A szilíciumlapkák kristálytájolása és hibái

Mi határozza meg a szilícium kristály orientációját?

Az alapvető kristályegység cellájamonokristályos szilíciuma cinkkeverék szerkezet, amelyben minden szilíciumatom kémiailag kötődik négy szomszédos szilíciumatomhoz. Ez a szerkezet a monokristályos széngyémántokban is megtalálható. 

2. ábra:egység cellájaMonokristályos szilíciumSzerkezet

A kristály orientációt Miller-indexek határozzák meg, amelyek az x, y és z tengelyek metszéspontjában lévő iránysíkokat reprezentálják. A 2. ábra a kockaszerkezetek <100> és <111> kristály orientációs síkjait szemlélteti. Nevezetesen, a <100> sík egy négyzet alakú sík, amint az a 2(a) ábrán látható, míg a <111> sík háromszög alakú, amint az a 2(b) ábrán látható.

2. ábra: (a) <100> kristály orientációs sík, (b) <111> kristály orientációs sík

Miért részesítik előnyben a <100> tájolást a MOS-eszközökön?

A <100> orientációt általában a MOS eszközök gyártásánál használják.

3. ábra: A <100> orientációs sík rácsszerkezete

A <111> orientáció a BJT készülékek gyártásához a nagyobb atomsík sűrűsége miatt előnyös, így alkalmas nagy teljesítményű készülékekhez. Amikor egy <100> ostya eltörik, a töredékek jellemzően 90°-os szögben képződnek. Ezzel szemben a <111>ostyatöredékei 60°-os háromszög alakban jelennek meg.

4. ábra: A <111> orientációs sík rácsszerkezete

Hogyan határozható meg a kristály iránya?

Vizuális azonosítás: Megkülönböztetés a morfológián keresztül, például maratási gödrök és kis kristálylapok.

Röntgen diffrakció:Monokristályos szilíciumnedvesen maratható, és a felületén lévő hibák maratási lyukakat képeznek a nagyobb maratási sebesség miatt ezeken a pontokon. <100> eseténostyák, a KOH-oldattal végzett szelektív maratás négyoldali fordított gúlára emlékeztető maratási gödröket eredményez, mivel a <100> síkon a maratási sebesség gyorsabb, mint a <111> síkon. A <111> számáraostyák, a maratási gödrök tetraéder vagy háromoldalú fordított piramis alakját veszik fel.

5. ábra: Maratási gödrök <100> és <111> lapkákon

Melyek a szilíciumkristályok gyakori hibái?

A növekedés és az azt követő folyamatok soránszilícium kristályok és ostyák, számos kristályhiba léphet fel. A legegyszerűbb ponthiba egy üresedés, más néven Schottky-defektus, ahol egy atom hiányzik a rácsból. Az üresedési helyek befolyásolják a doppingolási folyamatot, mivel az adalékanyagok diffúziós sebessége bekerülmonokristályos szilíciuma betöltetlen állások számának függvénye. Intersticiális hiba akkor keletkezik, amikor egy extra atom a normál rácshelyek között helyezkedik el. Frenkel-hiba akkor keletkezik, ha egy intersticiális hiba és egy üresedés szomszédos.

Elmozdulások, geometriai hibák a rácsban, a kristályhúzási folyamat következményei lehetnek. AlattostyaA gyártás során a diszlokációk a túlzott mechanikai igénybevételhez kapcsolódnak, mint például az egyenetlen melegítés vagy hűtés, az adalékanyag rácsba való diffúziója, filmlerakódás vagy a csipesz által kifejtett külső erők. A 6. ábra két diszlokációs hibára mutat példát.

6. ábra: Szilíciumkristály diszlokációs diagramja

A lapka felületén a hibák és elmozdulások sűrűségének minimálisnak kell lennie, mivel ezen a felületen készülnek tranzisztorok és egyéb mikroelektronikai alkatrészek. A szilícium felületi hibái szétszórhatják az elektronokat, növelve az ellenállást és befolyásolva az alkatrészek teljesítményét. Hibák aostyafelület csökkenti az integrált áramköri chipek hozamát. Mindegyik hibának van néhány lógó szilícium kötés, amely megfogja a szennyező atomokat és megakadályozza azok mozgását. Az ostya hátoldalán szándékos hibák keletkeznek, hogy felfogják az ostyán belüli szennyeződéseketostya, megakadályozva, hogy ezek a mobil szennyeződések befolyásolják a mikroelektronikai alkatrészek normál működését.**

Mi, a Semicorex gyártunk és szállítunk bemonokristályos szilícium lapkák és más típusú ostyákfélvezetőgyártásban alkalmazzák, ha kérdése van, vagy további részletekre van szüksége, forduljon hozzánk bizalommal.

Elérhetőség: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com