Кремниевые пластины получают путем резки

Роль обработки поверхности кремниевой пластины в производстве полупроводниковых интегральных микросхем.

Кремниевые пластины получают путем резки монокристаллическо­го слитка цилиндрической формы вдоль одной из кристаллографичес­ких плоскостей: (100), (110), (111).

После резки на поверхности пластины образуется поврежденный слой глубиной до 75 мкм, который снимается в результате последую­щей шлифовки и полировки. Так, после шлифовки глубина поврежден­ного слоя становится равной 4-6 мкм, а затем после механической полировки уменьшается до 0,7 — 1 мкм.

Структуру нарушенного слоя можно условно представить состоящей из четырех областей: 1) микрорельефа; 2) микротрещин; 3) скопления дислокаций; 4) с плотностью дислокаций, превышающей плотность дислокаций в объеме кристалла (рис. 1).

 

Рисунок 1. Структура нарушенного слоя: 1– область микрорельефа; 2 – область микротрещин; 3 – область скопления дислокаций; 4 – область с повышенной плотностью дислокаций.

Области микрорельефа и микротрещин представляют собой аморфный или мелкокристаллический кремний. Области скопления дислока­ций (до 10   см-2) и с повышенной, по сравнению с объемом полупро­водника, плотностью дислокаций имеют монокристаллическую структуру.

Кроме структурных неоднородностей в нарушенном слое при по­следующей термообработке пластин могут возникать концентрационные неоднородности.

Это связано с сегрегацией примесей на дисло­кациях. Вокруг дислокаций как дефектов кристаллической решетки образуются поля упругих напряжений. Взаимодействие этих по­лей приводит к повышению концентрации примеси вокруг дислокаций по сравнению с концентрацией в объеме кристалла или образованию так называемых атмосфер Коттрела.

Наличие дислокаций и атмосфер Коттрела вокруг них в кристаллической решетке существенно изменяет электрические свойства полупроводника. Обнаружено, что дислокации в кремнии обладают акцепторными свойствами, т.е. способны захватывать электроны, что, вероятно, объясняется обрывом связей из-за упругого поля напряжений в области растяжения. Дислокационные акцепторы заметно влияют на подвижность носителей.

Увеличение на поверхности количества дефектов приводит к возрастанию скорости поверхностной рекомбинации, т.е. к уменьшению эффективного времени жизни неосновных носителей заряда.

Теория pn переходов дает следующее выражение для плотности обратного тока насыщения, протекающего через электронно-дырочный переход диода

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector