磁场中直拉硅单晶的生长(四)

六、应用 随着器件制造工艺从LSI发展到VLSI,半导体工业对硅材料的要求变得越”来越严格。目前，器件尺寸已大大减小。最小特征尺寸从1960年的15微米缩小到1980年的2微米。 M C Z硅单晶中，由于含氧量得到控制，因而形成氧化物沉淀的几率减小，堆垛层错和片子翘曲变形等也相应变小。在制造LSI和VLSI工艺中，这种高质量的单晶比常规CZ单晶更胜‘筹。这一点已在素尼公司付诸实施。该公司开始使用这种单晶制作一部分LSI。目前可拉到4英寸。今后，将进一步完善能拉制5英寸单晶的装置、该公司打算用这种片子替换所有的衬底，以制作高集成度的LSI。 1977年国际半导体硅会议指出，CZ法只生长电阻率25欧姆一厘米以下的晶体。最近，电阻率高达70欧姆一厘米的单晶，也可用CZ法生长。 MCZ工艺的出现，为制备高阻硅单晶闯出一条新路，其电阻率可达400欧姆一厘米。用光电导衰减法测得少数载流子寿命高达10000微秒。一般认为，n型单晶电阻率最高可达4000欧姆一厘米，即使采用普通纯度的钳祸和多晶硅原料，电阻率也可达1000欧姆一厘米，且重现性也好。P型单晶的电阻率可达500欧姆一厘米左右。在MCZ中的硅片上制造高压器件，其P-ri结击穿电压一般在1440-1480伏范围内，而FZ硅片的击穿电压却在1200-1360伏范围内。这表明，MCZ硅完全适用于制造电荷祸合器件和高压器件，并为扩大CZ硅单晶的应用展现了新的前景。 七、结语 用MCZ法生长硅单晶，具有无可比拟的优越性。很可能在不久的将来，附带磁场装置的新型单晶炉就会问世。 MCZ法较之CZ法，有如下优点: 1.可在宽范围内(2 - 20PPm)控制氧浓度; 2.氧及其它杂质分布均匀; 3.产生晶体缺陷的几率小; 4.由热应力引起的翘曲小。 MCZ晶体的特性介于CZ晶体和FZ晶体之间。由于MCZ晶体的缺陷少，充分发挥这一特性，对大规模集成电路、超微细化、多样化具有实际意义。今后MCZ法的应用范围将会进一步扩大:例如:1.液面稳定，可用于带状硅晶体的生长;2.由坩埚所带来的沽污少，又可用于正一V族晶体的生长;3.没有热对流，还可用于难于获得均匀的其它化合物半导体和合金的生长。采用MCZ法，抑制了熔体的热对流，起到了在宇宙空间中生长晶体的效果。 采用MCZ设备生长晶体，成本(包括电力消耗和设备折旧费)提高不到3%。由于大大地提高了晶体的质量和器件的成品率，总的来说还是划算的。