第二組八英寸直拉單晶棒缺陷檢測

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

Si+4HCl→SiCl4+2H2（二）電化學腐蝕：在電解質(zhì)水溶液中受到的腐蝕。有外加電源——電化學腐蝕無外加電源——電解腐蝕半導體硅在酸堿中所受到的腐蝕屬于電化學腐蝕電化學腐蝕需要具備的條件1、被腐蝕的導體各部分或區(qū)域之間存在電位差，構(gòu)成正負級。電級低的是負極，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體各部分要相互接觸。3、半導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)酸性條件下電化學反應(yīng)：（HNO3）

負極反應(yīng)：Si+2H2O+2p→SiO2+4H++2e

+6HF

→H2SiF6+2H2O

HF的作用：就在于促進負極反應(yīng)的進行，使負極反應(yīng)產(chǎn)物SiO2溶解掉。不然所生成的SiO2就會阻礙硅與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)堿性電化學反應(yīng)：(HF)負極反應(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)。影響半導體單晶電化學腐蝕速率的因素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+影響半導體單晶電化學腐蝕速率的因素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。但有時為了改善腐蝕表面質(zhì)量而希望腐蝕處理溫度低一點。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——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（化學拋光），一般不受光照影響慢速腐蝕時，影響較大。半導體晶體缺陷一、微觀缺陷（點、線、面、體缺陷）1、點缺陷(1)空位由于熱運動或輻照離開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(稱為E中心)，與氧原子相結(jié)合形成空位-氧原子對(稱為A中心)等。4)外來原子半導體晶體中還可以出現(xiàn)外來原子，例如硅中的氧、碳、重金屬雜質(zhì)原子2、線缺陷（刃位錯、螺旋位錯、位錯環(huán))硅單晶位錯坑(111)面：三角形坑(100)面：方形坑(110)面：菱形坑半導體晶體缺陷二、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：a、b、c堆垛次序中某處缺少了b層原子

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

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

注意事項1、樣品被觀察面必須進行化學拋光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、腐蝕時應(yīng)不斷的搖晃5、腐蝕完后的樣品應(yīng)放在清水