Variation of the silicon optical parameters after rapid heat treatment

Victor M. Anishchik; Valiantzina A. Harushka; Uladzimir A. Pilipenka; Vladimir V. Ponariadov; Vitali A. Saladukha; Anna A. Omelchenko Omelchenko

doi:10.33581/2520-2243-2021-3-81-85

Авторы

Виктор Михайлович Анищик Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
Валентина Алексеевна Горушко «Интеграл» – управляющая компания холдинга «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь
Владимир Александрович Пилипенко Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь; «Интеграл» – управляющая компания холдинга «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь
Владимир Васильевич Понарядов Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
Виталий Александрович Солодуха «Интеграл» – управляющая компания холдинга «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь
Анна Александровна Омельченко «Интеграл» – управляющая компания холдинга «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь

Ключевые слова:

быстрая термическая обработка, коэффициент поглощения, коэффициент преломления, твердофазная рекристаллизация

Аннотация

Приведены результаты исследования влияния быстрой термической обработки на оптические характеристики кремния в области Г-точки зоны Бриллюэна в зависимости от типа проводимости кремниевых пластин, уровня их легирования, ковалентного радиуса легирующих примесей, а также кристаллографической ориентации поверхности пластины. Коэффициенты преломления и поглощения исходных образцов КДБ-12 ориентации <100>, КДБ-10 ориентации <111>, КДБ-0,005 ориентации <100> и КЭС-0,015 ориентации <100>, имеющих диаметр 100 мм и прошедших стандартную химико-механическую полировку, измерялись до и после быстрой термической обработки на эллипсометре Uvisel 2 (Horiba Scientific, Франция) в спектральном диапазоне 0,6–6,0 эВ (200–2100 нм). Угол падения светового пучка на образец составлял 70°. Показано, что изменение оптических характеристик поверхности кремния в спектральной области расположения Г-точки зоны Бриллюэна после проведения быстрой термической обработки обусловлено снижением поверхностного деформационного потенциала за счет твердофазной рекристаллизации механически нарушенного слоя. Установлено, что быстрая термическая обработка образцов кремния с высокой концентрацией бора приводит к более cущественному уменьшению коэффициентов преломления и поглощения, чем у образцов кремния с низкой его концентрацией, вследствие обеднения бором приповерхностной области кремния в результате диффузионных процессов на границе кремний – двуокись кремния.

Биографии авторов

Виктор Михайлович Анищик, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук, профессор; профессор кафедры физики твердого тела физического факультета
Валентина Алексеевна Горушко, «Интеграл» – управляющая компания холдинга «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь

ведущий инженер государственного центра «Белмикроанализ» филиала НТЦ «Белмикросистемы»
Владимир Александрович Пилипенко, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь; «Интеграл» – управляющая компания холдинга «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь

член-корреспондент НАН Беларуси, доктор технических наук, профессор; профессор кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета Белорусского государственного университета; заместитель директора по научному развитию государственного центра «Белмикроанализ» филиала НТЦ «Белмикросистемы», «Интеграл» – управляющая компания холдинга «Интеграл»
Владимир Васильевич Понарядов, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук, доцент; заведующий учебной лабораторией кафедры физики твердого тела физического факультета
Виталий Александрович Солодуха, «Интеграл» – управляющая компания холдинга «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь

доктор технических наук; генеральный директор
Анна Александровна Омельченко, «Интеграл» – управляющая компания холдинга «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь

инженер 1-й категории государственного центра «Белмикроанализ» филиала НТЦ «Белмикросистемы»

Библиографические ссылки

Nalivaiko OYu, Saladukha VA, Pilipenka UA, Kolos VV, Belous AI, Lipinskaya TI, et al. Bazovye tekhnologicheskie protsessy izgotovleniya poluprovodnikovykh priborov i integral’nykh mikroskhem na kremnii. Tom 1 [Basic technological processes of fabrication of semiconductor devices and integrated circuits on silicon. Volume 1]. Turtsevich AS, editor. Minsk: Integralpoligraf; 2013. 703 p. Russian.
Sze SM, editor. VLSI technology. New York: McGraw-Hill Book Company; 1983. 654 p. Russian edition: Pirs K, Adams A, Kats L, Tsai D, Seidel T, Makgillis D. Tekhnologiya SBIS. Kniga 1. Sze S, editor; Zverolovlev VM, Leikin VN, Petrov VB, Eidel’man BL, translators. Moscow: Mir; 1986. 404 p.