Введение
1. Литературный обзор и постановка задачи исследований 10
1.1. Обзор методов получения кремниевых структур с объемными элементами 10
1.2. Обоснование выбора технологического метода 16
1.3. Анализ известных способов ЖЭГТ кремния с использованием дискретных зон 18
1.4. Аппаратурное оформление способов ЖЭГТ кремния на основе дискретных зон 30
1.5. Постановка задачи исследований 35
Выводы 37
2. Исследование и разработка способов формирования дискретных зон в кремниевых подложках 39
2.1. Общие замечания 39
2.2. Исследование причин невоспроизводимого формирования дискретных зон методом избирательного смачивания 39
2.3. Способ формирования дискретных зон избирательным смачиванием подложки бинарными расплавами А1Ме 52
2.4. Способ формирования зон из тонкого вертикального слоя раствора - расплава 58
2.5. Оптимизация обработки поверхности кремния перед формированием дискретных зон 60
2.6. Обоснование применения предложенных способов и технологические схемы их реализации 68
Выводы 71
3. Исследование основных закономерностей ЖЭГТ кремния с использованием дискретных зон 72
3.1. Общие замечания 72
3.2. Исследование особенностей кинетики трехкомпонентных дискретных зон на основе алюминия в кремнии 73
3.3. Исследования особенностей кинетики жидкофазной эпитаксии кремния из тонкого вертикального слоя раствора-расплава 83
3.4. Разработка и исследование способа стабилизации траектории дискретных зон в кремнии 89
3.5. Особенности ЖЭГТ кремния с переменным градиентом температуры 93
3.5.1. Теоретические исследования миграции тонких зон 93
3.5.2. Особенности кинетики дискретных зон при ЖЭГТ кремния с переменным градиентом температуры 98
3.6. Общие требования к технологическому процессу и схемы операций ЖЭГТ кремния с дискретными зонами 101
Выводы 107
4. Разработка высокопроизводительного термического оборудования для ЖЭГТ с дискретными зонами 108
4.1. Общие замечания 108
4.2. Разработка термического модуля для формирования дискретных зон на поверхности кремниевых подложек 109
4.3. Разработка термического модуля для эпитаксиального наращивания 115
4.3.1. Конструкция шестипозиционного нагревательного устройства для миграции дискретных зон 115
4.3.2. Компьютерное моделирование теплового поля резистивного излучателя тепла 117
4.3.3 Разработка нагревающего устройства для ЖЭГТ цилиндрического типа с осевой симметрией 126
Выводы 128
5. Свойства локальных эпитаксиальных каналов, структур с объемными элементами и приборов на их основе 131
5.1. Общие замечания 131
5.2. Экспериментальные исследования электрофизических свойств эпитаксиальных каналов и прилегающих областей исходного кристалла 131
5.2.1. Кристаллическое совершенство структур с объемными элементами 132
5.2.2 Исследование зависимости концентрации легирующих примесей в эпитаксиальных каналахот условий их формирования 139
5.3. Электрические свойства кремниевых структур с объемными элементами и приборов на их основе 141
5.3.1. Структуры с разделительными р+ областями для силовых полупроводниковых приборов на токи до 100 Л 141
5.3.2. Структуры для солнечных батарей, работающих в условиях широких диапазонов освещенности и температуры 145
5.4. Перспективы применения разработанной технологии для создания трехмерных БИС и силовых ИС 149
Выводы 152
Общие выводы 153
Список литературы 154
Приложения 170
