Распределение дефектов в тонких полупроводниковых пластинах при низкотемпературной деформации

Abstract

Приведены зависимости напряжений в области действия сосредоточенной силы при трехопорном изгибе тонкой полупроводниковой пластины Ge. При выбранных размерах и условиях деформирования превышение напряжений в образце вблизи концентратора существенно на глубине до 25 μm и на расстоянии от него < 1.2 mm вдоль поверхности. Полученное методом структурного анализа распределение дефектов в приповерхностном слое качественно согласуется с результатами электрических измерений времени жизни τ неосновных носителей заряда. Использованный зондовый метод измерения τ может быть рекомендован для контроля степени дефектности на малых фрагментах интегральных схем (ИС).

Наведенно залежності напружень в області зосередженої сили при триопорному згинанні тонкої напівпровідникової пластини Ge. При вибраних розмірах та умовах деформування перевищення напружень у зразку поблизу концентратора істотне на глибині до 25 μm і на відстані від нього < 1.2 mm уздовж поверхні. Отриманий за методом структурного аналізу розподіл дефектів якісно узгоджується з результатами електричних вимірювань часу життя τ неосновних носіїв заряду. Використаний зондовий метод вимірювань τ може бути рекомендованим для контролю міри дефектності на малих фрагментах інтегральних схем (ІС).

This paper shows the possibility of evaluation of the degree of imperfection of the Ge plate in a complex stress-strain state by measuring the lifetime of minority carriers τ. The plates of monocrystalline Ge of n- and p-type in the form of 0.8 × 4 × 17 mm in size oriented along the [111], [112] and [110] directions were tested. Deformation was performed by three-point bend at σm = 80 MPa for 24 h. The temperature of the sample during experiment did not exceed 310 K. The focus was on evaluation of the degree of imperfection near the supports (stress concentrators) of the deformed plate. The distribution of the total stress σ near the point of force application was found with account of the effect of normal σx and horizontal σy components of the radial pressure. It is noted that at the chosen conditions, the excess of deformation stresses in the Ge crystal in area of the supports is substantial at the depth up to 25 μm and the distance of < 1.2 mm along the surface of the support. The performed theoretical calculations of stresses are in qualitative agreement with the distribution of the introduced structural defects in the surface layer and the electrical measurements of the structure-sensitive properties of the defect layer. The used probe method for measuring τ allows a high level of local measurements and can be recommended for the control of the degree of imperfection in small fragments of integrated circuits in a production environment.