六、應(yīng)用 隨著器件制造工藝從LSI發(fā)展到VLSI,半導(dǎo)體工業(yè)對(duì)硅材料的要求變得越”來越嚴(yán)格。目前，器件尺寸已大大減小。最小特征尺寸從1960年的15微米縮小到1980年的2微米。 M C Z硅單晶中，由于含氧量得到控制，因而形成氧化物沉淀的幾率減小，堆垛層錯(cuò)和片子翹曲變形等也相應(yīng)變小。在制造LSI和VLSI工藝中，這種高質(zhì)量的單晶比常規(guī)CZ單晶更勝‘籌。這一點(diǎn)已在素尼公司付諸實(shí)施。該公司開始使用這種單晶制作一部分LSI。目前可拉到4英寸。今后，將進(jìn)一步完善能拉制5英寸單晶的裝置、該公司打算用這種片子替換所有的襯底，以制作高集成度的LSI。 1977年國際半導(dǎo)體硅會(huì)議指出，CZ法只生長電阻率25歐姆一厘米以下的晶體。最近，電阻率高達(dá)70歐姆一厘米的單晶，也可用CZ法生長。 MCZ工藝的出現(xiàn)，為制備高阻硅單晶闖出一條新路，其電阻率可達(dá)400歐姆一厘米。用光電導(dǎo)衰減法測(cè)得少數(shù)載流子壽命高達(dá)10000微秒。一般認(rèn)為，n型單晶電阻率最高可達(dá)4000歐姆一厘米，即使采用普通純度的鉗禍和多晶硅原料，電阻率也可達(dá)1000歐姆一厘米，且重現(xiàn)性也好。P型單晶的電阻率可達(dá)500歐姆一厘米左右。在MCZ中的硅片上制造高壓器件，其P-ri結(jié)擊穿電壓一般在1440-1480伏范圍內(nèi)，而FZ硅片的擊穿電壓卻在1200-1360伏范圍內(nèi)。這表明，MCZ硅完全適用于制造電荷禍合器件和高壓器件，并為擴(kuò)大CZ硅單晶的應(yīng)用展現(xiàn)了新的前景。 七、結(jié)語 用MCZ法生長硅單晶，具有無可比擬的優(yōu)越性。很可能在不久的將來，附帶磁場(chǎng)裝置的新型單晶爐就會(huì)問世。 MCZ法較之CZ法，有如下優(yōu)點(diǎn): 1.可在寬范圍內(nèi)(2 - 20PPm)控制氧濃度; 2.氧及其它雜質(zhì)分布均勻; 3.產(chǎn)生晶體缺陷的幾率小; 4.由熱應(yīng)力引起的翹曲小。 MCZ晶體的特性介于CZ晶體和FZ晶體之間。由于MCZ晶體的缺陷少，充分發(fā)揮這一特性，對(duì)大規(guī)模集成電路、超微細(xì)化、多樣化具有實(shí)際意義。今后MCZ法的應(yīng)用范圍將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大:例如:1.液面穩(wěn)定，可用于帶狀硅晶體的生長;2.由坩堝所帶來的沽污少，又可用于正一V族晶體的生長;3.沒有熱對(duì)流，還可用于難于獲得均勻的其它化合物半導(dǎo)體和合金的生長。采用MCZ法，抑制了熔體的熱對(duì)流，起到了在宇宙空間中生長晶體的效果。 采用MCZ設(shè)備生長晶體，成本(包括電力消耗和設(shè)備折舊費(fèi))提高不到3%。由于大大地提高了晶體的質(zhì)量和器件的成品率，總的來說還是劃算的。