Способ получения легированных монокристаллов германия п- типа
О П И -С А-Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ п11623294
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.07.76 (21) 2382676/22-26 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.
В 01J 17/18
ГосудаРствеииый комитет (23) Приоритет (53) УДК 546.289:548..55:621.315..592 (088.8) по делам изобретеиий е ам зобретеиий (43) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень № 19 и открытий (45) Дата опубликования описания 23.05.82 (72) Авторы изобретения В. П. Шаповалов, Е. Б. Соколов, Д. И. Левинзон, В. А. Шершель, В. И. Нижегородов, Е. П. Дудник и Л. В. Логинова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ
МОНОКРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ и-ТИПА ПРОВОДИМОСТИ
Изобретение относится к металлургии полупроводников и может быть использовано при получении монокристаллов германия п-типа проводимости.
Известен способ получения монокристал- 5 лов германия п-типа проводимости, легированных кислородом до концентрации
5 — 7 10 ат. см — з, направленной кристаллизацией расплава в атмосфере смеси инертного газа с кислородом при парциальном )0 давлении последнего 4 — 6 мм рт. ст. (1).
Недостатком этого способа является невоспроизводимость уровня легирования кислородом до концентрации 5 — 7 10 5ат. см — з оптически активного атомарного кислорода 15 и неоднородность распределения его в объеме монокристалла.
Известен также способ получения легированных монокристаллов германия п-типа проводимости вытягиванием из расплава, 20 покрытого слоем флюса, борного ангидрида (2).
Такой способ не позволяет получать легированные монокристаллы германия с концентрацией оптически активного атомарного кислорода на уровне 5 — 7 10 б ат. см — .
Целью изобретения является поддер>канне вопроизводимого уровня легирования
5 — 7 10 ат. см — з оптически активным атомарным кислородом и повышение однород- 30 ности распределения его в объеме монокристалла.
Сущность изобретения состоит в том, что легирующую добавку в виде двуокиси германия вводят во флюс в количестве 0,1—
2,0% от веса флюса при весовом отношении смеси борного ангидрида и двуокиси германия к германию в пределах 4 — 8,3%.
Ч р и м е р. Шихту поликристаллического германия весом 2,5 кг, легированного донорной примесью (сурьмой) до требуемой концентрации, обезво>кенный борный ангидрид весом 100 г с добавкой двуокиси германия в количестве 1,5 г загружают в графитовый тигель диаметром 150 мм, который устанавливают в установку для вытягивания монокристаллов, расплавляют шихту, выдерживают расплав 5 — 10 мин, и вытягивают монокристалл из расплава по
Чохрольскому на затравку, ориентированную в направлении (31, со скоростью
2 мм/мин при скорости вращения затравки и тигля, соответственно, 30 и 5 обор./мин.
Получают монокристалл германия и-типа проводимости с концентрацией оптически активного атомарного кислорода
6,0.10 б ат. см — а. Однородность распределения оптически активного атомарного кислорода по объему монокристалла составляет (6 -0 5) . 10ы ат см — з
623294
Зависимость концентрации оптически активного атомарного кислорода от содержания двуокиси германия в борном ангидриде и соотношения борного ангидрида и двуокиси германия к расплаву германия показана в таблице.
Отношение
6орного ангидрида и двуокиси германия к расплаву, вес.
Содержание двуокиси германия в борном ангидриде, вес. к
Концентрация кислорода в выращенных монокристаллах германия, ат.см 3
Номер слитка
Формула изобретения
8
2,0
2,0
2,0
2,0
Однородность распределения кислорода по объему монокристаллов составляет
+ 5о/о
Изобретение позволяет получать монокристаллы германия с воспроизводимым
Техред И. Пенчко
Корректор Л. Расторгуева
Редактор П. Горькова
Заказ 836/21 Изд. Хе 149 Тираж 587 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
ТипогоаФия, пр. Сапунова, 2
0,1
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
4,0
4,0
8,3
4,0
8,3
4,0
8,3
4,0
8,3
4,0
8,3
5,0 1016
6,05-101
6,0 10"
6,0-10"
6,05.101
6,0 )0><
6 05 1010
6,9 )0><
7,0 101<
7,1 101
7,0 101 уровнем оптически активного атомарного кислорода в пределах 5 — 7.10 о ат. см-з как в объеме слитка, так и от слитка к слитку. Указанный уровень концентрации оптически активного атомарного кислорода в монокристаллах германия п-типа проводимости способствует нейтрализации вредного влияния легкодиффундирующих рекомбинационных примесей и структурных дефектов.
Способ получения легированных моно)5 кристаллов германия п-типа проводимости вытягиванием из расплава, покрытого слоем флюса борного ангидрида, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью поддержания воспроизводимого уровня легирования
20 5 — 7.10 ат. см — з оптически активным атомарным кислородом и повышения однородности распределения кислорода в объеме монокристалла, легирующую добавку в виде двуокиси германия вводят во флюс в
25 количестве 0,1 — 0,2о/о от веса флюса при весовом отношении смеси борного ангидрида и двуокиси германия к германию в пределах 4 — 8,3 /о.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство № 298165, кл. В OIJ 17/18, 1969.
2. Технология полупроводниковых соеди35 нений, М., «Металлургия», 1967, с. 119.
