МИКРОДЕФЕКТЫ это:

МИКРОДЕФЕКТЫ
МИКРОДЕФЕКТЫ
МИКРОДЕФЕ́КТЫ в полупроводниках (см. ПОЛУПРОВОДНИКИ), любые локальные нарушения периодичности кристаллической структуры размером от сотых долей до нескольких десятков мкм, выявляемые с помощью прямых методов наблюдения (оптических или дифракционных). Для изучения особенностей распределения, природы и закономерностей образования микродефектов в кристаллах используют методы избирательного химического травления, рентгеновской топографии, просвечивающей и растровой электронной микроскопии. Термин «микродефекты» используется для сохранения общности явления при выявлении и исследовании дефектов структуры такого типа. Природа микродефектов в конкретных случаях может различаться и далеко не всегда установлена.
Наиболее полно микродефекты изучены в кристаллах кремния и арсенида галлия, так как именно эти полупроводники являются основными материалами электронной техники. Присутствие микродефектов в кристалле влияет на рабочие характеристики изготавливаемых из них приборов.
Микродефекты в кристаллах кремния.
Систематическое исследование характера распределения, природы и закономерностей образования микродефектов в кремнии началось с середины 60-х гг. На основе результатов выявления микродефектов с помощью избирательного химического травления и на рентгеновских топограммах декорированных медью или литием образцов бездислокационного кремния были выявлены два типа дефектов: А – (более крупные) и В-дефекты (более мелкие), с характерным слоистым распределением в объеме слитка. Картина распределения микродефектов А-типа в поперечном сечении кристалла обычно имеет вид спирали, поэтому ее называют swirl-картиной, а дефекты — «свирл-дефектами» (от англ. swirl — воронка, спираль). Свирл-распределение дефектов выявляется и в кристаллах выращенных по методу Чохральского, и в кристаллах, полученных методом зонной плавки, независимо от их кристаллографической ориентации. Установлено, что микродефекты А-типа представляют собой отдельные дислокационные петли внедренного типа или их скопления размером (1—10) мкм. Их объемная концентрация может достигать 107-109 см-3. Предполагается, что дефекты В-типа представляют собой кластеры междоузельных точечных дефектов. Такие кластеры имеют диаметр 0.01—0.1 мкм, а их концентрация может достигать 107-1011 см-3. Позднее были обнаружены еще два типа микродефектов: С- и D-дефекты. Микродефекты С- и D-типа имеют размеры менее 0.01 мкм, и их концентрация может превышать 109 см-3. Принципиального морфологического различия между ними не обнаружено. Природа С- и D-дефектов пока окончательно не расшифрована, предполагается , что D-дефекты представляют собой вакансионные поры или кластеры вакансионного типа.
Основную роль в образовании ростовых микродефектов в выращиваемых кристаллах кремния играют собственные точечные дефекты (см. ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ)— вакансии и междоузельные атомы. В процессе выращивания в объеме кристалла образуются пересыщенные твердые растворы собственных точечных дефектов, которые во время посткристаллизационного охлаждения распадаются с образованием специфических агрегатов микронных и субмикронных размеров, получивших название микродефекты. Другим источником ростовых точечных дефектов или примесей, образующих микродефекты, является кислород, концентрация которого достаточна для образования в процессе посткристаллизационного охлаждения пересыщенного твердого раствора, а также углерод, концентрация которого влияет на объемную плотность дефектов С-типа. Примеси, как фоновые, так и легирующие, могут являться центрами гетерогенного зарождения микродефектов.
В бездислокационных монокристаллах кремния методом малоуглового рассеяния света обнаружены «примесные облака», представляющие собой локальные примесные скопления размером до 10 мкм, слабо деформирующие кристаллическую решетку. Примесные облака не обнаруживаются с помощью прямых дифракционных методов.
Существенную роль в образовании микродефектов играют процессы, происходящие при термообработке бездислокационных кристаллов на различных стадиях изготовления приборов. В процессе таких термообработок может продолжаться развитие «ростовых» и образование новых микродефектов, обусловленное распадом пересыщенного собственными точечными дефектами твердого раствора и коалесценцией микродефектов. Возможен также процесс их растворения в результате ухода собственных точечных дефектов или примесей, образующих микродефекты, на поверхность кристалла (пластины).
Микродефекты в кристаллах полупроводниковых соединений
При избирательном химическом травлении в кристаллах полупроводниковых соединений, как легированных, так и нелегированных, выявляются мелкие недислокационные ямки (редко — бугорки), обусловленные наличием характерных микродефектов в объеме кристалла. Плотность и размер этих дефектов, вероятность их образования и характер распределения закономерно изменяются при увеличении уровня легирования и зависят от условий выращивания кристалла. В бездислокационных сильно легированных донорными примесями кристаллах соединений АIIIВV часто наблюдается типичная свирл-картина, характерная для бездислокационного кремния.
Наиболее подробно микродефекты исследованы в выращенных и термообработанных кристаллах арсенида галлия, легированных донорными примесями, с использованием методов избирательного химического травления и просвечивающей электронной микроскопии. Микродефекты, выявляемые по ямкам травления, наблюдались в объемных кристаллах арсенида индия, фосфидов галлия и индия, антимонида галлия.
Согласно результатам электронно-микроскопического исследования, основными типами микродефектов в сильно легированных кристаллах соединений АIIIВV являются:
- относительно крупные (размером 0,1 – 1 мкм) дефекты упаковки, как однослойные, так и многослойные;
- мелкие (размером от нескольких единиц до десятков нанометров) призматические дислокационные петли;
- мелкие частицы выделений, расположенные обычно в площади дефекта упаковки или на дислокационной петле.
В нелегированных кристаллах арсенида галлия выявлены два типа микродефектов: в матрице и на дислокациях. Образование микродефектов в матрице кристалла связывают с процессами распада пересыщенного твердого раствора галлия в арсениде галлия, микродефекты на дислокациях идентифицированы как выделения гексагонального мышьяка.
Практически во всех случаях определяющую роль в образовании микродефектов в кристаллах полупроводников играют собственные точечные дефекты. Эта закономерность наблюдается как в случае кремния, так и для кристаллов полупроводниковых соединений.

