Transcript Научный совет РАН «Физико-химические основы - кремний-2010

Национальный Исследовательский Технологический
Университет «МИСиС»
Научный совет РАН «Физико-химические основы
полупроводникового материаловедения »
М.Я. Дашевский
«Материаловедение кремния
(современное состояние и тенденции
развития)»
2010г.
В материаловедении кремния объектами изучения и
исследования
являются:
-монокристаллы (в том числе наномонокристаллы)
-поликристаллы (в том числе нанокристаллы) крем
-пористый кремний;
-аморфный кремния;
-расплавы кремния.
В рамках материаловедения кремния разрабатыва
физикохимические основы технологий получения кремния и пр
структур на его основе с заданными физическими сво
Материаловедение кремния является составной ча
общего
материаловедения полупроводников.
Фактор электронных различий (валентный фактор) для твердых
кристаллических растворов замещения на основе кремния.
ФЕР=N1вал. эл. –N2вал. эл.
ФЕР(Si)=4-N2вал.эл.
Сmax~Ко~1\ФЕR.
ФER=0
для системы: Si-Ge, Si-Ti.
1.
2.
Изовалентное легирование
Тройные фазовые диаграммы
Si-Ge-O
Si-Ge-P
Si-Ge-B
Si-Ge-Ga
Термодонорный эффект
Co=2,2*10^22 exp(-Q\T)
1) 450С:(Si-O)
2)450С(Si-Ge-O)
VCTD1>VCTD2 (при С0 <5*10^17см^-3
Собственные точечные дефекты в бездислокационных
монокристаллах кремния
Nv  N exp
Sv
Hv
exp
k
kT
Критерий В.В. Воронкова




V  см 2 
Z
T  с  град




В условиях когда N*CTD> NCTD образуются кластеры CTD
(микродефекты)
Выращивание по методу Чохральского бездислокационных
монокристаллов кремния большой массы и большого диаметра
Процесс с подпиткой
К эф=const
Cж=const
Ст=const
Список литературы
1. С.С. Горелик, М.Я. Дашевский «Материаловедение полупроводников и
диэлектриков», М., изд-во «МИСиС»; 2003г.
2. В.С. Вавилов, В.Ф. Киселев, Б.Н. Мукашов «Дефекты в кремнии и на его
поверхности», М., Наука, 1990г.
3. В.И. Фистуль, «Атомы легирующих примесей в полупроводниках» М.,
Физматлит, 2004г.
4. Сб. «Нанотехнологии в полупроводниковой электронике» (отв. ред. А.Л.
Асеев\: Новосибирск: изд-во СО РАН, 2004г.
5. Н.Н, Герасименко, Ю.Н. Пархоменко, « Кремний- материал
наноэлектроники», М., «Техносфера», 2006г.
6. М.И. Горлов, В.А. Емельянов, А.В. Строганов «Геронтология
кремниевых интегральных схем» М.: «Наука», 2004г.
7. В.И. Таланин «Моделирование и свойства дефектной структуры
бездислокационных монокристаллов кремния»,-Запорожье: ТУ
«ЗИРМУ», 2007г.
8. Н.В. Немчинова «Поведение примесных элементов при производстве и
рафинировании кремния» М.: ид «Академия естествознания», 2008г.
9.И.Ф. Червоный, В.З. Куцова, В.И. Пожуев, Е.Я. Швец, О.А. Носко, С.Г.
Егоров, Р.М. Воляр «Полупроводниковый кремний: теория и
технология производства», Запорожье, 2009 г.
Наномонокристалл – это монокристалл, который характеризуется
тем, что хотя бы один из его размеров равен или меньше удвоенной
толщины поверхностного слоя.
ФТ  Е0  ЕF
ФТ  е0
ФТ hkl  ФТ h1k1l1 
Правило фаз в условиях гетерогенного равновесия нанофаз
Р,Т,R
К-строк-
М11  М 21    М ф1

....................................
....................................

....................................
....................................

....................................
 к
к
к
М1  М 2    М ф
С=Ф(К-1)+3-К(Ф-1)=К-Ф+3
Тпл.~(R)