Оријентација кристала и дефекти у силицијумским плочицама

Шта дефинише кристалну оријентацију силицијума?

Основна кристална јединична ћелијамонокристални силицијумје структура мешавине цинка, у којој се сваки атом силицијума хемијски везује са четири суседна атома силицијума. Ова структура се такође налази у монокристалним угљеничним дијамантима. 

Слика 2:Јединична ћелија офМоноцристаллине СилицонСтруктура

Оријентацију кристала дефинишу Милерови индекси, који представљају усмерене равни на пресеку оса к, и и з. Слика 2 илуструје равни кристалне оријентације <100> и <111> кубичних структура. Значајно је да је раван <100> квадратна раван као што је приказано на слици 2(а), док је раван <111> троугласта, као што је приказано на слици 2(б).

Слика 2: (а) <100> Кристална оријентацијска раван, (б) <111> кристална оријентацијска раван

Зашто је оријентација <100> пожељна за МОС уређаје?

Оријентација <100> се обично користи у производњи МОС уређаја.

Слика 3: Решеткаста структура оријентацијске равни <100>

Оријентација <111> је фаворизована за производњу БЈТ уређаја због веће густине атомске равни, што га чини погодним за уређаје велике снаге. Када се плочица <100> ломи, фрагменти се обично формирају под угловима од 90°. Насупрот томе, <111>ваферфрагменти се појављују у облику троугла од 60°.

Слика 4: Решеткаста структура оријентацијске равни <111>

Како се одређује смер кристала?

Визуелна идентификација: Диференцијација кроз морфологију, као што су удубљења и мале кристалне фасете.

Дифракција рендгенских зрака:Монокристални силицијумможе бити влажно нагризан, а дефекти на његовој површини ће формирати удубљења због веће стопе јеткања на тим тачкама. За <100>наполитанке, селективно нагризање са КОХ раствором доводи до удубљења које личе на четворострану обрнуту пирамиду, пошто је брзина нагризања у равни <100> већа него у равни <111>. За <111>наполитанке, гравиране јаме имају облик тетраедра или тростране обрнуте пирамиде.

Слика 5: Удубљења за нагризање на плочицама <100> и <111>

Који су уобичајени дефекти силицијумских кристала?

Током раста и каснијих процеса одсилицијумске кристале и плочице, могу настати бројни кристални дефекти. Најједноставнији тачкасти дефект је празнина, позната и као Шоткијев дефект, где атом недостаје из решетке. Слободна радна места утичу на процес допинга јер је брзина дифузије допаната умонокристални силицијумје функција броја слободних радних места. Интерстицијски дефект се формира када додатни атом заузме позицију између нормалних места решетке. Френкелов дефект настаје када су интерстицијски дефект и слободно место суседни.

Дислокације, геометријски дефекти у решетки, могу бити резултат процеса извлачења кристала. Токомваферу производњи, дислокације се односе на прекомерно механичко напрезање, као што је неравномерно загревање или хлађење, дифузија допанта у решетку, таложење филма или спољне силе из пинцете. На слици 6 приказани су примери два дефекта дислокације.

Слика 6: Дијаграм дислокације силицијумског кристала

Густина дефеката и дислокација на површини плочице мора бити минимална, јер се на овој површини израђују транзистори и друге микроелектронске компоненте. Површински дефекти у силицијуму могу да расипају електроне, повећавајући отпор и утичу на перформансе компоненти. Дефекти наваферповршине смањују принос чипова интегрисаних кола. Сваки дефект има неке висеће силицијумске везе, које заробљавају атоме нечистоће и спречавају њихово кретање. Наменски дефекти на полеђини плочице су створени да би ухватили загађиваче унутарвафер, спречавајући ове покретне нечистоће да утичу на нормалан рад микроелектронских компоненти.**

Ми у Семицорек-у производимо и снабдевамомонокристалне силицијумске плочице и друге врсте наполитанкипримењује се у производњи полупроводника, ако имате било каквих питања или су вам потребни додатни детаљи, не оклевајте да нас контактирате.

Контакт телефон: +86-13567891907

Емаил: салес@семицорек.цом