов в полупроводниках М, "Мир", 1974, с. 307-309.

3. Матаре Г. Электроника дефектов в полупроводниках. М., "Мир", 1974, с. 309-312 (прототип) (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА

ПОЛУПРОВОДНИКА С МНОЖЕСТВОМ ГРАНИЦ

НАКЛОНА jbgoj, заключающийся в приготовлении затравок в виде прямоугольных параллелепипедов с ося- ми (001)и двумя типами боковых поверхностей - ()1ко) и (Оо, состыковке их в единый блок прн чередовании затравок двух типов, креплении затравок в держателе и вытягивании иэ расплава на состыкованной затравке слитка, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа границ в слитке и создания системы пересекающихся взаимно перпендикулярных границ, затравки одинакового размера состыкавывают, чередуя затравки двух типов в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

1081245

Изобретение относится к области выращивания кристаллов, а именно к способам получения слитков полупроводников, например германия или кремния, с заданными плоскими границ ами °

Известен способ получения слитков полупроводников с одной границей наклона (ЬЪо), основанный на методе вытягивания по Чохральскому при использовании двух затравок .(0011, раэ.)0 граниченных симметрично по любой из сторон молибденовым клином. После вытягивания иэ расплава на таких затравках формируется бикристалл с неплоской границей, значительно 15 отклоненной от задаваемого кристаллографического направления ) 1).

Недостатком указанного способа является невозможность получения слитков .со строго заданной границей, что затрудняет практическое использование бикристаллов, Известен также способ получения слитков с одной контролируемой границей по методу Чохральского, вклю- 25 чающий в себя вытягивание слитка из расплава на двойную затравку, состыкованную из двух эатравок с паралельными осями (001) и соприкасающихся по заданным кристаллографическим плоскостям (hko) и (hler) L2).

Недостатком этого способа является то, что слиток содержит лишь одну границу заданного строения.

Наиболее близким по технической 35 сущности к изобретению является способ получения слитка полупроводника с множеством границ наклона

)hko), заключающийся в приготовлении затравок в виде прямых паралле- 4р лепипедов с осями (0013 и двумя типами боковых поверхностей (Ь1а) и (bko) состыковке отцельных затравок в единый блок при чередовании в одном направлении эатравок двух . 45 типов, креплении эатравок в держателе и вытягивании из расплава на состыкованной затравке сростка с множеством параллельных границ L33.

Недостатком известного способа является то, что слиток содержит одну систему параллельных между собой границ заданного строения, число границ в одном слитке сравнительно невелико.

Целью изобретения является увеличение числа границ в слитке и создание системы пересекающихся границ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно получения слитка полупроводника с множеством границ 60 наклона (hko), заключающемуся в приготовлении затравок.в виде прямоугольных параллелепипедов с осями (001) и двумя типами боковых поверхностей †(h) о) и (.hko),.состы- 65 ковке отдельных затравок в единый блок при чередовании эатравок двух типов, креплении затравок в держателе и вытягивании иэ расплава на состыкованной затравке елитка, затранки одинакового размера состыковывают, чередуя затравки двух типов в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

При этом удается получить полу.:проводниковый материал в виде матрицы с сеткой границ заданного строения, Положительный эффект достигается за счет использования всех воэможностей кристаллографически эквивалентных поверхностей затравок.

На фиг. 1 изображена схема относительного расположения затравок двух типов в исходном монокристалле; на фиг. 2 - схема состыковки затравок в единый блок.

Способ осуществляют следующим образом.

Из монокристалла или из разных монокристаллов вырезают два типа одинаковых по размерам эатравок 2 и 3 с боковыми гранями(liko) и (hko) соответственно. Состыковывают затравки в единый блок, чередуя, в двух. взаимно перпендикулярных направлениях затравки 2 и 3 с разными боковыми гранями. Блок затравок укрепляют в держателе, устанавливаемом в камере печи на штоке. В печь эагружают исходный полупроводниковый материал, расплавляют его и приводят в контакт с расплавом блок эатравок. Регулируя температуру расплава, поднимают блок затравок, вытягивая иэ расплава слиток заданного размера.

Слиток содержит заданные блоком затравбк границы, параллельные геометрической оси слитка.

Пример 1, Для получения слитка германия готовили затравки в виде прямоугольных параллелепипедов размером 1.1 5-50 ммЗ, с осями, совпадающими с кристаллографическим направлением (001). Боковые грани части затравок отвечают положению плоскости (160) другие затравки ограничены плОскостями, отвечающими положению (160) . Складывали затравки.в единый блок, одинаково располагая в пространстве широкие и узкие поверхности затравок. При этом чередовали два типа эатравок в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Блок иэ 24 эатравок закрепляли в держателе, а держатель на штоке печи. Загружали печь и расплавляли шихту. Вытягивали слиток диаметром 1.2 мм и длиной 120. мм со скоростью 0,15 мм/мин.

Слиток содержал 24 зерна, разделенных 38 границами, причем в централь1081245

3

Фиг.2

Состазмжеяь В.Иванов

Техред Л. дубин ак Корректор В.Гирняк

Редактор Г.Волкова

Заказ 1484/24 Тираж 352 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская йаб., д; 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ной части слитка эти границы образовывали прямоугольную сетку.

Пример 2. Для получения слитка кремния готовили затравки двух типов в виде прямоугольных параллелепипедов с квадратным основанием размером 1 1 60 мм с осями, совпадающими с кристаллографичеаким направлением (001). Боковые поверхности затравок первого типа отвечают положению плоскостей. (160), )О а эатравок второго типа - плоскостям (160 J. Складывали затравки чередуя два их типа в двух взаимно перпендикулярных направлениях и набирая единый блок из 81 затравок. !5

Блок закрепляют в держателе, а держатель в штыке. Загружали печь, расплавляли шихту и приводили блок затравок в контакт с расплавом. Вытягивали слиток диаметром 20 мм и длиной 120 мм со скоростью О,,мм/мин.

Слиток содержал две взаимно перпендикулярные системы границ ()ъМо, образующих квадратную сетку.

Пример 3. Для получения слитка германия готовят затравки с двумя типами боковых поверхностей (250 ) и(250) - в виде прямых квадратных параллелепипедов с основанием размером 1 5 1,5 50 им с осями )001).

Складывают затравки, чередуя два иэ типа в двух. взаимно перпендикулярных направлениях и набирают блок из 81 затравки. Затравки закрепляют в держателе, устанавливают в печи и вытягивают на блок затравок слиток длиной 100 мм со скоростью

0,15 мм/мин. Получен слиток диаметром 20 мм с двумя взаимно перпендикулярными системами границ. В центральной части слитка зти границы образуют квадратную сетку..

Экспериментальные данные показали, что предложенный способ по крайней мере в два раза повысил число границ наклона типа (baof в вытяги ваеьих слитках. Способ позволяет получить полупроводниковый материал, представляющий собой матрицу с сеткой границ заданного строения, представляющий интерес для полупроводникового приборостроения.