Silicio plokštelių kristalų orientacija ir defektai

Kas apibrėžia silicio kristalų orientaciją?

Pagrindinė kristalų vieneto ląstelėmonokristalinis silicisyra cinko mišinio struktūra, kurioje kiekvienas silicio atomas chemiškai jungiasi su keturiais gretimais silicio atomais. Ši struktūra taip pat randama monokristaliniuose anglies deimantuose. 

2 pav.Vieneto langelisMonokristalinis silicisStruktūra

Kristalo orientacija apibrėžiama Millerio indeksais, vaizduojančiais krypties plokštumas x, y ir z ašių sankirtoje. 2 paveiksle pavaizduotos kubinių struktūrų <100> ir <111> kristalų orientacijos plokštumos. Pažymėtina, kad <100> plokštuma yra kvadratinė plokštuma, kaip parodyta 2 paveiksle (a), o plokštuma <111> yra trikampė, kaip parodyta 2 paveiksle (b).

2 pav.: (a) <100> kristalų orientavimo plokštuma, (b) <111> kristalų orientavimo plokštuma

Kodėl MOS įrenginiuose pirmenybė teikiama <100> orientacijai?

<100> orientacija dažniausiai naudojama gaminant MOS įrenginius.

3 pav. <100> orientacijos plokštumos gardelių struktūra

<111> orientacija yra palanki gaminant BJT įrenginius dėl didesnio atominės plokštumos tankio, todėl tinka didelės galios įrenginiams. Kai <100> plokštelė sugenda, fragmentai paprastai susidaro 90° kampu. Priešingai, <111>vaflįfragmentai pasirodo 60° trikampio formos.

4 pav. <111> orientacijos plokštumos gardelių struktūra

Kaip nustatoma kristalo kryptis?

Vizualinis identifikavimas: diferencijavimas pagal morfologiją, pvz., ėsdinimo duobes ir mažus kristalų briaunas.

Rentgeno spindulių difrakcija:Monokristalinis silicisgali būti išgraviruotas šlapiu būdu, o ant jo paviršiaus defektų susidarys ėsdinimo duobės dėl didesnio ėsdinimo greičio tose vietose. Už <100>vafliai, dėl selektyvaus ėsdinimo KOH tirpalu susidaro ėsdinimo duobės, panašios į keturių pusių apverstą piramidę, nes ėsdinimo greitis <100> plokštumoje yra greitesnis nei <111> plokštumoje. Už <111>vafliai, ėsdinimo duobės įgauna tetraedro arba tripusės apverstos piramidės formą.

5 pav. ėsdinimo duobes <100> ir <111> plokštelėse

Kokie yra dažni silicio kristalų defektai?

Augimo ir vėlesnių procesų metusilicio kristalai ir plokštelės, gali atsirasti daugybė kristalų defektų. Paprasčiausias taškinis defektas yra laisva vieta, dar vadinama Šotkio defektu, kai tinklelyje trūksta atomo. Laisvos vietos turi įtakos dopingo procesui, nes dopanų difuzijos greitis patenka į jįmonokristalinis silicisyra laisvų darbo vietų skaičiaus funkcija. Intersticinis defektas susidaro, kai papildomas atomas užima vietą tarp normalių gardelės vietų. Frenkelio defektas atsiranda, kai greta yra intersticinis defektas ir laisva vieta.

Dėl kristalų traukimo proceso gali atsirasti išnirimų, geometrinių grotelių defektų. PervaflįGamybos metu išnirimai yra susiję su per dideliu mechaniniu įtempimu, pvz., netolygiu šildymu ar vėsinimu, priedo difuzija į grotelę, plėvelės nusėdimu arba išorinėmis jėgomis iš pinceto. 6 paveiksle pateikti dviejų dislokacijos defektų pavyzdžiai.

6 pav.: Silicio kristalo dislokacijos diagrama

Defektų ir išnirimų tankis plokštelės paviršiuje turi būti minimalus, nes ant šio paviršiaus gaminami tranzistoriai ir kiti mikroelektroniniai komponentai. Silicio paviršiaus defektai gali išsklaidyti elektronus, padidindami atsparumą ir paveikdami komponentų veikimą. Defektai antvaflįpaviršius sumažina integrinių grandynų lustų išeigą. Kiekvienas defektas turi keletą kabančių silicio jungčių, kurios sulaiko priemaišų atomus ir neleidžia jiems judėti. Sukuriami tyčiniai plokštelės galinės pusės defektai, siekiant užfiksuoti viduje esančius teršalusvaflį, neleidžiant šioms mobilioms priemaišoms paveikti normalų mikroelektroninių komponentų veikimą.**

Mes, Semicorex, gaminame ir tiekiamemonokristalinės silicio plokštelės ir kitų rūšių vafliaitaikomas puslaidininkių gamyboje, jei turite klausimų ar reikia papildomos informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis.

Telefonas pasiteirauti: +86-13567891907

paštas: sales@semicorex.com