Способ механической обработкизаготовок

Способ механической обработкизаготовок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i>801145 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3а ®леио 26.1078 {21) 2681431/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3Q0181 Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 300181 (5!)М, КлЗ

H 01 L 21/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 382 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.М.Колешко и A Â.Ãóëàé

1 4 1 . ч%

" Ч °

Институт электроники АН Белорусской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем и может быть использовано при механической обработке заготовок, например полупроводниковых пластин.

Известен способ механической обработки полупроводниковых пластин, основанный на полировании рабочей поверхности пластин, при котором полупроводниковую пластину подвергают последовательному механическому шлифованию и полированию мелкодисперсными абразивными микропорошками и полирующей суспенэией (1 ).

Известен способ механической обработки заготовок преимущественно полупроводниковых пластин.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ, кото- 20 рый основан на полировании рабочей поверхности полупроводниковых пластин полирующими суспензиями (2).

Недостатком способов является то, что из-за механического воздействия абразивных частиц, входящих в состав полирующих суспенэий, поверхностный слой полупроводниковой пластины имеет сравнительно высокую плотность дислокаций, которые приво- ЗО дят к разупорядочению кристаллической структуры полупроводника. Кроме того, дислокация способствует изгибу пластин, следствием чего является снижение точности последующих фотолитографических и других технологических операций изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Цель изобретения — улучшение качества обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе механической обработки полупроводниковых пластин, основанном на полировании их рабочей поверхности, полирование осуществляют при воздействии на полупроводниковые пластины электрического поля .напряженностью

10 -106 в/см.

В случае полупроводника р-типа электрическое полЕ прикладывают в направлении к обрабатываемой поверхности, а в случае П -типа — от обрабатываемой поверхности.

Улучшение.качествэ обработки достигается за счет того, что в сильных электрических полях происходит обратимое механическое упрочнение полупроводникОвйх пластин, которое яв801145!

20

30

Формула изобретения ляется результатом возбуждения электронной подсистемы полупроводника.

Так как в процессе механической обработки полупроводниковых пластин .:спользуются металлические оправки ,.ля закрепления полупроводниковых пластин, то в данном случа.е электроны и дырки инжектируют в полупроводниках из металлической оправки и полировального диска, посредством которых к полупроводниковой пластине при. >ожено электрическое поле . Инжекция приводит к появлению дополнительных, избыточных против равновесной концентрации, свободных носителей заряда. При этом повышается концентрация носителей на уровнях прилипания (ловушках захвата), вызывающая увеличение плотности электрического заряда движущихся дислокаций, собирающих в процессе движения заряды с ,центров прилипания.увеличение заряда: дислокаций ведет к уменьшению подвижности дислокаций, т.е, к упрочнению полупроводника. Заряженные дислокации теряют возможность двигаться в глубь полупроводника и приводить к разупорядочению кристаллической структуры.

В случае при .есного полупроводника р-типа электрйческое поле прикладывают к полупроводниковым пластинам в направлении к обрабатываемой поверхности, При .этом запорный слой вблизи обрабатываемой поверхности, т.е. приповерхностный слой, обедненный дырками, становится более узким. Плотность электрического заряда движущихся дислокаций за с -:.ет захвата дырок увеличивается, что гриводит к повышению поверхностной прочности полупроводника и, как следствие, к повышению качества его обработки.

В случае примесного полупроводника И -типа электрическое поле прикладывают к полупроводниковым пластИнам в направлении от обрабатываемой поверхности. Плотность электрического заряда дислокаций при этом увеличивается за счет захвата электронов.

Электрическое поле к полупроводниковым пластинам в процессе их обработки прикладывается контактным методом, который обеспечивает наи.— больший эффект.

Нижний предел 10 В/см выбран исходя из условий наиболее эд>фективногс воздействия электрического напряжения на процесс механической обработки полупроводниковых пластин. При напряженности электрического поля меньше 10 В/см качество обработки полупроводниковых пластин повышается незначительно, при напряженности поля выше 10 В/см появляется опасносность электрического пробоя полупроводниковой пластины.

Пример. Ва полированной установке, содержащей вращающийся полировальный диск с замшевым полировальником, металлические оп.авки для закрепления полупроводниковых пластин и распылитель и элирующей смеси, например ультразвуковой диспергатор, производится механическое полирование пластин кремния толщиной 0,4 мм при частоте вращения полировального диска 300 об/мин и удельном давлении на пластину кремня 1000 г/см, В качестве полирующей используется смесь, содержащая ионы меди и Фтора. Полупроводниковые пластины наклеиваются на металлические оправки с помощью наклеечного вещества — воска. К плас. тинам кремния в процессе их полирования прикладывается электрическое поле напряжением 500 В(напряженность поля составляет при этом 1, 2510Л В/см

Электрический контакт источника,напря>кения с рабочей поверхностью кремниевых пластин осуществляется через полирующую смесь, обладающую электролитическими свойствами. Металлические оправки имеют специальные клеммы для непосредственного контакта источника напряжений с нерабочей поверхностью кремниевых пластин (минуя диэлектрический слой наклеечного вещества — воска .

B e eMHll>l p-òèïà положительный потенциал подают на металли— ческие оправки, а отрицательный на полировальный диск.При этом электрическое поле прилагается к пластинам кремния в направлении к обраба— тываемой поверхности, т.е. вектор напряженности электрическо:.о поля внутри кремниевых пластин направлен сверху вниз — от раба гей поверхности к нерабочей.

В случае кремния Г> -типа положительный потенциал подают на полировальный ..-;ск, а отрицательныи — HB металлическге оправки, при этом электрическое поле прилагается к пластинам кремния в направлении от обрабатываемой поверхности, т.е. вектор напряженности электрического поля внутри кремниевых пластин направлен снизу вверх — от нерабочей поверхности к рабочей.

Полирование по предлагаемому спо собу уменьшает на 60-100-. толщину

Физически нарушенного слоя и в 2-3 раза — плотность дислокаций в припозерхностном слое кремниевых пластин.

Способ механической обработки за.отовок, преимущественно полупроводнйковых пластин, основаннь>й на полировании рабочей поверхности полупроводниковых пластин, о т л и ч а к—

301145

Составитель О. Боскин

Редактор П. Пчелинская . Техред Н Ковалева КорректорЕ. Рошко

Заказ 10445/73 Тирак 795 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, (-35, Раушская наб., д. 4/5

Аилиал ППП "Патент". г. Ужгород, .ул. Проектная, 4,я и и с я тем, что, с целью улучшения качества обработки, полирование осуществляют при воздействии электрического поля напряженностью

10 -10 В/см.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СНА 93328141, кл. 51-307, 1967.

2. Курносов А. И. и .Один В. В.

Технология произ водства полупроводНиковых приборов. 4., "Рысшая школа", 5 1974, с. 40-41 (п рототип).