2.3 «Оборудование для механической обработки полупроводниковых материалов»

- Кристаллографическая решетка кремния (основного материала в микроэлектронике) относится к структуре типа алмаза и обладает анизотропией. Поэтому перед резкой слитков на пластины важно знать расположение основных кристаллографических плоскостей

- оборудование для кристаллографической ориентации слитков

В процессе выращивания п/п монокристалла затравка ориентируется так, чтобы плоскость (111) была параллельно поверхности расплава, из которого выращивается монокристалл, но все же плоскость торца слитка не всегда оказывается строго параллельно плоскости (111)

Причина - неточность ориентации, неточность закрепления затравки в державке, из-за несовершенства самой механической системы для вытягивания слитка.

Для напоминания:

Главные плоскости кубического кристалла и индексы Миллера

По диагонали

(111)

(100) (110)

(010) (101)

(001) (011)

Марка кремния, например, 15гр. БкэфЗЮ/0,16

15 - номер группы, Б - бесотигельный, К - кремний, Э - электронный,, Ф - фосфор, 3 - золото, 10 - номинал уд. сопротивления (Ом*см), 0,16 время жизни неравновесных носителей заряда.

Для получения пластин, ориентированных на заданной плоскости, производят ориентацию слитков, определяют расположение основных кристаллографических плоскостей. Это очень важно: от этого зависит скорость, травления дефектность, и как следствие пониженные напряжения пробоя, большие токи утечки.

Рентгеновский способ

Оборудование УРС-50 или УРС-25И

Схема подготовки рентгеновской установки к работе

1 - рентгеновская трубка;

2 - вращающийся столик;

3 - приемник индикатора;

АВ - линия плоскости рамки столика

Способ основан на отражении и дифракции рентгеновских лучей.

Угол отражения для кремния (анод РТ - железо) 17 градусов 56 минут (111) 30 градусов 12 минут (110) 100 (45 градусов 23 минуты).

Для начала работы вращающийся столик с фиксирующей рамкой выставляют в нулевое положение. Нулевым считается такое положение, когда угол а между плоскостью рамки и падающим пучком рентгеновских лучей = а, углу отражения от плоскости (111) или другой плоскости, в которой производят ориентацию слитка. Под углом 2а от плоскости, определяющей падение рентгеновского луча, устанавливают приемник индикатора, для фиксации наличия отражаемого луча.

Слиток шлифуют по торцу. Т.о., чтобы плоскость торца была перпендикулярна плоскости образующей слиток.

Слиток устанавливают шлифованной боковой плоскостью на вращающийся столик рентгеновской установки так, чтобы плоскость торца слитка совпадала с лицевой рамкой столика.

Вращением столика добиваются положения, при котором на индикаторе счетчика интенсивности рентгеновского излучения появится сигнал, свидетельствующий об отражении Р.Л. от плоскости 111 (кристаллической). Угол между новым положением плоскости торца слитка и исходным положением АВ. Является одним из углов ориентации а.

Т.к. плоскость (111) слитка может быть отклонена относительно торцевой плоскости в двух плоскостях, то необходимо определить второй угол ориентации а₂. Для этого слиток поворачиваю так, чтобы шлифованная сторона была перпендикулярна плоскости столика, а торец совпадал с плоскостью рамки. Затем поворачивают приставкой РУ до получения max отклонения индикатора счетчика. Таким образом получают значение второго угла ориентации а₂. Углы a₁ и а₂ определяют положение плоскости (111).