Наличие дислокаций и атмосфер Коттрела

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:

                                               (1)

где q — заряд электрона; np, рn — плотность дырок в n-области и электронов в p-области; Dp , Dn — коэффициенты диффузии носителей; τp , τn  — время жизни неосновных носителей.

Уменьшение времени жизни, как видно из уравнения (1), увеличивает ток насыщения, тем самым ухудшая электрические параметры р-n, перехода. Наличие на поверхности нарушенного слоя влечет за собой невоспроизводимость процессов диффузии, так как в каждом отдельном случае условия для диффузии будут различными.

Если учесть, что в современных интегральных схемах диффузионные слои, образующие транзисторную структуру, располагаются на расстоянии 0,1 — 2мкм от поверхности кристалла, а наиболее качественная механическая полировка позволяет уменьшить глубину нарушенного слоя до 0,3 — 1,0 мкм, становится еще более ясной необходимость удаления нарушенного слоя с поверхности кремния.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector