Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Фалькевич Э.С. -> "Технология полупроводникового кремния" -> 49

Технология полупроводникового кремния - Фалькевич Э.С.

Фалькевич Э.С., Пульнер Э.О., Червоный И.Ф. Технология полупроводникового кремния — М.: Металлургия, 1992. — 408 c.
ISBN 5-229-00740-0
Скачать (прямая ссылка): tehpolkremniya1992.djvu
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 162 >> Следующая


117
Рис. 53. Искажение энергетической зоны в области краевой дислокации [61]: I-III — зоны проводимости, запрещенная и валентная соответственно

Дислокации оказывают существенное влияние на электрофизические свойства монокристаллов кремния и работу приборов, изготавливаемых на его основе. Это влияние связано с наличием упругих напряже-ний вокруг дислокации и оборванных (ненасыщенных) связей. Оборванной связью дислокация захватывает электрон из зоны проводимости, поэтому в кремнии n-типа она проявляет акцепторные свойства, в кремнии р-типа - донорные.

Дислокация искажает конфигурацию энергетической зоны (рис. 53) [61]. Непосредственно по соседству с дислокацией часть кристаллы- J ческой решетки сжимается, а часть расширяется. Ширина запрещенной зоны A Eg увеличивается там, где решетка находится в растяжении, и J уменьшается там, где она сжимается. Потенциальный минимум для свободных электронов и дырок устанавливается на стороне сжатия.

В результате такого искажения электроны и дырки проходят р-п-пере-, ход в той точке, где проходят через него дислокации. Кроме того, і уменьшенная A Eg приводит к более высокой скорости ионизации, a J также к более высоким токам эмиссии поля. В результате в месте ; прохождения дислокации через р-л-переход при приложении к нему напряжения возникают микроплазмы.

Учитывая, что скорость диффузионного потока вдоль дислокации -на несколько порядков выше, чем в окружающем объеме, фронт диффу-1 зии при создании р-л-перехода оказывается неплоским, что ухудшает* качество и выход годных приборов.

Присутствие дислокаций уменьшает подвижность носителей заряда,! причем это уменьшение особенно заметно, когда поток носителей! перпендикулярен дислокации. Влияние дислокации на время жизни! н.н.з. зависит от состава примесной атмосферы [58]. В зависимости off типа и количества примесей дислокации могут как уменьшать [62], так| и увеличивать т. Например, осаждение меди на дислокациях приводит к некоторому увеличению времени жизни. Существует мнение [58 63], что чистые дислокации очень слабо влияют на свойства кремния

118
приборов. Влияние дислокаций становится заметным только тогда, когда образуется примесная атмосфера. Естественно, что в зависимости от состава примесной атмосферы влияние дислокаций может быть различным.

Влияние дислокаций на работу приборов связано также с типом приборов и технологией их изготовления. Так, по данным [58], дислокации заметно влияют на работу биполярных транзисторов, а на работу МОП-транзисторов не влияют.

Тем не менее по общему мнению изготовителей приборов дислокации оказывают вредное влияние на их работу и поэтому практически ' все виды приборов изготавливаются на основе бездислокационных монокристаллов кремния. Однако использование бездислокационных монокристаллов кремния само по себе не гарантируют высокого качества и выхода годных приборов, так как в процессе их производства вводятся примеси и разнообразные структурные несовершенства, влияние которых часто оказывается также весьма значительным.

Присутствие дислокаций, стягивающих на себя примеси, препятствует образованию микровключений второй фазы в кремнии. Влияние последних может оказаться более существенным, чем дислокаций. Важно также иметь в виду, что понятие о так называемой общей плотности дислокаций не может быть применено без указания их распределения. На монокристаллах кремния с одной и той же средней плотностью дислокаций, но с разным количеством и протяженностью малоугловых границ, скоплений дислокаций по линиям скольжения или в отдельных местах могут быть получены разные свойства и разные по качеству приборы. Особенно это относится к малоуглобым дислокационным границам, присутствие которых с точки зрения изготовителей всех видов приборов недопустимо.

Микродефекты, являющиеся нарушениями структуры, вносят искажения (напряжения) в ¦ ее кристаллическую решетку. Поэтому микродефекты можно выявить, применяя структурно-чувствительные методы анализа. Одним из наиболее простых является метод селективного (избирательного) травления, основанный на разной скорости химического растворения в области дефекта и вне его за счет наличия упругой деформации в окрестности микродефектов. Для избирательного травления обычно используют раствор, состоящий из смеси плавиковой кислоты (49 %-ная) и водного раствора хромового ангидрида (50 %-ный) в объемных соотношениях 3 : 4; I : I; 1: 4 в зависимости от способа получения монокристаллов, кристаллографической ориентации исследуемой плоскости и предполагаемого типа дефектов (см. с. 116). Продолжительность травления 8-25 мин при ~ 340 К. Этим методом выявляются в основном самые большие микродефекты 4-типа. Для выявления более мелких микродефектов В- и Д-типа используют
Рис. 54. Слоистое расггоепрп^ние микродефектов А-и В-типов. X 100

метод двухступенчатого травления [64]. Образцы перед травлением в хромовом травителе подвергают предварительной обработке в кипящем 30-

50 %-ном водном растворе щело-, чи KOH или NaOH в течение 20 мин.
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 162 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed