Silisyum Tek Kristallerinde Oksijen Çökelmesi Nedir

Nedir?OoksijenPkarşılıkSilikonStekCkristaller

Oksijenin silisyumdaki çözünürlüğü 2,75×10Λ18cm-3 ve erimiş silisyumdaki çözünürlüğü 2,2×10Λ18cm-3'dur. Zhizopull silisyumundaki oksijen içeriği genellikle 0,5~2×10Λ18cm-3'dir. Zhizopull silisyumundaki oksijen içeriği polisilikondakinden çok daha yüksektir ve ana kaynağı kuvars potaların çözünmesidir. 1420 derecelik yüksek bir sıcaklıkta kuvars, silisyumla reaksiyona girerek SiO oluşturur.

SiO'nun çoğu silisyum eriyiğinin yüzeyinde uçarken, küçük bir kısmı (%1 civarı) sıvının konveksiyon ve difüzyonu nedeniyle erimiş silisyuma girer ve bu da kristaldeki oksijen içeriğini artırır. Kristallerdeki oksijen dağılımı baş kısmında yüksek, kuyruk kısmında düşüktür; kesitte ise merkezde yüksek, kenarlarda düşüktür.

Oksijen, oksijen gölleri oluşturmak için yüksek sıcaklıkta veya çok aşamalı ısıl işlemle çökeltilir. Oksijen oluşum gölü nötrdür, ana bileşen SiOx'tir, elektriksel özelliği yoktur ve hacmi silisyum atomlarının 2,25 katıdır. Bir göl oluştururken, kendi aralarındaki boşluklu silisyum atomları göl oluşum gövdesinden kristale yayılacak ve silisyum kafesindeki boşluklu atomların doygunluğu nedeniyle ayrışmaya neden olacak ve bu da dislokasyonlar ve katman hataları gibi ikincil kusurlara yol açacaktır.
Çıkık ve diğer kusurlar, özellikle metal safsızlıkları olmak üzere, safsızlıkları adsorbe etme etkisine sahip olduğundan, işlem genellikle safsızlıkları adsorbe etmek için bir göle oksijen üretmek için kullanılır, böylece cihaz üretim alanı temiz bir alan olur, böylece cihazın verimi ve kalitesi iyileştirilir, bu işleme iç safsızlık emilimi veya içsel emilim işlemi denir. Bu nedenle, silikondaki belirli miktarda oksijen konsantrasyonunu kontrol etmek gerekir ve cihaz ayrıca oksijen formunun kontrolünü gerektirir, bu nedenle oksijen birikiminin oluşumunu etkileyen faktörlerin incelenmesi de çok önemli bir konudur. Oksijen çökelmesi küresel, çubuk şeklinde ve pul şeklinde gibi farklı formlar alabilir. Belirli form, monokristalin silikondaki safsızlık konsantrasyonu, ısıl işlemin sıcaklığı ve süresi gibi faktörlere bağlıdır. Yapının genel olarak oksijen çökeltisinin çekirdeğinin genellikle birden fazla oksijen atomundan oluştuğu ve karbon atomları, azot atomları vb. gibi diğer safsızlık atomlarının etrafında adsorbe edilebileceği düşünülmektedir. Çökelti büyüdükçe yapısı daha karmaşık hale gelebilir.

Oksijenin monokristalin silisyum üzerindeki olumlu etkileri

· Adpurity emilimi: Oksijen çökelmesi, metal safsızlıklarını emmek ve hapsetmek için etkili bir merkez görevi görebilir ve böylece monokristalin silikonun saflığını ve elektriksel performansını iyileştirebilir. Örneğin, entegre devrelerin üretiminde, metal safsızlıklarının cihaz performansı üzerindeki olumsuz etkileri, oksijen çökelmesinin oluşumunun uygun şekilde kontrol edilmesiyle azaltılabilir.

Gelişmiş mekanik dayanıklılık: Belirli bir düzeyde oksijen çökelmesi, monokristalin silisyumun mekanik dayanıklılığını artırabilir ve bu sayede işleme ve kullanım sırasında daha kararlı hale gelebilir.

Oksijenin monokristalin silisyum üzerindeki olumsuz etkileri

· Azınlık taşıyıcı ömrü: Oksijen çökelmesi, azınlık taşıyıcılarının rekombinasyon merkezi haline gelir ve monokristalin silikonun azınlık taşıyıcı ömrünü azaltır. Bu, güneş hücreleri gibi birkaç taşıyıcının yüksek ömrünü gerektiren bazı cihazlar için iyi değildir.

Strese neden olur: Oksijen çökeltisinin oluşumu, monokristalin silisyumda stres yaratabilir, bu da kristal kusurlarının oluşmasına ve yayılmasına yol açarak monokristalin silisyumun kalitesini ve güvenilirliğini etkileyebilir.