Главная
Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2021, № 5-6, с. 33-40.
DOI: 10.15222/TKEA2021.5-6.33
УДК 621.315.592
Термоміграція довільно орієнтованих рідких лінійних зон Al-Si крізь пластини кремнію (110)
(українською мовою)
Полухін О. С.1, Кравчина В. В.2

Україна, м. Запоріжжя, 1ТОВ «Елемент-Перетворювач», м. Миколаїв, 2Миколаївський політехнічний фаховий коледж.

Проведено пошук умов стабільної міграції лінійних зон крізь кремнієві пластини з орієнтацією (110), дослідження впливу товщини зон, технологічних режимів їх занурення й інших супутніх чинників на стабільність міграції. Проаналізовано причини фасетування лінійних зон і чинники, які дозволяють цього уникнути. Показано, що при виготовленні чипів напівпровідникових структур з великим периметром зі зворотною напругою 2000 В необхідним для створення областей ізоляції в кремнії з орієнтацією, відмінною від (111), є формування ансамблю лінійних зон методом високотемпературного вибіркового примусового змочування, виконання низки вимог до фотошаблону «термоміграція», до процесу занурювання зон за високої температури під час термоміграції. Об’єднання визначених чинників дозволяє проводити стабільну термоміграцію на пластинах кремнію з орієнтацією (110) навіть в стаціонарному полі градієнта температури.

Ключові слова: ізоляція, кристалографічна орієнтація, рідкі лінійні зони Al+Si, силові напівпровідникові прилади, термоміграція, температура.

Дата подання рукопису 29.09 2021
Використані джерела
  1. Лозовский В. Н., Лунин Л. С., Попов В. П. Зонная перекристаллизация градиентом температуры полупроводниковых материалов. Москва, Металлургия, 1987.
  2. Cline H. E., Anthony T. R. Thermomigration of aluminum-rich liquid wires through silicon. J. Appl. Phys., 1975, vol. 47, no 6, pp. 2332-2336.
  3. Полухин А. С. Анализ технологических факторов процесса термомиграции. Силовая электроника, 2013, № 5, с. 118-120.
  4. Кравчина В.В., Полухін О. С. Використання термоміграції в технології силових напівпровідникових приладів. Радіоелектроніка, інформатика, управління, 2018, № 3, c. 16-24.
  5. Лозовский В. Н., Лунин Л. С., Середин Б. М. Особенности легирования кремния методом термомиграции. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники, 2015, т. 18, № 3, с. 179-188.
  6. Лозовский В. Н., Ломов А. А., Середин Б. М. и др. Термомиграционные р-каналы: реальная структура и элект¬рические свойства. Электронная техника. Серия 2. Полу¬провод¬никовые приборы, 2017, вып. 2 (245), c. 29-38
  7. Lu B., Gautier G., Valente D. et al. Etching optimization of post aluminum-silicon thermomigration process residues. Microelectronic Engineering, 2016, vol. 149, p. 97-105. https://dx.doi.org/10.1016/j.mee.2015.10.004
  8. Полухин А.С. Термомиграция неориентированных линейных зон в кремниевых пластинах (100) для производства чипов силовых полупроводниковых приборов. Компоненты и технологии, 2008, №11, c. 97-100.
  9. Chang M., Kennedy R. The application of temperature gradient zone melting to silicon wafer processing. J. Electrochem. Soc., 1981, vol. 128, iss. 10, рр. 2193-2198.
  10. Майстренко В. Г. Исследование кристаллизационных процессов при погружении жидких включений в условиях интенсивного испарения. Межвуз. сб. «Кристаллизация и свойства кристаллов», 1985, с. 72-78.
  11. Morillon B., Dilhac J.-M, Auriel G. et al. Realization of a SCR on an epitaxial substrate using Аl thermomigration. 13th European Solid-State Device Research Conference, 2002, pp. 327-330. https://dx.doi.org/10.1109/ESSDERC.2002.194935
  12. Morillon B. Etude de la thermomigration de l'aluminium dans le silicium pour la realisation industrielle de murs d'isolation dans les composants de puissance bidirectionnels. Rapport LAAS N 02460, 2002.
  13. Chung C. C., Allen M. G. Thermomigration-based junction isolation of bulk silicon MEMS devices. J. Microelectromechanical Systems, 2006, vol. 15, no. 5, p.1131-1138.
  14. Лозовский В. С. Моделирование эволюции межфазных границ при термомиграции жидкой зоны в кристалле методом точечных источников. Автореф. дисс. … канд. тех. наук, Новочеркасск, 2012.
  15. Лунин Л. С., Князев С. Ю., Середин Б. М. и др. Исследование стабильности термомиграции ансамбля линейных зон с помощью трехмерной компьютерной модели, построенной на основе метода точечных источников поля. Вестник Южного научного центра, 2015, т. 11, № 4, с. 9-15.
  16. Полухин А. C. Исследование технологических факторов процесса термомиграции. Силовая электроника, 2009, № 2, c. 90-92.
  17. Горбань А. Н., Кравчина В. В. Анизотропия травления монокристаллического кремния n- и р-типа проводимости с направленными упругими напряжениями. Известия РАН. Серия физическая, 2002, № 7, т. 66, с. 1036-1041.