Энциклопедический словарь. 2009.

Смотреть что такое "МИКРОДЕФЕКТЫ" в других словарях:

  • ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ — (простые полупроводники), химические элементы, простые вещества которых проявляют полупроводниковые свойства (см. ПОЛУПРОВОДНИКИ). Полупроводниковые свойства проявляют 12 химических элементов, находящихся в средней части Периодической системы Д.… …   Энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОННО-ЗОНДОВЫЕ МЕТОДЫ — физ. методы исследования и локального анализа пов сти твердых тел с помощью пучка сфокусированных электронов (зонда). Пучки электронов получают с помощью электронной пушки вакуумного устройства, обычно диода, в к ром электроны вылетают из катода… …   Химическая энциклопедия

  • дефекты — в кристаллах, нарушения строгой периодичности расположения частиц в кристаллической решётке. Различают точечные дефекты (вакансии, межузельные атомы), одномерные (дислокации) и двумерные (поверхности, границы кристаллических зёрен и двойников).… …   Энциклопедический словарь

  • кристаллофизика — область физики твёрдого тела, в которой изучаются физические свойства кристаллов, их зависимость от атомно кристаллической структуры и изменение этих свойств под влиянием внешних воздействий. * * * КРИСТАЛЛОФИЗИКА КРИСТАЛЛОФИЗИКА, раздел… …   Энциклопедический словарь

  • полупроводниковые материалы — полупроводники, применяемые для изготовления электронных приборов и устройств. Используют главным образом кристаллические полупроводниковые материалы (например, легированные монокристаллы кремния или германия, химические соединения некоторых… …   Энциклопедический словарь

  • термическая обработка — совокупность операций теплового воздействия на материалы (главным образом металлы и сплавы) с целью изменения структуры и свойств в нужном направлении. Основные виды термической обработки: закалка, отпуск, отжиг, нормализация, старение… …   Энциклопедический словарь

  • ИНДИЯ ФОСФИД — ИНДИЯ ФОСФИД, InP, монокристаллический полупроводниковый материал, относящийся к классу соединений AIIIBV. Монокристаллы фосфида индия имеют наибольшие перспективы широкого промышленного производства и применения после арсенида галлия (см. ГАЛЛИЯ …   Энциклопедический словарь

  • МЕТОДЫ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ — МЕТОДЫ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ, технологическая реализация процесса кристаллизации с целью получения монокристаллов и пленок различных веществ. В промышленности и исследовательских лабораториях кристаллы выращивают из паров, растворов, расплавов,… …   Энциклопедический словарь

  • Дефект — [defect] 1. Отклонение от предусмотренного техническими условиями качества готового металлоизделия или полупродукта, частично или полностью нарушенная совокупность свойств изделия данного вида (химический состав, структура, сплошность и др.),… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • ДЕФЕКТ — [defect] 1. Отклонение от предусмотренного техническими условиями качества готового металлоизделия или полупродукта, частично или полностью нарушающего совокупность свойств изделия данного вида (хим. состав, структура, сплошность и др.), которыми …   Металлургический словарь


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»