Дата публикации: 2021

Дата публикации в реестре: 2022-10-06T16:31:21Z

Аннотация:

Исследованы возможности и методы создания стабильной дефектной, в том числе дислокационной, структуры вблизи зон p–n-переходов кремниевых диодов генераторов шума на пластинах с кристаллографической ориентаций (111) и (001). Эффективное управление распределением неконтролируемых примесей в монокристаллическом кремнии достигается путем формирования в его объеме стабильной дислокационной структуры. При этом для получения воспроизводимых характеристик диодов генераторов шума необходимо, чтобы плотность дислокаций была однородной по всей площади пластины. Поскольку на краю дислокационного следа плотность дислокаций несколько ниже, чем в его середине, то это означает, что дислокационные следы, образованные соседними зонами оплавления с помощью лазерного пучка, должны перекрываться. На основании экспериментальных исследований установлено, что необходимая степень равномерности плотности генерируемых дефектов достигается при соблюдении условия a = (1,5–5,0)d, где а – шаг, d – ширина лазерного пятна на пластине. Процесс оплавления проводили в среде азота, с применением лазерной установки геттерирования. Реальная ширина зоны оплавления оказывается немного больше диаметра лазерного пятна за счет теплопроводности кремния и составляет 10 мкм. Усиление генерации дислокаций на образующихся включениях Si3N4 в отличие от дислокаций на границе Si–SiО2 приводит к дополнительному расширению дислокационного следа на рабочей поверхности пластины. Наличие стабильной дислокационной структуры, а также наличие в местах дислокаций примесных и вторичных атомов металлов в исследуемой структуре ND 103L подтверждено методом вторичной ионной масс-спектроскопии (SIMS). Результаты исследования прошли апробацию в ОАО «ИНТЕГРАЛ» - управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ» и могут быть использованы при изготовлении кремниевых диодов генераторов шума. The possibilities and methods of creating a stable defective structure, including dislocation structure near the zones of p-n-transitions of silicon diodes of noise generators on plates with crystallographic orientations (111) and (001) have been investigated. The effective distribution control of uncontrolled impurities in monocrystalline silicon is achieved by forming in its volume a stable dislocation structure. In order to obtain the reproducible characteristics of noise generator diodes, it is necessary that the dislocation density be homogeneous throughout the plate area. Since the density of dislocations is slightly lower at the edge of the dislocation trail than in the middle, this means that the dislocation traces formed by the adjacent melting zones with the help of a laser beam should overlap. On the basis of experimental studies, it has been established that the necessary degree of uniformity of the density of defects generated is achieved by compliance with the condition of a = (1.5–5.0)d, where a is a step, d is a width of the laser spot on the wafer. The melting process was carried out in a nitrogen environment, using a laser hettering unit. The real width of the melting zone turns out to be slightly larger than the diameter of the laser spot due to the thermal conductivity of the silicon and is about 10 µm. Increased dislocation generation on the Si3N4 inclusions, as opposed to dislocations on the Si–SiO2 border, leads to an additional expansion of the dislocation track at the work surface of the plate. noise diodes. The presence of the stable dislocation structure, as well as the presence of impurities and secondary metal atoms in the noise diodes ND 103L structure is confirmed by the secondary ion mass spectroscopy (SIMS) method. The results of the study have been tested at Corporation “INTEGRAL” (Belarus) and can be used in the manufacture of silicon noise diodes.

Тип: Статья