CS231897B1 - Způsob kontroly úrovně znečištění polovodičových desek - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu kontroly úrovně znečištění polovodičových desek.

V průběhu technologického procesu výroby vysokonapěťových výkonových polovodičových součástek dochází často ke znečištění polovodičových desek hlubokými příměsemi. z příměsí, které se nejčastěji uplatňují a které mají výrazně negativní dopad na finální parametry součástek, jsou na předním místě zlato, platina a některé těžké kovy, např. železo, měň.

Jestliže v průběhu vysokoteplotních operací, např. difúzí mělkých příměsí, jako je hliník, bor, galium apod., nebo při oxidacích, probíhajících při vysokých teplotách, dochází ke kontaminaci křemenných aparatur uvedenými nečistotami, vytvářejí se v objemu polovodičových desek mikrodefekty, různé typy poruch, snižuje se kritická intenzita elektrického pole a hodnoty průrazného napětí. Sadu těchto poruch nelze následující getrací odstranit.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem kontroly úrovně znečištění polovodičových desek podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v průběhu vysokoteplotních operací se do křemenných aparatur jednorázově nebo v pravidelných intervalech vkládají testovací struktury s jedním vysokonapěťovým přechodem PN a s koncentrací hlubokých příměsí nižší než 2.10¹¹ atomů cm”³, potom se testovací struktury zpracují spolu s výrobními dávkami a po skončení vysokoteplotních operací se měří koncentrace hlubokých příměsí v testovacích strukturách např. metodou relaxace kapacity na přechodu PN nebo z doby života nerovnovážných nositelů a v případě, že hodnota koncentrace hlubokých příměsí je vyšší než 2.10 atomů cm ' se křemenná aparatura vyčistí např. žíháním v průtoku plynů nebo leptáním, načež se testování opakuje.

Udržením nízké koncentrace hlubokých příměsí v průběhu vysokoteplotních operací v křemenných aparaturách se podstatně sníží četnost poruch, sníží se pravděpodobnost vzniku precipitátů, zlepší se mechanické vlastnosti, jako je např. pnutí v křemíkových strukturách, a podstatně se zvýší spolehlivost polovodičových součástek.

Příkladem řešení podle vynálezu je kontrola úrovně znečištění polovodičových desek při výrobě středofrekvenčních tyristorů v difúzních pecích, prováděná pomocí testovacích struktur.

Jako testovací struktury jsou použity křemíkové desky o 0 40 mm jednotné tloušťky 350 <um a odporu 60 Π cm s jednostrannou difúzí hliníku pro vyloučení vlivu geometrie a odporu desky na měřenou hodnotu koncentrace.

Testovací struktury se vkládají v pravidelných intervalech, např. po 5ti pracovních dnech, do každé vysokoteplotní křemenné aparatury a po skončení difúze galia se proměří úroveň znečištění.

Měření úrovně znečištění testovacích struktur se provede metodou relaxace kapacity na přechodu PN. Přesahuje-li hodnota koncentrace hlubokých příměsí v testovacích strukturách hodnotu 2.1Ο¹² atomů cm”³, je nutno křemennou aparaturu vyčistit např. žíháním v průtoku dusíku. Potom se celý cyklus testování opakuje.

Claims (1)

1. Způsob kontroly úrovně znečištění polovodičových desek, vyznačený tím, že v průběhu vysokoteplotních operací se do křemenných aparatur jednorázově nebo v pravidelných intervalech vkládají testovací struktury s jedním vysokonapěíovým přechodem PN a s koncentrací hlubokých příměsí nižší než 2.10¹¹ atomů cm^-3, potom se testovací struktury zpracují spolu s výrobními dávkami a po skončení vysokoteplotních operací se měří koncentrace hlubokých příměsí v testovacích strukturách např. metodou relaxace kapacity na přechodu PN nebo z doby života nerovnovážných nositelů a v případě, že hodnota koncentrace hlubokých příměsí je vyšší než 2.10^2 atomů cm^-3, se křemenná aparatura vyčistí např. žíháním v průtoku plynů nebo . leptáním, načež se testování opakuje.