1 / 39

Si egykristály előállítása

Si egykristály előállítása. Kristálytan Si anyag előállítása Egykristálynövesztés Szeletgyártás Minőségellenőrzés. Mi is az igazán fontos?. Kristálytani alapok. Kocka. LKK. TKK. Kristálytani alapok. A fontosabb síkokhoz tartozó Miller indexek. Kristálytani alapok. Gyémántrács.

sen
Download Presentation

Si egykristály előállítása

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Si egykristály előállítása • Kristálytan • Si anyag előállítása • Egykristálynövesztés • Szeletgyártás • Minőségellenőrzés

  2. Mi is az igazán fontos?

  3. Kristálytani alapok Kocka LKK TKK

  4. Kristálytani alapok A fontosabb síkokhoz tartozó Miller indexek

  5. Kristálytani alapok Gyémántrács

  6. Si wafer előállítása Alapanyag (Quartzite) Desztilláció és redukció Polikristályos szilícium Kristálynövesztés Egykristályos szilícium Csiszolás, fűrészelés, polírozás Wafer

  7. Ívkemence Tisztítás • Kvarc redukálása itt történik • 1. MGS SiO2+2C=Si+2CO • 2. SiHCl3 képződése • 3. Tisztítás desztillálással • 4. CVD reaktorban: EGS

  8. Czochralski- és függő zónás módszerek

  9. Forgatás és húzás Indító kristály Olvadék Egykristályos szilícium Kvarc tégely Fűtőtest Vízhűtéses burkolat Czochlarski egykristály növesztési eljárás

  10. Czochlarski kristályhúzó berendezés

  11. Védőgáz Polikristályos Si rúd Olvadt rész RF tekercs RF Indító kristály Gázkivezetés Zónás (float zone) egykristály növesztés

  12. Zónás (float zone) berendezés

  13. Egykristályos szilíciumrúd

  14. Szilíciumrúd megmunkálása

  15. ID fűrész geometria ID szeletelő Szeletelés

  16. Szeletelés • Szilícium szelet felületének azonosítása • Fűrészelés • Pattintás • Polírozás Nagy átmérőjű szeletek: becsípés (notch)

  17. Nagy átmérőjű szeletek: becsípés (notch)

  18. Epitaxiális rétegnövesztéshez [111] irányban orientált szilíciumot használnak, mert ebben az irányban a legsűrűbb az atomok elhelyezkedése. [111] –től eltérnek 7°-kal szeleteléskor, hogy könnyebb legyen a rétegnövesztés a kialakult kis lépcsők miatt. Rétegnövesztéskor mindig a lépcsőknél indul meg a növekedés, mert itt tudnak a többihez igazodni. Ellenőrzés: röntgen diffrakció

  19. Szelet felületének kialakítása

  20. Szilícium szelet méretek

  21. Egyedi atom: Elektron-energiaszintek származtatása: hullámegyenlet megoldása. Egyedülálló atom: diszkrét energiaszintek. A szintek közötti elektron-átmenet az energiaszintek közötti energia-különbséggel megegyező energiájú foton kibocsátásával, illetve elnyelésével jár együtt. Adott energia-szintről az elektron végtelenbe való eltávolításához az ionizációs potenciállal egyenlő energia közlése szükséges.

  22. Kristályrács (félvezető)

  23. Kristályrács (félvezető) a diszkrét energiaszintek sávokká szélesednek (ok: Pauli elv) A hullámegyenlet megoldása periodikus potenciáltér és végtelen kristálytérfogat (Bloch határfeltétel) esetére megadja az elektron által elfoglalható energiaszinteket, sávokat.

  24. Sávszerkezetek:

  25. Intrinsic félvezető 1: generáció 2: vezetés a vezetési sávban 3: vezetés a vegyértéksávban (lyukvezetés) 4: rekombináció

  26. Intrinsic félvezető Fermi függvény sávszerkezet töltéshordozók

  27. N típusú félvezető

  28. P típusú félvezető

  29. Felületi (Nss) és tömbi (donor, akceptor, mély) energia állapotok egykristályos félvezetőben oxigén

  30. Polikristályos (multikristályos) szilárdtest

  31. Amorf szilárdtest

  32. Si elektromos tulajdonságai adalékolás 3 vegyértékű adalék: AKCEPTOR (B, Ga, In) – p típus 5 vegyértékű adalék: DONOR (P, As, Sb) – n típus

  33. Fajlagos ellenállás R□=ρ/w 4 tűs mérés R□ ha a szelet n-típusú,homogén adalékolású R□= 123 Ω/□ w= 325 μm ρ=4 Ωcm ND≈1015 atom/cm3

  34. Múlt és jövőbeli szelet méretek

  35. Szelet tesztelése • Minta lézer + mikrohullámú besugárzása ->mPCD • A hullám visszaverődéséből következtetni lehet a (kisebbségi) töltéshordozó koncentrációra-lecsengése->t • Kristályhibák: • „0” D  ponthiba, mely a diffúziót segíti elő • „1” D  vonal diszlokáció • „2” D  sík • „3” D  precipitátum.(Pld.: ha a szilárd oldékonyságnál több adalékot viszünk a szeletre, a többlet az első melegítésnél kiválik).

  36. Szelet tesztelése, egyéb, érintésmentes szelettérképezési mérések: • örvényáramú méréssel fajlagos ellenállás (adalékolás) térkép, • szeletvastagság térképezése kapacitív érzékelővel, • felületi fotofeszültség (SPV) mérése (diffúziós hossz), • felületi töltések analizálása, • pásztázó infravörös mikroszkópia

  37. Szelet tesztelése, egyéb, mérések: mélynívó spektroszkóp: (speciális C-V mérés a tiltott sávban fellépő energiaszintek vizsgálatára)

  38. PN teszter(egyszerűsített, kapacitiv SPV mérő vezetési típus megállapításához)

  39. Szelet tervezés • Minden technológiához megfelelő alapanyag • Felső aktív réteg kristályhiba mentes • Alatta kialakuló hibákat (pont, 2D, 3D) hőkezeléssel lehet eltávolítani • Alul a sérült hátoldali tartomány A Si szelet keresztmetszete a legfontosabb tartományokkal

More Related