Необходимость разориентации поверхности кремниевых пластин

Теоретические сведения

Определение угла разориентации α поверхности кремниевых пластин от заданной кристаллографической плоскости важно в технологии полупровод­никовых приборов, при изготовлении деталей из оптически активных кристаллов и в ряде других случаев. Скорость роста и качество выращиваемых эпитаксиальных плёнок в значительной степени зависят от этого параметра. Так, плоскость (111) кремния выделяется наименьшей скоростью роста эпитаксиальных плёнок, и разориентация поверхности относительно данной плоскости всего на 5 градусов приводит к увеличению скорости роста в тетрахлоридном процессе на 10%.

Зависимость максимально возможной скорости роста эпитаксиальной плёнки кремния из парогазовой фазы, обеспечивающей монокристаллический рост при атмосферном давлении, от температуры приведена на рис.1

Энергия активации, полученная из этой зависимости, составляет 5 эВ, что соответствует энергии активации процесса самодиффузии кремния. Физическая суть такого соответствия заключается в том, что после химической реакции и адсорбции на поверхности пластины атомы кремния мигрируют по поверхности к наиболее кристаллографически благоприятному месту, где они смогут встроиться в решётку (рис. 2).

Наиболее благоприятные места для встраивания атомов в кристаллическую решётку расположены на боковой поверхности атомных ростовых ступеней. Подвижность адсорбированных атомов растёт с ростом температуры процесса, что и позволяет увеличивать скорость роста эпитаксиальных плёнок. Таким образом, рост плёнки осуществляется не в вертикальном, а в горизонтальном направлении. Данный механизм роста объясняет явления смещения и размытия топологического рисунка.

В данной работе изучается рентгеновский дифрактометрический метод, используемый в аналитической лаборатории службы контроля качества ЗАО «Кремний-Эл», базирующийся на [8], [9]. Используемая методика применима в интервале углов отклонения поверхности пластины от заданной кристаллографической плоскости не более 8 градусов для ориентации (111) и (100) и не более 3 градусов для ориентации (013).

Дата добавления: 2015-10-21