第二组八英寸直拉单晶棒缺陷检测

八英寸直拉单晶棒缺陷检测指导老师：张东第二组成员：陈涛、蔺兴莲、钟宇健、李川、方利汇报日期：2013年10月21日目录1、金属、半导体腐蚀分类2、电化学腐蚀需要具备的条件3、硅在酸、碱溶液中的反应4、影响半导体单晶电化学腐蚀速率的因素5、半导体晶体缺陷的分类金属、半导体腐蚀分类（一）化学腐蚀：高温下，（1200℃）在腐蚀性气体中受到的腐蚀。

Si+4HCl→SiCl4+2H2（二）电化学腐蚀：在电解质水溶液中受到的腐蚀。有外加电源——电化学腐蚀无外加电源——电解腐蚀半导体硅在酸碱中所受到的腐蚀属于电化学腐蚀电化学腐蚀需要具备的条件1、被腐蚀的导体各部分或区域之间存在电位差，构成正负级。电级低的是负极，受到腐蚀溶解；电极高的是正极。2、具有不同电极电位的半导体各部分要相互接触。3、半导体电极电位的不同部分处于相互连通的电解质溶液中，以构成微电池。硅在酸、碱溶液中的反应酸性条件下电化学反应：（HNO3）

负极反应：Si+2H2O+2p→SiO2+4H++2e

+6HF

→H2SiF6+2H2O

HF的作用：就在于促进负极反应的进行，使负极反应产物SiO2溶解掉。不然所生成的SiO2就会阻碍硅与H2O的电极反应。

正极反应：

HNO3+3H+→NO↑+2H2O+3p

HNO3氧化剂，易被H+还原

电极总反应：

3Si+4HNO3+18HF→3H2SiF6+4NO↑+8H2O硅在酸、碱溶液中的反应碱性电化学反应：(HF)负极反应

Si+6OH-→SiO32-+3H2O+4e硅原子与OH-离子反应生成SiO32-离子，同时放出电子。正极反应：

2H++2e→H2↑总反应：

Si+6OH-+4H+=SiO32-+3H2O+2H2↑

碱性溶液中H+离子浓度极少，但又只能依靠这些极微量的H+离子的放电构成正极反应。影响半导体单晶电化学腐蚀速率的因素1、腐蚀液的成分(最大)在纯HF(HNO3)中加入一滴HNO3(HF)可以大大提高腐蚀速率2、电极电位硅单晶在不同腐蚀液中，P型硅的电极电位比N型硅的高。电极电位高的构成正极，不受腐蚀。(P型硅）3、缓冲剂的影响电离反应为：CH3COOH＝CH3COO-+H+影响半导体单晶电化学腐蚀速率的因素4.腐蚀处理的温度和搅拌的影响腐蚀处理温度越高，腐蚀速度越快。但有时为了改善腐蚀表面质量而希望腐蚀处理温度低一点。搅拌可以改善腐蚀液的择优性质。采用超声处理，加快气体析出，改善腐蚀表面质量。5、光照的影响光照——激发电子和空穴对——载流子浓度增加电子和空穴正是电极反应所需要的，有利于微电池腐蚀快速腐蚀时（化学抛光），一般不受光照影响慢速腐蚀时，影响较大。半导体晶体缺陷一、微观缺陷（点、线、面、体缺陷）1、点缺陷(1)空位由于热运动或辐照离开其平衡位置跑到晶格的空隙中或晶体的表面，从而在原子点阵上留下了空位。(2)填隙原子晶格空隙处的多余原子(3)络合体这是空位和杂质原子相结合成的复合体。例如，硅中空穴与磷原子相结合形成空位-磷原子是空位与杂质原子相结合而形对(称为E中心)，与氧原子相结合形成空位-氧原子对(称为A中心)等。4)外来原子半导体晶体中还可以出现外来原子，例如硅中的氧、碳、重金属杂质原子2、线缺陷（刃位错、螺旋位错、位错环)硅单晶位错坑(111)面：三角形坑(100)面：方形坑(110)面：菱形坑半导体晶体缺陷二、宏观缺陷1.小角度晶界和系属结构把多晶体晶粒间的界面称为晶界，单晶中往往存在晶向角度差极小的两个区域，通常称为亚晶粒。亚晶粒的界面称为亚晶界，又常常称为小角度晶界。面缺陷本征层错：a、b、c堆垛次序中某处缺少了b层原子

非本征层错：a、b、c堆垛次序中某处多了一层b层原子2.位错排与星形结构

位错排的位错腐蚀坑是底边排列在一条直线上，与小角度晶界位错腐蚀坑的排列不同。3.杂质析出和夹杂物重掺杂单晶尾部常出现杂质析出。这是由于晶体过冷时，在某一温度下杂质过饱和而形成的。

注意事项1、样品被观察面必须进行化学抛光2、样品表面必须保持清洁3、样品在腐蚀前需浸泡在氟化氢中4、腐蚀时应不断的摇晃5、腐蚀完后的样品应放在清水