Эпитаксиальные дефекты. 
Основы конструирования и технологии производства радиоэлектронных средств. 
Интегральные схемы

Как правило, плотность кристаллических дефектов в эпитаксиальном слое выше, чем в подложке. В то же время качество структуры слоя зависит от качества подложки и параметров эпитаксиального процесса. Дефекты, прорастающие с подложки, могут быть связаны со свойствами материала подложки и с обработкой поверхности подложки.

На Рис. 11.15 приведены различные виды дефектов, встречающихся в эпитаксиальных слоях:

Рис. 11.15. Внешний вид различного типа дефектов, встречающихся в эпитаксиальных слоях.

• а) схематическое изображение: — линейных (краевых) дислокаций, первоначально присутствующих в подложке и проросшие затем в эпитаксиальный слой 1; - эпитаксиальные дефекты упаковки, зародившиеся на примесных преципитатах на поверхности подложки 2; - примесные преципитаты, возникшие во время роста эпитаксиального слоя 3; - бугорки 4; - дефекты упаковки, образовавшихся в объёме подложки и пересекающие её поверхность, которые проросли в эпитаксиальный слой 5;
• б) фотографии дефектов в реальных подложках: — дислокации, выявленные при обработке в травителе как круглые ямки травления в области линии скольжения на подложке с ориентацией (100)(1); - эпитаксиальные дефекты упаковки на подложке с ориентацией (100) 2; - дислокации, выявленные при обработке в травителе на подложке с ориентацией (111) 3; - бугорки на подложке с ориентацией близкой (111), видимые без травления 4; 6 — эпитаксиальный слой, 7 — подложка.

Откуда видно, что линейные дислокации проростают в эпитаксиальный слой 1. Эпитаксиальные дефекты упаковки зарождаются на примесных преципитатах, описываемые как поверхностные дефекты 2.

Во время роста эпитаксиального слоя (Рис. 11.15) образуются также линии скольжения и примесные преципитаты, вызываемые загрязнениями (3). Линии скольжения, расположенные вдоль плоскостей {111}, возникают в результате релаксации механических напряжений. Образование линии скольжения сопровождаются движением дислокаций. Загрязнение подложки и слоя десорбцией примеси с иодложкодержателя и при использовании пинцета приводит к формированию преципитатов, вызывающих зарождение дефектов при последующих процессах. Бугорки и другие ростовые образования 4 могут быть связаны с условиями проведения процесса или с исходным состоянием поверхности подложки. Дефекты 5, образующиеся перед эпитаксией, могут вызывать дефекты в эпитаксиальном слое.

Дефекты могут быть связаны с качеством подготовки поверхности подложки (Рис. 11.15,6). Количество этих дефектов определяется чистотой и качеством подготовки поверхности подложек, скоростью и температурой роста.

Другой класс эпитаксиальных дефектов — это дислокации несоответствия, возникающие из-за изменения параметра решётки подложки при легировании кремния до больших концентраций. Образующиеся между подложкой и слоем напряжения релаксируются с образованием дислокаций.