Моделирование условий очистки и процесса выращивания полупроводниковых монокристаллов методом зонной плавки

Кирилл Владиславович Сухорученков; Евгения Владимировна Мараева; Ольга Анатольевна Александрова

doi:10.32603/2071-2340-2022-2-19-31

Кирилл Владиславович Сухорученков Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. Профессора Попова, 5, корп. 3, 197376, Санкт-Петербург, Россия
Евгения Владимировна Мараева Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. Профессора Попова, 5, корп. 3, 197376, Санкт-Петербург, Россия
Ольга Анатольевна Александрова Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. Профессора Попова, 5, корп. 3, 197376, Санкт-Петербург, Россия

DOI: https://doi.org/10.32603/2071-2340-2022-2-19-31

Ключевые слова: метод зонной плавки, метод зонной очистки, метод целевой загрузки, распределение примеси, полупроводниковый монокристалл, среда программирования LabVIEW

Аннотация

Работа посвящена созданию виртуального прибора в среде LabVIEW, позволяющего моделировать процесс зонной плавки в зависимости от технологических параметров. Рассматриваются методы очистки и выращивания монокристаллов путем медленного перемещения узкой зоны расплава по длине поликристаллического слитка твердого материала, в результате чего благодаря перекристаллизации происходит перераспределение примесей, растворенных в слитке. Окончательное распределение примесей зависит от их первоначального распределения, числа и ширины зон расплава и направления их движения. Виртуальный прибор предназначен для использования студентами и преподавателями в условиях дистанционного обучения и в очном режиме.

Биографии авторов

Кирилл Владиславович Сухорученков, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. Профессора Попова, 5, корп. 3, 197376, Санкт-Петербург, Россия

студент 1 курса магистратуры, кафедра Микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), skv1999@yandex.ru

Евгения Владимировна Мараева, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. Профессора Попова, 5, корп. 3, 197376, Санкт-Петербург, Россия

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры Микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), jenvmar@mail.ru

Ольга Анатольевна Александрова, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. Профессора Попова, 5, корп. 3, 197376, Санкт-Петербург, Россия

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры Микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), oaaleksandrova@gmail.com

Литература

A. M. Tsirlin, I. A. Sukin, I. N. Grigorevskii, and I. O. Starodumov, “Thermodynamic Analysis of Zone Melting,” Journal of Engineering Physics and Thermophysics, vol. 95, no. 1, pp. 1–8, 2022; doi: 10.1007/s10891-022-02450-w

O. E. Kozhevnikov, M. M. Pylypenko, A. P. Shcherban, О. А. Datsenko, V. M. Pelykh, and V. D. Virych, “The refining of titanium by crucibleless zone melting method,” Problems of Atomic Science and Technology, no. 5(135), pp. 70–76, 2021; doi: 10.46813/2021-135-070

H. Wan, L. Kong, B. Yang, B. Xu, M. Duan, and Y. Dai, “Zone melting under vacuum purification method for high-purity aluminum,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 17, pp. 802–808, 2022; doi: 10.1016/j.jmrt.2022.01.010

D. D. Avrov, O. A. Aleksandrova, A. O. Lebedev, et al., Tekhnologiya materialov mikroelektroniki: ot mineral’nogo syr’ya k monokristallu: ucheb. posobie, St. Petersburg, Russia: Izd-vo SPbGETU “LETI”, 2017 (in Russian).

K. V. Sukhoruchenkov, E. V. Maraeva, and O. A. Alexandrova, “Simulation of the Process of Growing Semiconductor Single Crystals by the Czochralski Method,” Computer tools in education, no. 4, pp. 99–108, 2021 (in Russian); doi: 10.32603/2071-2340-2021-4-99-108

J. Travis, LabVIEW for edition – Prentice Hall, Мoscow: DMK Press; PriborKomplekt, 2005 (in Russian).

N. A. Lashkova, N. V. Permiakov, A. I. Maximov, Yu. M. Spivak, and V. A. Moshnikov, “Local Analysis Of Semiconductor Nanoobjects By Scanning Tunneling atomic Force Microscopy,” St. Petersburg Polytechnic University Journal - Physics and Mathematics, no. 213, pp. 31–42, 2015 (in Russian); doi: 10.5862/JPM.213.3

L. Matyushkin, “Software For Absorption And Luminescence Spectra reseach Of Quantum-sized Nanostructures,” Tekhnicheskie nauki — ot teorii k praktike, no. 24, pp. 154–158, 2013 (in Russian).