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半导体材料主要有元素半导体材料、化合物半导体材料两大类。硅是典型的元素半导体材料,具有储量丰富、性能优良、易长成大尺寸、晶体纯度高的优点,目前世界上90%以上的半导体器件和95%以上的集成电路都是在硅晶片上制作的。在军事领域,绝大部分军事专用集成电路都是硅材料制作的,它可用来制作各种微波器件、数字和模拟电路、抗辐照加固器件和电路、电力电子器件、光电器件、太阳电池、微机械电气系统、传感器等各种特种器件。传统的硅单晶生长工艺主要有直拉法(CZ)和区熔法(FZ)两种,区熔法的优点是可制备电阻率超过1000Ω·cm的高阻单晶。随着军用大面积高灵敏度探测器对超高阻硅单晶材料的需求量日益增加以及对材料电学性能指标要求越来越苛刻,传统的气氛环境下区熔法生长高阻硅单晶的工艺已不适应多种军用半导体探测器件的要求。为了生长出低缺陷、高纯度的硅单晶,真空区熔工艺代之而起,并逐渐成为各国重点关注的热门研究课题。从目前我国武器装备以及军用电子元器件的近期需求和长远发展来看,对真空高阻区熔硅单晶材料的需求数量将会大幅度增长。高纯、高阻区熔硅单晶材料具有纯度高(电阻率高、少子寿命高)、缺陷少(无位错、无漩涡缺陷等)、补偿度小、氧碳含量低等特点,是制作军用光探测器所需的专用材料,被广泛地应用于各种军用探测器件及低损耗微波器件中。这种光探测器,在国防设备中起着十分重要的作用,是尖端武器所需的器件,指标性能要求很高,对于硅材料的性能要求很严格。由于此种材料的生长工艺复杂程度高,技术难度大,成品率相对较低,目前国内只有少数的厂家从事此方面研究,能够提供样品的数量也较少。本文研制的真空高阻区熔硅单晶,是制造某军工项目用探测器的核心材料。通过对硅中杂质控制技术和真空区熔硅单晶生长技术的研究,提高单晶少子寿命,解决区熔高阻硅单晶产品电阻率及少子寿命等电参数的批量一致性较差,产品性能不稳定的问题,形成产品的批量配套能力。