danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2018-62-3-347-352dan-528Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESТВЕРДОФАЗНАЯ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИ НАРУШЕННОГО СЛОЯ КРЕМНИЯ ПРИ БЫСТРОЙ ТЕРМООБРАБОТКЕSOLID PHASE RECRYSTALLIZATION OF A MECHANICALLY DISRUPTED SILICON LAYER SUBJECTED TO RAPID THERMAL TREATMENTПилипенкоВ. А.PilipenkoV. A.

Пилипенко  Владимир  Александрович –  член-корреспондент, д-р техн. наук, профессор, заместитель директора. ОАО «Интеграл».

ул. Казинца, д. 121а, 220108, Минск.

Pilipenko Vladimir Aleksandrovich – Corresponding Member, D. Sc. (Engineering), Professor, Deputy Director.

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk.

office@bms.byСолодухаВ. А.SolodukhaV. A.

Солодуха Виталий Александрович– канд. техн. наук, генеральный директор.

ул. Казинца, д. 121а, 220108, Минск.

Solodukha Vitali Aleksandrovich – Ph. D. (Engineering), General Manager.

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk.

VSaladukha@integral.byГорушкоВ. А.GorushkoV. A.

Горушко Валентина Алексеевна– ведущий инженер. 

ул. Казинца, д. 121а, 220108, Минск.

Gorushko  Valiantsina  Alekseevna –  Leading  engineer.

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk.

office@bms.byОмельченкоА. А.OmelchenkoA. A.

Омельченко  Анна  Александровна –  инженер.  

ул. Казинца, д. 121а, 220108, Минск.

Omelchenko  Anna  Aleksandrovna –  Engineer.  

121a, Kazinets Str., 220108, Minsk.

office@bms.byОткрытое акционерное общество «Интеграл».JSC “Integral”.201830062018623347352Copyright © Пилипенко В.А., Солодуха В.А., Горушко В.А., Омельченко А.А., 20182018Пилипенко В.А., Солодуха В.А., Горушко В.А., Омельченко А.А.Pilipenko V.A., Solodukha V.A., Gorushko V.A., Omelchenko A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/528

Состояние поверхности кремниевых пластин является одним из фундаментальных факторов, определяющих качество и надежность интегральных схем. В связи с этим большое внимание уделяется вопросам ее подготов-ки перед процессом их формирования. Одним из возможных путей улучшения поверхностных свойств кремния может явиться его твердофазная рекристаллизация с использованием быстрой термической обработки импульсами секундной длительности. Цель работы заключалась в исследовании влияния быстрой термической обработки на структуру нарушенного слоя поверхности кремниевых пластин после химико-механической полировки. В качестве образцов использо-вались пластины кремния диаметром 100 мм марки КДБ 12 и КЭФ 4,5 ориентации <100>после химико-механической полировки, прошедшие быструю термическую обработку в течение 7 с, что обеспечивало их нагрев до 1100 °С и без обработки. Методами оже-спектроскопии, спектральной эллипсометрии, рентгеновской дифракции показано, что такая обработка приводит к увеличению структурного совершенства поверхностного слоя кремниевых пластин, за счет уменьшения глубины механически нарушенного слоя, обеспечивая получение атомарно-плоской поверхности.

Quality and reliability of integrated circuits to a great extent depend on the surface condition of silicon wafers. In view of this, great attention is paid on the aspects of their preparation prior to their formation. It is of significant interest to study the possibility of applying rapid thermal treatment for solid phase re-crystallization of a mechanically disrupted layer of the wafer working side. The objective of this work was to establish the behavior regularities of a mechanically disrupted layer subjected to rapid thermal treatment with 2 s light pulses. As samples, there were used the silicon wafers with a diameter of 100 mm, grade KDB 12 and KEF 4.5, orientation <100> after chemical-mechanical polishing subjected to rapid thermal treatment during 7 s, which ensured their heating up to 1100 °C and without treatment. The application of the methods of Auger-spectroscopy, spectral ellipsometry, X-ray diffraction made it possible to state that such treatment increases the structural flawlessness of the surface layer of silicon wafers due to a decrease in the mechanically disrupted layer, thus ensuring obtaining the atomic-flat surface.

быстрая термическая обработканарушенный слойкремниевая пластинатвердофазная рекристаллизациякоэффициент преломлениякоэффициент поглощенияrapid thermal treatmentdisrupted layersilicon wafersolid phase re-crystallizationdiffraction ratioabsorption ratioReferencesTong, Q.-Y. Wafer bonding and layer splitting for Microsystems / Q.-Y. Tong, М. Gosele // Adv. Mater. – 1999. – Vol. 11, N 17. – Р. 1409–1425. https://doi.org/10.1002/(sici)1521-4095(199912)11:17%3C1409::aid-adma1409%3E3.0.co;2-wTong Q.-Y., Gosele M. Wafer bonding and layer splitting for Microsystems. Advanced Materials, 1999, vol. 11, no. 17, pp. 1409–1425. https://doi.org/10.1002/(sici)1521-4095(199912)11:17%3C1409::aid-adma1409%3E3.0.co;2-wКрасников, Г. Я. Физико-технологические основы обеспечения качества СБИС / Г. Я. Красников, Н. А. Зайцев – М.: Микрон-принт, 1999. – Ч. 2. – 216 с.Krasnikov G. Ya., Zaitsev N. A. Physical-Technological Fundamentals of Ensuring Quality of VLSI. Part. 2.Moscow, Micron-print Publ., 1999. 216 p. (in Russian).Концевой, Ю. А. Пластичность и прочность полупроводниковых материалов и структур / Ю. А. Концевой, Ю. М. Литвинов, Э. А. Фаттахов – М.: Радио и связь, 1982. – 240 с.Kontsevoy Yu. A., Litvinov Yu. M., Fattakhov E. A. Plasticity and Strength of the Semiconductor Materials and Structures.Moscow, Radio and Communications Publ., 1982. 240 p. (in Russian).Свойства поверхности кремния после лазерной обработки импульсами наносекундной длительности / В. А. Пи-липенко [и др.] // ИФЖ. – 2008. – Т. 81, № 9. – C. 592.Pilipenko V. A., Vecher D. V., Gorushko V. A., Syakerskii V. S., Petlitskaya T. V. Properties of a silicon surface exposed to nanosecond laser-radiation pulses. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2008, vol. 81, no. 3, pp. 622–626. https://doi.org/10.1007/s10891-008-0078- 4Степаненко, И. П. Основы микроэлектроники / И. П. Степаненко – М.: Сов. радио, 1980. – 424 с.Stepanenko I. P. Fundamentals of Microelectronics. Moscow, Soviet Radio Publ., 1980. 424 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.