التوجه البلوري والعيوب في رقائق السيليكون

ما الذي يحدد الاتجاه البلوري للسيليكون؟

خلية الوحدة البلورية الأساسيةالسيليكون أحادي البلوريةهو هيكل مزيج الزنك، حيث ترتبط كل ذرة سيليكون كيميائيًا بأربع ذرات سيليكون مجاورة. تم العثور على هذا الهيكل أيضًا في الماس الكربوني أحادي البلورية. 

الشكل 2:وحدة الخليةالسيليكون أحادي البلوريةبناء

يتم تعريف الاتجاه البلوري بواسطة مؤشرات ميلر، التي تمثل مستويات الاتجاه عند تقاطع المحاور x وy وz. يوضح الشكل 2 مستويات التوجيه البلورية <100> و<111> للهياكل المكعبة. والجدير بالذكر أن المستوى <100> عبارة عن مستوى مربع كما هو موضح في الشكل 2 (أ)، في حين أن المستوى <111> مثلث، كما هو موضح في الشكل 2 (ب).

الشكل 2: (أ) <100> مستوى التوجيه البلوري، (ب) <111> مستوى التوجيه البلوري

لماذا يُفضل الاتجاه <100> لأجهزة MOS؟

يُستخدم الاتجاه <100> بشكل شائع في تصنيع أجهزة MOS.

الشكل 3: هيكل شعرية لمستوى التوجه <100>

يُفضل الاتجاه <111> لتصنيع أجهزة BJT نظرًا لارتفاع كثافتها الذرية، مما يجعلها مناسبة للأجهزة عالية الطاقة. عندما تنكسر رقاقة <100>، تتشكل الأجزاء عادةً بزاوية 90 درجة. في المقابل <111>رقاقةتظهر الأجزاء في أشكال مثلثة بزاوية 60 درجة.

الشكل 4: هيكل شعرية لمستوى التوجه <111>

كيف يتم تحديد اتجاه البلورة؟

التعريف البصري: التمايز من خلال الشكل، مثل حفر الحفر والأوجه البلورية الصغيرة.

حيود الأشعة السينية:السيليكون أحادي البلوريةيمكن أن يكون محفورًا وهو رطب، وستشكل العيوب الموجودة على سطحه حفرًا للحفر بسبب ارتفاع معدل النقش في تلك النقاط. ل<100>رقائق، يؤدي النقش الانتقائي بمحلول KOH إلى حفر حفر تشبه هرمًا مقلوبًا من أربعة جوانب، حيث أن معدل النقش على المستوى <100> أسرع منه على المستوى <111>. ل<111>رقائقتأخذ حفر الحفر شكل رباعي السطوح أو هرم مقلوب ثلاثي الجوانب.

الشكل 5: حفر الحفر على الرقائق <100> و<111>

ما هي العيوب الشائعة في بلورات السيليكون؟

أثناء النمو والعمليات اللاحقةبلورات ورقائق السيليكونيمكن أن تحدث العديد من العيوب البلورية. أبسط عيب نقطي هو الشغور، المعروف أيضًا باسم عيب شوتكي، حيث تكون الذرة مفقودة من الشبكة. تؤثر الوظائف الشاغرة على عملية المنشطات منذ معدل انتشار المنشطات فيهاالسيليكون أحادي البلوريةهي دالة على عدد الوظائف الشاغرة. يتشكل العيب الخلالي عندما تحتل ذرة إضافية موقعًا بين مواقع الشبكة الطبيعية. ينشأ عيب Frenkel عندما يكون العيب الخلالي والفراغ متجاورين.

قد تنتج الاضطرابات، وهي عيوب هندسية في الشبكة، عن عملية سحب البلورة. خلالرقاقةفي التصنيع، ترتبط الاضطرابات بالإجهاد الميكانيكي المفرط، مثل التسخين أو التبريد غير المتساوي، أو انتشار المادة الشائبة في الشبكة، أو ترسب الفيلم، أو القوى الخارجية من الملقط. يعرض الشكل 6 أمثلة لاثنين من عيوب الخلع.

الشكل 6: مخطط خلع كريستال السيليكون

يجب أن تكون كثافة العيوب والاضطرابات على سطح الرقاقة في حدها الأدنى، حيث يتم تصنيع الترانزستورات والمكونات الإلكترونية الدقيقة الأخرى على هذا السطح. يمكن للعيوب السطحية في السيليكون أن تبعثر الإلكترونات، مما يزيد من المقاومة ويؤثر على أداء المكونات. عيوب فيرقاقةالسطح يقلل من إنتاجية رقائق الدوائر المتكاملة. ولكل عيب بعض روابط السليكون المتدلية، التي تحبس ذرات الشوائب وتمنع حركتها. يتم إنشاء العيوب المتعمدة على الجانب الخلفي للرقاقة لالتقاط الملوثات داخلرقاقة، مما يمنع هذه الشوائب المتنقلة من التأثير على التشغيل العادي للمكونات الإلكترونية الدقيقة. **

نحن في Semicorex نقوم بتصنيع وتوريدرقائق السيليكون أحادية البلورية و أنواع أخرى من الرقائقالمطبقة في تصنيع أشباه الموصلات، إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

هاتف الاتصال: +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com