DE1498814A1 - Verfahren zur Bestimmung der Guete der Struktur von Einkristallen durch lichtoptische Registrierung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bestimmung der Giite der Struktur von Einkristallen durch lichtoptische Registrierung.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Güte der Struktur von Einkristallen, insbesondere Halbleiter-Einkristallen, durch den lichtoptischen Nachweis von Versetzungen.
• An die chemische Reinheit und Kristallperfektion von Einkristallen der Halbleitertechnik werden besonders hohe Anforderungen gewillt. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß jeder Realkristall eine große Anzahl von Strukturdefekten enthält, welche einen entscheidenden Einfluß auf bedeutende Haibleit ereigenschaften haben, wie z.B. die elektrische teitfähigkeit und die lebensdauer der Minoritätsträger. Infolgedessen ist der Nachweis solcher Strukturdefekte für die Herstellung von Halbleitereinkristallen und deren Verarbeitung zu Halbleiterbauelementen von großer Bedeutung. Auch bei ei Metalleinkristallen werden die mechanischen Eigenschaften erheblich durch Strukturdefekte beeinflußt, beispielsweise in bezug auf Ermüdungserscheinungen.
• Neben röntgenographischen Methoden haben insbesondere mikroskopische Verfahren zum Nachweis von Strukturdefekten Bedeutung erlangt. Für letztere Methode ist typisch, daß die Strukturdefekte entwickelt werden müssen. Dies geschieht dadurch, daß die Durchstoßpunkte von Versetzungen durch die Kristalloberfläche mittels deren besonderer Behandlung, insbesondere mit HilSe von Ätzmitteln, sichtbar gemacht werden. Diese Durchstoßpunkte - "etch-pits" - lassen sich sodann unter dem Mikroskop, bezogen auf eine Einheitsfläche, auszählen und ergeben für die jeweils untersuchte Stelle die "etch-pits"-Dichte und mit dieser ein Maß ftfr die hier vorliegende Kristallstruktur. An mehreren Stellen der Oberfläche eines Kristalles vorgenommene derartige Untersuchungen führen dann zu einer mittleren "etch-pits"-Dichte.
• Bei Strukturnt ersuchungen zeigte es sich, daß die alleinige Angabe einer solchen mittleren "etch-pits"-Dichte nicht zur Chrakterisierung der tatsächlichen Struktur von Kristallen, insbesondere von G@rmanium- und Silizium-Einkristallen, ausreicht und daß die so ermittelten Daten, vor allem wegen der oft vorliegenden inhomogenen Verteilung, nur bedingt miteinander vergleichbar sind.
• Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren, welches vergleichbare Aussagen über die struktur von Einkristallen, insbesondere von Germanium- und Silizium-Einkristallen, gewährleistet und die Möglichkeit betet, Kristalle mit unzulässig hohen "etch-pits"-Dichten und inhomogenen Verteilungen für die weitere Verarbeitung auszuscheiden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch definierte Rgistrierbedingungen gelöst, indem zur Ermfttelung einer vergleichbaren Dichte der "etch-pits" und ihrer Verteilung die Auszählungen an bestimmten Punkten von mindestens zwei radial in der Querschnittsfläche des Eristalles gelegenen Foordinaten vorgenommen und die Ergebnisse in einer lichtoptischen Darstellung des Kristallquerschnittes den Koordinatenpunkten zugeordnet werden. Es ist zu empfehlen, sich hierbei einer vergrößerten photographischen, mit den Koordinaten versehenen Abbildung der Kristallfläche zu bedienen, auf welcher vor der aufnahme Cer Koordinatenschnittpunkt und die Steller an welcher eine der Koordinaten den Rand der Querschnittsfläche schneidet, bekennzeichnet worden Waren. Die koordinaten sind zweckmäßig unter einem rechten Winkel zueinander anzulegen, damit die bei Mikroskopen vorherrschende Verschiebung des Obåekttisches für die Anvisierung der einzelnen Meßpunkte ausgenutzt werden liann, Da die Messungen immer nach demselben System vorgenommen werden, ergeben die an den Meßpunkten ermittelten "etch-pi-ts "-Dich-t;en eine für alle untersuchten Kristallquerschnitte vergleichbare mittlere "etch-pits"-Dichte. Aus den einzelnen Meßwerten lassen sich Schlüsse auf die Homogenität der Verteilung der "etch-pits" über den ganzen Kristallquerschnitt oder Teile von diesem ziehen.
• Infolgedessen bietet das Verfahren die Möglichkeit, den einfluß der Kristallzüchtungsbedingungen besser als bisher zu kontrollieren und diese Bedingungen zu ändern. Für den Einsatz der sris-tallle bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen läßt sich eine definierte Kristallauswahl treffen. Letztere ist eine wesentliche Voraussetzung B. für die Erarbeitung optimaler Legierungsbedingungen mit dem Ziel einer typenberechten Fertigung von Halbleierbauelementen.
• Pat entansrrüche: 1. Verfahren zur Bestimmung der Güte der Struktur von Einkristallen durch lichtortische Registrierung der "etch-pits", d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auszählungen an bestimmten Punkten von mindestens zwei radial in der Querschnittsfläche des Kristalles gelegenen Koordinaten vorgenommen und die Ergebnisse in einer lichtoptischen Darstellung des Kristallquerschnittes den Koordinatenpunkten zugeordnet werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergebnisse in eine vergrößerte photographische, mit den Koordinaten versehene Abbildung der untersuchten Irristallfläche eingetragen werden.

   3. Verfahren nach anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch rechtwinklig zueinander angeordnete Koordinaten.