S5 Corporate Response - шаблон joomla Книги
Ядерно-легированный кремний

ПРОИЗВОДСТВО ЯДЕРНО-ЛЕГИРОВАННОГО КРЕМНИЯ (ЯЛК)

МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ:

Легирование – процесс введения добавок в полупроводник с целью получения определенных электрофизических свойств.

Целью легирования является получение вещества с требуемыми электрофизическими характеристиками, такими как электрическая проводимость, характером p- и n- перехода и т.д.

Лидирующее место по использованию полупроводниковых материалов занимает кремний.

Наиболее распространенные легирующие добавки в кремнии – фосфор, мышьяк (проводимость n-типа) и бор (р-типа).

В настоящее время внедрение добавок производится тремя способами:

- ионной имплантацией;

- нейтронно-трансмутационным легированием (НТЛ) или ядерное легирование (ЯЛ);

- термодиффузией.

При нейтронно-трансмутационном легировании (НТЛ) легирующие примеси не вводятся в полупроводник, а образуются («трансмутируют») из атома исходного вещества (кремния) в результате ядерных реакций, вызванных облучением исходного вещества тепловыми нейтронами. НТЛ позволяет получать монокристаллический кремний с особо однородным распределением атомов примеси.

Когда облучаемым веществом является кремний, под воздействием потока нейтронов из изотопа кремния 30Si образуется радиоактивный изотоп 31Si, который затем распадается с образованием стабильного изотопа 31Р. Образующийся 31Р создает проводимость n-типа.

Технология НТЛ отличается от металлургической или химической тем, что легирующую добавку вводят не извне, а получают из самого облучаемого материала.

Ядерно-легированный кремний (Neutron transmutation doped silicon) представляет собой ультрачистый кремний, в котором нейтронным излучением реактора часть атомов изотопа 30Si трансмутировалась в атомы фосфора 31P, создав примесную проводимость n-типа. Традиционно такое легирование создается путем подмешивания очень небольшого количества фосфора в расплав кремния.

Преимущества ЯЛК перед металлургическим:

При металлургическом способе достичь высокой однородности распределения вводимой примеси очень сложно.

Только метод ЯЛК позволяет получать высококачественный монокристаллический кремний, отвечающий современным требованиям силовой электроники и электроэнергетики по точности и однородности «введения» легирующих примесей, воспроизводимости и стабильности свойств.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Наименование показателя Норма
Легирующая примесь фосфор
Тип проводимости электронный
Диапазон номиналов легирования у.э.с. 15 - 500 Ом*см
Радиальная неоднородность у.э.с. 3,5 - 5 %
Отклонение от заданного номинала легирования у.э.с. 6,5 - 10 %

Время жизни неосновных носителей заряда:

- для у.э.с. 15-100 Ом*см

- для у.э.с. 110-200 Ом*см

- для у.э.с. 210-500 Ом*см

>100 мкс

>200 мкс

>300 мкс

ФОРМА ВЫПУСКА:

Исходным материалом для легирования являются слитки монокристаллического кремния в форме цилиндров различного диаметра и разной длины.

Наименование показателя Размер
Диаметр монокристалла 28-85 мм
Длина монокристалла 500 мм

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:

- в силовой электронике и электротехнике для производства мощных высоковольтных силовых полупроводниковых приборов: высоковольтные выпрямители, сверхмощные запирающие тиристоры и транзисторы средней мощности, большие и сверхбольшие интегральные схемы, силовые вентиля, прецизионные стабилитроны и др.

- вкачестве эталонов для калибровки зондовых и бесконтактных методов измерений в метрологии. 

- электромобили.

- детекторы и фотоприемники.