Электронно-лучевая очистка кристаллического кремния

Abstract

Показано, что электронно-лучевая очистка может быть эффективным способом рафинирования кремния от примесей. Разработана схема очистки кристаллического кремния с использованием электронно-лучевой плавки, сочетающей в себе три этапа рафинирования по механизмам вакуумного и окислительного рафинирования, а также зонную перекристаллизацию. Спроектирована кварцевая промежуточная емкость специальной конструкции, позволяющая существенно улучшать условия проведения очистки расплава кремния. Определены оптимальные параметры электронно-лучевой очистки кристаллического кремния в процессе ЭЛП. Показано, что увеличение длительности выдержки положительно влияет на улучшение электрофизических характеристик кристаллического кремния, однако ее превышение более 40 мин не имеет смысла, поскольку дальнейшее снижение удельного электросопротивления не происходит. В результате проведенных экспериментов по очистке кристаллического кремния удалось увеличить его удельное электросопротивление в шесть раз - от 0,03 до 0,175 Омрсм.

It is shown that electron beam purification can be an effective method of silicon refining from impurities. Scheme of purification of crystalline silicon has been developed using electron beam melting, combining three stages of refining by mechanisms of vacuum and oxidizing refining, as well as a zonal recrystallization. A quartz intermediate crucible was specially designed, allowing improving greatly the conditions of purification of silicon melt. Optimum parameters of electron beam purification of crystalline silicon in the EBR were defined. It is shown that increase in holding duration has a positive effect on improvement of electro-physical characteristics of crystalline silicon, however, its duration for more than 40 min has no sense as the further decrease of specific electric resistance does not occur. As a result of carried out experiments on purification of crystalline silicon it was managed to 6 times increase its specific electric resistance, i.e. from 0.03 up to 0.175 Ohm.cm.