ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2015; 3: 108-114
http://dx.doi.org/10.17213/0321-2653-2015-3-108-114
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ С ЗАДАННОЙ СУБСТРУКТУРОЙ В ГРАДИЕНТНОМ ТЕПЛОВОМ ПОЛЕ
Лозовский Владимир Николаевич – д-р физ.-мат. наук, профессор, кафедра «Нанотехнология в электронике», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. Fizika236-npi@mail.ru
Середин Борис Михайлович – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Физика», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: seredinboris@gmail.com
Благин Вячеслав Анатольевич – студент магистратуры по направлению «Техническая физика», Национальный исследовательский университет (МЭИ), г. Москва, Россия.
E-mail: blaginbox@gmail.com
Ануфриева Валерия Владимировна – ассистент, кафедра «Физика», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. Тел. (8635) 25-54-81. E-mail: Fizika236-npi@mail.ru
Баранник Алексей Анатольевич – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Физика и микроэлектроника», Волгодонский инженерно-технический института, филиал НИЯУ МИФИ, г. Волгодонск, Россия. E-mail: kafna2004@mail.ru
Лунина Марина Леонидовна – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Нанотехнология в электронике», Южно-Рос-сийский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. Тел. (8635) 25-54-81. E-mail: Fizika236-npi@mail.ru
Аннотация
Осуществлен анализ особенностей процесса термомиграции жидких зон в кристалле для формирования полупроводниковых материалов с заданной субструктурой, в сравнении с методом диффузии. Учтены главные факторы, определяющие и сопровождающие процесс термомиграции жидкого включения в кристалле. Выявлены и описаны геометрические, концентрационные, температурно-временные и другие условия, при которых выбор эффекта термомиграции в качестве метода локального легирования предпочтителен. Показано, что метод термомиграции обладает значительными преимуществами, в частности, возможностями снижения температуры процесса легирования, увеличения его скорости, повышения однородности распределения легирующей примеси и улучшает кристаллическое совершенство легированных слоёв. Количественные оценки, связанные с выявленными условиями, даны на примере системы алюминий – кремний.
Ключевые слова: эффект термомиграции; диффузия; легирование; полупроводниковые структуры; силовые кремниевые приборы
Полный текст: [in elibrary.ru]
Ссылки на литературу
1. Баранник А.А., Благина Л.В., Драка О.Е., Подщипков Д.Г. Физико-химические основы получения многокомпонентных полупроводников с заданной субструктурой. Ростов н/Д: Из-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2009. 204 с.
2. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Попов В.П. Зонная перекристаллизация градиентом температуры полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1987. 232 с.
3. Полухин А.С., Зуева Т.К., Солодовник А.И. Использование термомиграции в технологии структур силовых полупроводниковых приборов//Силовая электроника. 2006. № 3(9). С. 110 – 112.
4. Полухин А.С., Балюк А.В., Середин Л.М., Середин Б.М. Структуры с разделенными p+-областями для силовых полупроводниковых приборов на токи до 100 А //Кристаллизация и свойства кристаллов: Межвуз. сб. науч. тр. / Южно.-Росс. гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск : Набла, 2003. С. 120 – 124.
5. Полухин А.С. Термомиграция неориентированных линейных зон в кремниевых пластинах (100) для производства чипов силовых полупроводниковых приборов // Компоненты и технологии. 2008. № 11. С. 97 – 100.
6. Полухин А.С. Анализ технологических факторов процесса термомиграции // Силовая электроника. 2013. № 5 (9). С. 118 – 120.
7. Середин Л.М., Середин Б.М., Князев С.Ю. Исследование причин невоспроизводимого формирования дискретных зон избирательным смачиванием//Изв. вузов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки, 2014. Вып. 1(176). С. 125 – 130.
8. Середин Б.М. Исследование кинетики термомиграции при введении добавок Ga в зонообразующий материал Si-Al // Изв. вузов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. 2014. Вып. 1(176). С. 103 – 109.
9. Benjamin Morillon. Etude de la thermomigration de l'aluminium dans le silicium pour la réalisation industrielle de murs d'isolation dans les composants de puissance bidirectionnels. Micro and nanotechnologies/Microelectronics. INSA de Toulouse, 2002, 222 р. URL: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010945. (accessed 5 November 2014).
10. Blagin A.V., Barannik A.A., Kireev E.I., Lunina M.L. The Kinetics of the Crystallization in Bismuth-Containing Heterosystems Al-In-Sb-Bi and Ga-As-P-Bi//Inorganic Materials, 2008. Vol. 44, No 12, Pp. 1289 – 1292.
11. Айвазов А.А., Глазов В.М., Регель А.Р. Энтропия плавления металлов и полупроводников. М.: ЦНИИ «Электроника», 1998, 55 с.
12. Булярский С.В., Львов Л.Е., Светухин В.В. Влияние кластеризации на процесс плавления полупроводниковых соединений А3В5//ЖТФ, 2001. Т. 56. Вып. 9. С. 9 – 14.
13. Кулинич Н.В. Эволюция межфазных границ в процессе зонной перекристаллизации в поле температурного градиента с учетом гидродинамических эффектов : дис. … канд. физ.-мат. наук. Новочеркасск, 1998. 175 c.
14. Лунин Л.С., Благин А.В., Алфимова Д.Л., Попов А.И., Разумовский П.И. Физика градиентной эпитаксии полупроводниковых гетероструктур. Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ. 2008. 235 с.