Подготовительные операции. Геттерирование

Эффективным способом устранения вредного влияния фоновых примесей в объёме полупроводникового материала является создание различного рода стоков для точечных дефектов (собственных и примесных), которые оттягивали бы их на себя. Эти способы называют геттерированием, а сами стоки — геттерами («поглотителями»).

При всём разнообразии способов геттерирования в основе своей они имеют создание условий для направленной диффузии неконтролируемых примесей к геттерам, играющим роль стоков. Одной из причин такой направленной диффузии может быть наличие поля упругих напряжений (в макро- или микрообъёмах).

Геттеры можно создавать как на рабочей, так и на нерабочей поверхности полупроводниковой пластины, а также вводить их в объём подложки. В одном случае геттерирующий поверхностный слой образуют созданием в нём стоков в виде дислокаций и микротрещин, в другом — геттеры создаются в глубине от рабочей поверхности подложки. Для кремния эффективную роль такого геттера в глубине могут играть выделения кислородсодержащих фаз (преципитатов) и дефекты упаковки.

В настоящее время широко исследуется возможность применения лазерного излучения для создания областей, генерирующих точечные дефекты. В США запатентован метод генерирования быстро-диффундирующих примесей, в котором для создания нарушенного слоя используется излучение лазера, работающего в импульсном режиме. Сфокусированный луч лазера сканируется по нерабочей стороне пластины, образуя ряды мелких (глубиной 5–15 мкм) лунок диаметром 45–60 мкм с изменённой морфологией поверхности, что обусловлено частичным плавлением полупроводникового материала и его кристаллизацией в неравновесных условиях. Степень нарушения кристаллической структуры полупроводника регулируется путём изменения размеров лунок и степени их перекрытая. Последующая термообработка при температуре 973–1523 K приводит к формированию сетки дислокаций, декорированных диффундирующими примесями.