Выращивание кристаллов методом Чохральского

3. Полирование - получение зеркально гладкой поверхности. Используют смесь полирующей суспензии (коллоидный раствор частиц SiO2 размером 10 нм) с водой.

В окончательном виде кремний представляет из себя пластину диаметром 15 - 40 см, толщиной 0.5 - 0.65 мм с одной зеркальной поверхностью. Вид пластин с различной ориентацией поверхности и типом проводимости приведен на рисунке 6.

Примеси и дефекты, возникающие в кремнии в процессе его роста

Присутствие кислорода в узлах кремниевой кристаллической решетки приводит к появлению донорных центров, а междоузельный кислород увеличивает предел текучести кремния. Кроме того, наличие кислорода вызывает образование дефектов за счет преципитации (появляется фаза SiO2). Наличие этой фазы вызывает появление сжимающих напряжений в кристалле и дислокационных петель.

Дефекты данного типа захватывают как легирующие примеси, что является отрицательным фактором, так и нежелательные примеси, присутствующие в кремнии. Последнее используется в технологических операциях геттерирования.

Углерод попадает в кремний из графитовых узлов установки. Его концентрация в Si составляет обычно 10¹⁶ см^-3. Углерод является примесью замещения. Он не выделяется в преципитаты и не становится электрически активным. Однако примесь углерода в кремнии влияет на процессы преципитации кислорода и дефектообразования.
Концентрацию кислорода и углерода в кремнии определяют по спектрам ИК поглощения.

Основные способы определения качества кремния

• 
  Визуальный осмотр. Отбраковывают части слитка, имеющие неправильную форму, меньший диаметр, плоскости двойникования.
  
• 
  Селективное травление. Проводят в хвостовой части кристаллического слитка для выявления дислокаций. Используют травитель Сиртла, состоящий из 49% HF и 5 М хромовой кислоты, смешанной в пропорции 1:1.
  
• 
  Ультразвуковой метод - для выявления микротрещин.
  
• 
  Четырехзондовый метод - для определения удельного сопротивления кремния (концентрации примесей). При этом контролируются постоянство прижима электродов-зондов и температура монокристалла.
  
• 
  Измерение времени жизни неосновных носителей - для определения концентрации примесей тяжелых элементов.