Способ выявления микродефектов в монокристалическом кремнии Советский патент 1977 года по МПК H01L21/306 

Изобретение относится к способам .выявления микродефектов в монокристаллах полупроводников и может быть использовано при исследовании структурного совершенства монокристаллов, а также при контроле параметров готовой продукции на предприятиях и в организациях, занимающихся производством кремниевых монокристаллов.

В полупроводниковой промышленности требуются кремниевые бездислокационные монокристаллы, не содержащие микродефектов типа кластеров из-за отрицательного влияния кластеров на электрические и другие характеристики полупроводниковых приборов.

Известно несколько способов выявления микродефектов путем травления кристаллов в смеси плавиковой кислотыи раствора хромового ангидрида в воде, отличающихся некоторы.м изменением объемов составных частей этих компонентов.

Известен метод выявления ямок травления в монокристаллах германия с применением смеси азотной фтористоводородной и уксусной кислот с предварительным травлением в этом растворе кусочков германия до образования пузырьков газа 1. Полученный раствор используется для выявления ямок травления.

Известен способ выявления микродефектов в монокристаллическом кремнии, включающий химическую обработку образцов в закрытом объеме и подогретом растворе, содержащем фтористоводородную кислоту и водный раствор хромового ангидрида с концентрацией СгОз (250-300) г/л, взятых в соотношении

Однако при этом способе выявляются линии ямки травления, соответствующие крупным дефектам; и не выявляются ямки травления, соответствующие более мелким, отличающимся от крупных по размерам на один - два порядка.

Целью изобретения является повышение чувствительности и избирательности при выявлении .микродефектов.

Достигается это тем, что образцы кремния предварительно обрабатывают в течение 3- 5 мин в кипящем 20-40%-ном растворе гидрата окиси щелочного металла.

Вырезанные образцы по плоскости (111), (115) или (112) травят в кипящем растворе 20%-ном КОН (или 20/о-ном NaOH) в течение 3-5 мин, после чего щлифуют порошком карбида кремния М -28 и химически полируют в раствъре НР:НМОз:СНзСООН (3:6:2 пообъему).

После промывания образцов в воде их погружают в травитель, состоящий из

3об. ч. фтористоводородной кислоты,

4об. ч. раствора хромового ангидрида в воде (при концентрации хромового ангидрида в воде 250-300 г/л) и травят при 70° С в течение 10- 15 МИН.

Выя:.лонные таким способом дефекты типа кластеров располагаются по полосам роста, что дает возможность определить форму фронта кристаллизации.

Предлагаемый способ выявления .микродефектов опробован на бездислокационных кристаллах кремния, выращенных бестигельной зонной плавкой по Чохральскому, а также гарниссажной плавкой.

Этот способ по сравнению с известными способами выявления микродефектов с помощью селективного травления обладает более высокой избирательностью и размещающей способностью; по сравнению с трансмиссионной электронной микроскопией и декорированием медью предлагаемый способ прост в реализации и не требует специального оборудования, в связи с чем может быть без существенных затрат внедрен в производство:

дает возможность визуального наблюдения макрокартин распределения микродефектов в .монокристаллах кремния.

Формула изобретения

Способ выявления микродефектов в монокристаллическо.м кремнии, включающий химическую обработку образцов в закрытом объеме и подогретом растворе, содержащем фтористоводородную кислоту и водный раствор хромового ангидрида с концентрацией Сг,Оз (250- 300) г/л, взятых в соотнощении 3:4, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности и избирательности при выявлении микродефектов, образцы кремния предварительно обрабатывают в течение 3-5 мин в кипящем 20 -40%-ном растворе гидрата окиси щелочного металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент Японии № 48-33556. 1973.

2.Инструкция И - 48 4-4-74., Институт «Гиредмет.