第二組八英寸直拉單晶棒缺陷檢測(cè)

八英寸直拉單晶棒缺陷檢測(cè)指導(dǎo)老師：張東第二組成員：陳濤、藺興蓮、鐘宇健、李川、方利匯報(bào)日期：2013年10月21日目錄1、金屬、半導(dǎo)體腐蝕分類2、電化學(xué)腐蝕需要具備的條件3、硅在酸、堿溶液中的反應(yīng)4、影響半導(dǎo)體單晶電化學(xué)腐蝕速率的因素5、半導(dǎo)體晶體缺陷的分類金屬、半導(dǎo)體腐蝕分類（一）化學(xué)腐蝕：高溫下，（1200℃）在腐蝕性氣體中受到的腐蝕。

Si+4HCl→SiCl4+2H2（二）電化學(xué)腐蝕：在電解質(zhì)水溶液中受到的腐蝕。有外加電源——電化學(xué)腐蝕無(wú)外加電源——電解腐蝕半導(dǎo)體硅在酸堿中所受到的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕需要具備的條件1、被腐蝕的導(dǎo)體各部分或區(qū)域之間存在電位差，構(gòu)成正負(fù)級(jí)。電級(jí)低的是負(fù)極，受到腐蝕溶解；電極高的是正極。2、具有不同電極電位的半導(dǎo)體各部分要相互接觸。3、半導(dǎo)體電極電位的不同部分處于相互連通的電解質(zhì)溶液中，以構(gòu)成微電池。硅在酸、堿溶液中的反應(yīng)酸性條件下電化學(xué)反應(yīng)：（HNO3）

負(fù)極反應(yīng)：Si+2H2O+2p→SiO2+4H++2e

+6HF

→H2SiF6+2H2O

HF的作用：就在于促進(jìn)負(fù)極反應(yīng)的進(jìn)行，使負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物SiO2溶解掉。不然所生成的SiO2就會(huì)阻礙硅與H2O的電極反應(yīng)。

正極反應(yīng)：

HNO3+3H+→NO↑+2H2O+3p

HNO3氧化劑，易被H+還原

電極總反應(yīng)：

3Si+4HNO3+18HF→3H2SiF6+4NO↑+8H2O硅在酸、堿溶液中的反應(yīng)堿性電化學(xué)反應(yīng)：(HF)負(fù)極反應(yīng)

Si+6OH-→SiO32-+3H2O+4e硅原子與OH-離子反應(yīng)生成SiO32-離子，同時(shí)放出電子。正極反應(yīng)：

2H++2e→H2↑總反應(yīng)：

Si+6OH-+4H+=SiO32-+3H2O+2H2↑

堿性溶液中H+離子濃度極少，但又只能依靠這些極微量的H+離子的放電構(gòu)成正極反應(yīng)。影響半導(dǎo)體單晶電化學(xué)腐蝕速率的因素1、腐蝕液的成分(最大)在純HF(HNO3)中加入一滴HNO3(HF)可以大大提高腐蝕速率2、電極電位硅單晶在不同腐蝕液中，P型硅的電極電位比N型硅的高。電極電位高的構(gòu)成正極，不受腐蝕。(P型硅）3、緩沖劑的影響電離反應(yīng)為：CH3COOH＝CH3COO-+H+影響半導(dǎo)體單晶電化學(xué)腐蝕速率的因素4.腐蝕處理的溫度和攪拌的影響腐蝕處理溫度越高，腐蝕速度越快。但有時(shí)為了改善腐蝕表面質(zhì)量而希望腐蝕處理溫度低一點(diǎn)。攪拌可以改善腐蝕液的擇優(yōu)性質(zhì)。采用超聲處理，加快氣體析出，改善腐蝕表面質(zhì)量。5、光照的影響光照——激發(fā)電子和空穴對(duì)——載流子濃度增加電子和空穴正是電極反應(yīng)所需要的，有利于微電池腐蝕快速腐蝕時(shí)（化學(xué)拋光），一般不受光照影響慢速腐蝕時(shí)，影響較大。半導(dǎo)體晶體缺陷一、微觀缺陷（點(diǎn)、線、面、體缺陷）1、點(diǎn)缺陷(1)空位由于熱運(yùn)動(dòng)或輻照離開(kāi)其平衡位置跑到晶格的空隙中或晶體的表面，從而在原子點(diǎn)陣上留下了空位。(2)填隙原子晶格空隙處的多余原子(3)絡(luò)合體這是空位和雜質(zhì)原子相結(jié)合成的復(fù)合體。例如，硅中空穴與磷原子相結(jié)合形成空位-磷原子是空位與雜質(zhì)原子相結(jié)合而形對(duì)(稱為E中心)，與氧原子相結(jié)合形成空位-氧原子對(duì)(稱為A中心)等。4)外來(lái)原子半導(dǎo)體晶體中還可以出現(xiàn)外來(lái)原子，例如硅中的氧、碳、重金屬雜質(zhì)原子2、線缺陷（刃位錯(cuò)、螺旋位錯(cuò)、位錯(cuò)環(huán))硅單晶位錯(cuò)坑(111)面：三角形坑(100)面：方形坑(110)面：菱形坑半導(dǎo)體晶體缺陷二、宏觀缺陷1.小角度晶界和系屬結(jié)構(gòu)把多晶體晶粒間的界面稱為晶界，單晶中往往存在晶向角度差極小的兩個(gè)區(qū)域，通常稱為亞晶粒。亞晶粒的界面稱為亞晶界，又常常稱為小角度晶界。面缺陷本征層錯(cuò)：a、b、c堆垛次序中某處缺少了b層原子

非本征層錯(cuò)：a、b、c堆垛次序中某處多了一層b層原子2.位錯(cuò)排與星形結(jié)構(gòu)

位錯(cuò)排的位錯(cuò)腐蝕坑是底邊排列在一條直線上，與小角度晶界位錯(cuò)腐蝕坑的排列不同。3.雜質(zhì)析出和夾雜物重?fù)诫s單晶尾部常出現(xiàn)雜質(zhì)析出。這是由于晶體過(guò)冷時(shí)，在某一溫度下雜質(zhì)過(guò)飽和而形成的。

注意事項(xiàng)1、樣品被觀察面必須進(jìn)行化學(xué)拋光2、樣品表面必須保持清潔3、樣品在腐蝕前需浸泡在氟化氫中4、腐蝕時(shí)應(yīng)不斷的搖晃5、腐蝕完后的樣品應(yīng)放在清水