Дефекты эпитаксиальных пленок

Выбор оптимальной технологии

• Маскирование обратной стороны SiO₂ или Si₃N_4.
• Переход слоя Si с подложкодержателя на обратную сторону во время отжига в HCl.
• Однородность удельного сопротивления 10^-5 %.
• Максимальная толщина эпитаксиального слоя ограничивается прирастанием боковых поверхностей к подложкодержателю и составляет от 0.5 мкм до сотен мкм.
• Выбор кремнийсодержащего элемента основывается на нескольких предпосылках. В таблице указаны диапазоны скорости и температуры роста для различных кремнийсодержащих соединений.

Таблица: Эпитаксиальный рост кремния в атмосфере водорода.

Источник кремния	Диапазон скорости роста, мкм/мин	Диапазон температур,^0C	Требуемый уровень концентрации окислителя, 10^-4%
SiH 4	0.4 - 1.5	1150 - 1250	5 - 10
SiHCl 3	0.4 - 2.0	1100 - 1200	5 - 10
SiH 2Cl 2	0.4 - 3.0	1050 - 1150	<5
SiCl 4	0.2 - 0.3	950 - 1050	<2

Силан (SiH₄) - обычно выбирают, когда нужно уменьшить автолегирование бором и его диффузию из подложки. При высоких температурах силан склонен к газофазному разложению, что ведет к ухудшению качества слоев и быстрому загрязнению стенок камеры.

Дихлорсилан (SiH₂Cl₂) - позволяет получить высокие скорости роста при относительно низкой температуре.

Трихлорсилан (SiHCl₃) - применяется для получения поликристаллического кремния. Не дает каких-либо существенных преимуществ перед тетрахлоридом кремния и редко используется для эпитаксии из ПГС.

Тетрахлорид кремния (SiCl₄) - наименее химически активное и наиболее широко используемое соединение. Благодаря высокой температуре роста процесс не чувствителен к высокому содержанию окислителей в газе носителе в следствии чего уменьшается количество вызываемых ими дефектов.

Как правило, плотность кристаллических дефектов в эпитаксиальном слое выше, чем в подложке. В то же время качество структуры слоя зависит от качества подложки и параметров эпитаксиального процесса. Дефекты, прорастающие с подложки, могут быть связаны со свойствами материала подложки и с обработкой поверхности пластин.

Выделяют следующие типы дефектов (см. рис):

• линейная дислокация, проросшая в эпитаксиальный слой (1);
• дефекты, зарождающиеся на примесных преципитатах, расположенных на поверхности подложки (2);
• примесные преципитаты, возникшие во время роста эпитаксиального слоя (3);
• бугорки на поверхности, возникающие из-за неудовлетворительных условий процесса или плохого исходного состояния поверхности (4);
• дефекты упаковки, проросшие в эпитаксиальный слой (5).

Молекулярно-лучевая эпитаксия

Дата добавления: 2014-12-27