КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ КРИСТАЛЛ - РАСПЛАВ В СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ

Нисельсон Лев Александрович

Основатель ООО "ЛАНХИТ", профессор, доктор технических наук

 Кремний занимает центральное место среди полупроводниковых материалов. Приборы электронной техники на базе кремния составляют в настоящее время порядка 95% от общего их числа.
 Основным методом глубокой очистки кремния на финишной стадии является кристаллизация из расплава. Используются различные разновидности данного метода: способ Чохральского, зонная плавка и др. Основной характеристикой эффективности кристаллизационной очистки служит межфазовый коэффициент распределения примесного компонента при равновесии кристалл - жидкость. Цель настоящей работы - систематизация сведений по коэффициентам распределения примесей в системах на основе кремния.
 Будучи основным полупроводниковым материалом, кремний долгое время был одним из главных объектов исследования процессов кристаллизационной очистки. В связи с этим данному вопросу посвящено большое число работ. Другой причиной столь большого интереса является высокая эффективность кристаллизационной очистки кремния, т.е. большие значения коэффициентов разделения (точнее, | lgk |) для большинства примесей. Объяснению дакного факта с позиций резкой перестройки структуры, связанной с изменением характера химической связи при плавлении матрицы, посвящена работа [1].
 Собранные литературные данные о величинах k в системах кремний - примесь приведены в таблице. Данные по k разбиты на три группы: 1) прямые экспериментальные значения равновесного коэффициента распределения; 2) оценочные значения k_равн (даны в скобках); 3) эффективные значения коэффициента рас-пределения.
 Были определены коэффициенты распределения примесей редкоземельных металлов в кремнии. Интерес к указанным элементам связан, во-первых, с совершенным отсутствием каких-либо данных по k и, во-вторых, практическим использованием монокристаллов кремния, легированных редкоземельными металлами в солнечных батареях.

Поступила в редакцию
05.01.93

L.A. Nisel'son, A.G. Yaroshevskii, Yu.A. Karpov, B.M. Turovskii
DISTRIBUTION COEFFICIENTS FOR EQULIBRIUM CRYSTAL-MELT
IN THE SYSTEMS BASED ON SILICON

The literature data on the distribution coefficients (K) in the systems based on silicon have been systematized. All the data are divided into 3 groups: the direct experimental results on the equilibrium values of K; the estimated data of semi-empirical nature, and the effective values of K.
The distribution coefficients are experimentally found for a number of impurities of the rare-earth metals in silicon.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ярошевский А.Г., Стыркас А.Д., Нисельсон Л.А. // Высокочистые вещества. 1987. Nº 5. C. 62.
2. Kristallisation ans Schmelzen // J. Bartel, E. Buhrig, K. Hein, L. Kuchar. Leipzig; VEB, 1983. S. 316.
3. Добровенский В .В ., Малинин А.Ю., Зимина Г .В ., Денисова Л. А . // Научн. тр. Гиредмета. Т. 13. М .: Металлургия, 1964. С. 179.
4. Воронков В.В., Гришин В.П., Шашков Ю.М . // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1967. T . 3. Nº 1 2 . C . 2139.
5. Шашков Ю.М., Гришин В.П. // Там же . 1967. Т . 3. Nº 5. С. 755.
6. Kodera H. // J. Appl. Phys. 1963. V. 2. Nº 4. P. 212.
7. Hall R.N. // J. Phys. Chem. 1953.V. 57. Nº 8. P. 836
8. Trumbore F.A. // Bell. System. Techn. 1960. V. 39. Nº 1. P. 205
9. Hall R.N. // J. Phys. and Chem. Solids. 1957. V. 3. Nº 1/2. P. 63.
10. Theuerer H.C. // Trans. AIME. 1956. V. 206. P.1316.
11. Лозовский В . Н ., Колесниченко А . И . // Изв . АН СССР , Неорган. материалы. 1981.T. 17 . N º 4 . C . 737.
12. Туровский Б.М. // Журн. физ. химии. 1962. T. 36. Nº 8. C. 1815.
13. Kolb E.D., Tananbaum M. //J. Electrochem Soc. 1959 V. 106 N 7 P. 59.
14. Burton JA. // Physica. V. 20. Nº 11. P. 845.
15. Collins C.B., Carlson R.O., Gallagher C.J. // Phys. Rev. 1957. V. 105. Nº 4. P. 1168.
16. Taft E.A., Horn F. // Ibid. 1954. V. 93. Ne 1. P. 64.
17. James J.A., Richards D.H. // J. Electronics and Control (London). 1957. V. 3. Nº 5. P. 500.
18. Muller S. // Naturforschung. 1954. Bd. 9b. H. 7. S. 504.
19. Kleinknecht H. Dissertation. Stuttgart, 1953.
20. Jatsurugi Y., Akiyama N., Endo Y., Nozaki T. // J. Electrochem. Aoc. 1973. V. 120. Nº 7. P . 975.
21. Nozaki T., Jatsurugi Y., Akiyama N. et al. // J. Radioanalytical Chem. 1974. V. 19. Nº 1. P . 109.
22. Hopkins R.H., Seidensticker R.G., Davis J.R. et al. // J. Cryst. Growth. 1977. V.42. P. 493.
23. Thurmond C.D., Struthers J.D. // J. Phys. Chem. 1953. V. 57. P. 831.
24. Collins C.B., Carlson R.O. // Phys. Rev. 1957. V.108. Nº 6. P. 1409.
25. Бочкарев Э. П ., Гришин В . П ., Карпов Ю. А ., Марунина Н . И . // Св-ва легированных полупроводников. М .: Наука, 1977. С. 88.
26. Туровский Б.М., Горбачева Н.И. // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1976. Т . 26. Nº 5. C. 904.
27. Rea S.N., Lawrence J.D., Anthony J.M. // J. Electrochem. Soc. 1987. V.134. Nº 3. P. 752.
28. Pell E.M. // J. Phys. and Chem. Solids. 1957. V. 3 . Nº 1/2. P. 7 7
29. Carlson R.O. // Phys. Rev. 1954. V.104. Nº 4. P. 937.
30. Костылева О.П., Мильвидский М.Г., Туровский Б.М. и др. // Легирование полупроводников. М.: Наука, 1982. С. 52.
31. Хлебнихов В.Г., Баташев В.И. // Научн. тр. Гиредмета. Т . 124. М.: Металлургия, 1984. C. 26.
32. Ziegler G. // Metallkunde. 1958. Bd. 49. H. 5. S. 491.
33. Carlson R.O., Hall R.N., Pell E.M. // J. Phys. and Chem. Solids. 1959. V. 8. P. 81.
34. Trumbor F.A., Isenberg C.R., Porbansky E.M. // Phys. and Chem. Solids. 1959. V. 9, Nº 1. P. 60.
35. Синюков В.А., Морковкин Е.И., Михаэлян В.М. и др. // Изв. АН СССР. Неорган. материаллы. 1969. T. 5. Nº 11. C. 1999.

Смотрите так же

РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТЬ — ПАР В СИСТЕМАХ, ОБРАЗУЕМЫХ SiCl₄ И SiHCl₃ C ДИБУТИЛОВЫМ ЭФИРОМ И НЕКОТОРЫМИ ПРИМЕСЯМИ

Способ получения тетрахлорида кремния высокой чистоты

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ ЖИДКОСТЬ — ПАР В СИСТЕМАХ, ОБРАЗУЕМЫХ ТiСl, VOCI₃ И РОСІ₃