Головко О. К. Удосконалення технології вирощування монокристалічного кремнію для мікроелектронних та фотовольтаїчних приладів

Досліджені монокристали кремнію, вирощувані в умовах серійного виробництва за методом Чохральського. За допомогою розробленої математичної моделі оцінені концентрації електрично неактивних атомів бору, фосфору та оптично неактивних атомів кисню. Показано, що концентрація атомів електрично неактивних атомів домішки бору зменшується по довжині монокристала, а фосфору та оптично неактивних атомів домішки кисню збільшується. Показано, якщо частка електрично неактивних атомів фосфору більша 8 %, в пластині кремнію під час технологічної операції термічного окислення утворюється друга фаза. Експериментально встановлено, що час життя нерівноважних носіїв заряду в монокристалах кремнію зростає зі збільшенням співвідношення концентрацій домішок кисню та вуглецю. Встановлено, що збільшення діаметра кварцового тигля призводить до зменшення концентрації кисню в початковій половині монокристала кремнію. Розроблена математична модель для оптимізації тривалості технологічної операції гомогенізації розплаву кремнію. За методом ймовірнісного математичного моделювання досліджена структура мікрокластерів в розплаві кремнію. Показано, що обмеження переохолодження розплаву кремнію величиною 7 К суттєво знижує імовірність утворення структурних дефектів – двійників. Удосконалено технологію вирощування монокристалічного кремнію, що за рахунок використання співвідношення концентрацій домішок кисню й вуглецю в монокристалах не менше за 20, тиглю відповідного діаметра та змін в програму температурного режиму дозволила збільшити частину монокристала кремнію, яка відповідає вимогам технічних умов.