Orientasi Kristal dan Kecacatan dalam Wafer Silikon

Apa yang Mentakrifkan Orientasi Kristal Silikon?

Sel unit kristal asas bagisilikon monohablurialah struktur zink blende, di mana setiap atom silikon terikat secara kimia dengan empat atom silikon jiran. Struktur ini juga terdapat dalam berlian karbon monohabluran. 

Rajah 2:Sel Unit bagiSilikon monokristalinStruktur

Orientasi kristal ditakrifkan oleh indeks Miller, mewakili satah berarah di persimpangan paksi x, y, dan z. Rajah 2 menggambarkan satah orientasi hablur <100> dan <111> bagi struktur padu. Terutama, satah <100> ialah satah segi empat sama seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2(a), manakala satah <111> ialah segi tiga, seperti yang digambarkan dalam Rajah 2(b).

Rajah 2: (a) <100> Satah Orientasi Kristal, (b) <111> Satah Orientasi Kristal

Mengapakah Orientasi <100> Diutamakan untuk Peranti MOS?

Orientasi <100> biasanya digunakan dalam fabrikasi peranti MOS.

Rajah 3: Struktur Kekisi bagi Satah Orientasi <100>

Orientasi <111> diutamakan untuk pembuatan peranti BJT kerana ketumpatan satah atomnya yang lebih tinggi, menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa tinggi. Apabila wafer <100> pecah, serpihan biasanya terbentuk pada sudut 90°. Sebaliknya, <111>waferserpihan kelihatan dalam bentuk segi tiga 60°.

Rajah 4: Struktur Kekisi bagi Satah Orientasi <111>

Bagaimanakah Arah Kristal Ditentukan?

Pengenalan Visual: Pembezaan melalui morfologi, seperti lubang goresan dan segi kristal kecil.

Pembelauan sinar-X:Silikon monokristalinboleh terukir basah, dan kecacatan pada permukaannya akan membentuk lubang goresan kerana kadar goresan yang lebih tinggi pada titik tersebut. Untuk <100>wafer, goresan terpilih dengan larutan KOH menghasilkan lubang goresan yang menyerupai piramid terbalik empat sisi, kerana kadar goresan pada satah <100> adalah lebih pantas daripada satah <111>. Untuk <111>wafer, lubang goresan berbentuk tetrahedron atau piramid terbalik tiga segi.

Rajah 5: Lubang Gores pada <100> dan <111> Wafer

Apakah Kecacatan Biasa dalam Kristal Silikon?

Semasa pertumbuhan dan proses seterusnyakristal silikon dan wafer, banyak kecacatan kristal boleh berlaku. Kecacatan titik paling mudah ialah kekosongan, juga dikenali sebagai kecacatan Schottky, di mana atom hilang daripada kekisi. Kekosongan menjejaskan proses doping sejak kadar resapan dopan masuksilikon monohabluradalah fungsi bilangan kekosongan. Kecacatan interstisial terbentuk apabila atom tambahan menempati kedudukan antara tapak kekisi biasa. Kecacatan Frenkel timbul apabila kecacatan interstisial dan kekosongan bersebelahan.

Dislokasi, kecacatan geometri dalam kekisi, mungkin disebabkan oleh proses penarikan kristal. semasawaferpembuatan, kehelan berkaitan dengan tekanan mekanikal yang berlebihan, seperti pemanasan atau penyejukan yang tidak sekata, resapan dopan ke dalam kekisi, pemendapan filem atau daya luar daripada pinset. Rajah 6 memaparkan contoh dua kecacatan kehelan.

Rajah 6: Diagram Dislokasi Kristal Silikon

Ketumpatan kecacatan dan kehelan pada permukaan wafer mestilah minimum, kerana transistor dan komponen mikroelektronik lain dibuat pada permukaan ini. Kecacatan permukaan dalam silikon boleh menyerakkan elektron, meningkatkan rintangan dan menjejaskan prestasi komponen. Kecacatan padawaferpermukaan mengurangkan hasil cip litar bersepadu. Setiap kecacatan mempunyai beberapa ikatan silikon yang berjuntai, yang memerangkap atom bendasing dan menghalang pergerakannya. Kecacatan yang disengajakan pada bahagian belakang wafer dicipta untuk menangkap bahan cemar dalamwafer, menghalang kekotoran mudah alih ini daripada menjejaskan operasi biasa komponen mikroelektronik.**

Kami di Semicorex mengeluarkan dan membekal diwafer silikon monohablur dan jenis wafer laindigunakan dalam pembuatan semikonduktor, jika anda mempunyai sebarang pertanyaan atau memerlukan butiran tambahan, sila jangan teragak-agak untuk menghubungi kami.

Telefon untuk dihubungi: +86-13567891907

E-mel: sales@semicorex.com