и хлориду, хлорсілан і моносілана застосовується один і той же метод ректифікації в рідкому вигляді незалежно від того, що перші дві речовини в нормальних умовах - рідини, третє - газ.
Ректифікація - багаторазова перегонка - високоефективний, економічний процес, що виконується без застосування будь-яких реагентів в герметичній апаратурі з нержавіючої сталі.
) Відновлення за допомогою водню і піроліз
Отримання особливо чистого кремнію здійснюється за таких реакцій:
відновлення (1373 K):
SiCl4 + 2Н2 Si + 4НCl
SiHCl3 + Н2 Si + 3НCl
Піроліз (1273 K):
SiH4 Si + 2Н2
Відновлення здійснюється на нагріті кремнієві стрижні-заготовки, безпосередньо через які пропускається електричний струм. Завдяки цьому реакція локалізується на поверхні кремнію і відбувається поступове нарощування їх діаметра від вихідних 8.10 до 50.100 мм. Для відновлення та розведення газових сумішей, як в хлоридном, так і моносилановий процесах використовуються великі кількості водню.
1.4.2 Вирощування монокристалів
1) Метод Чохральського
Близько 75% всього виробництва ведеться за методом Чохральського, який забезпечує найвищу однорідність і структурну досконалість монокристалів. Метод Чохральського - заснована на вільній спрямованої кристалізації на затравку з великого обсягу розплаву, необхідного для вирощування всього злитка.
Послідовність операцій при вирощуванні монокристалів:
1. Підготовка вихідних матеріалів - компоновка. Сировиною для плавки є не тільки полікристалічний кремній, а й легіруюча домішка, а також залишки кремнію від попередньої операції і відходи монокристалів, що не потрапили в готову продукцію. Компонування включає операції з очищення сировини, дозуванні легуючих домішок, необхідні розрахунки.
2. Завантаження матеріалів у тигель, вакуумирование робочої камери і плавлення. Після цього потужність нагрівача зменшується так, щоб температура розплаву залишалася постійною і близької до температури плавлення, причому забезпечується теплове рівновагу, і кількість тепла, що підводиться нагрівачами, точно відповідає його втрат відкритою поверхнею.
3. Зацьковані - зіткнення монокристаллической затравки з розплавом - міняє теплові умови в системі. З'являється додатковий тепловідвід через затравку, а це створює можливість кристалізації при постійній температурі розплаву, так як додаткове тепло (прихована теплота кристалізації) може бути тепер відведено.
4. Вирощування шийки. Зацьковані супроводжується різким підвищенням температури кристала - затравки, оскільки на стадії плавлення вона перебувала в зоні низької температури. При «тепловому ударі» в ній виникають напруги і відбувається утворення дефектів. Ці дефекти неминуче передалися б вирощуємо кристалу, і щоб позбавитися від них, спочатку піднімають затравку з високою швидкістю і «тягнуть» з розплаву кристал малого діаметра - шийку.
5. Разращіваніе і «вихід на діаметр»- Збільшення діаметру до заданого номіналу - здійснюється за рахунок зниження швидкості підйому затравки. Необхідний діаметр встановлюється оператором, який спосте...
