Оценка качества кремния и параметров кристаллов
Оценка качества кремния и параметров кристаллов
Основные способы определения качества кремния:
- Визуальный осмотр. Отбраковывают части слитка, имеющие неправильную форму, меньший диаметр, плоскости двойникования.
- Селективное травление. Проводят в хвостовой части кристаллического слитка для выявления дислокаций. Используют травитель Сиртла, состоящий из 49% HF и 5 М хромовой кислоты, смешанной в пропорции 1:1.
- Ультразвуковой метод применяется для выявления микротрещин.
- Четырехзондовый метод применяется для определения удельного сопротивления кремния (концентрации примесей). При этом контролируются постоянство прижима электродов-зондов и температура монокристалла.
- Измерение времени жизни неосновных носителей - для определения концентрации примесей тяжелых элементов.
Оценка параметров и характеристик кристаллов
Обычная оценка параметров и качества кремниевых кристаллов состоит в следующем:
· Измерение удельного сопротивления кристаллов. Удельное сопротивление измеряют на срезе кристалла четырехзондовым методом. Ток I (мА) пропускают между внешними зондами и измеряют падение напряжения V (мВ) между внутренними зондами. Измеренную таким образом величину сопротивления (V / I) переводят в удельное сопротивление по формуле r=2pS(V / I), где S - расстояние между зондами в сантиметрах. Значения удельного сопротивления кристаллов кремния зависят от метода выращивания и легирующего материала.
· Измерение массы и размеров слитка. После выращивания кристалл обычно взвешивают и подвергают визуальному осмотру. Такие крупные дефекты кристаллической структуры, как двойники, обычно заметны невооруженным взглядом. части кристалла, содержащие эти дефекты, также, также, как и части кристалла, имеющие неправильную форму или меньший заданного диаметр, отрезают от слитка. Общие потери кремния на этом этапе могут составить до 50%.
· Реже проводится анализ концентрации кислорода, углерода и примесей тяжелых металлов. Определение концентрации примесей тяжелых металлов осуществляется путем измерения времени жизни неосновных носителей заряда или нейтронно-активационным анализом.
