анализ кремния для электроники

[Hattabych]

Здравствуйте.
Как анализируют кремний на примеси для использования в микроэлектронике? Я так понимаю, что там нужны высокие точности определения для всех элементов таблицы Менделеева. Каким методом этого добиваются?

[amik]

Там нужна не только и не столько точность определения, которая сильно страдает при малом содержании примесей, а скорее предел обнаружения. Если не ошибаюсь делают массспектрометрически с искровым или лазерным испарением образца. Вполне можно определять 10^(-6)% микропримесей, причем действительно всю таблицу Менделеева.

[Hattabych]

спасибо за ответ.
Подскажите еще, если знаете, кремний с какой концентрацией примесей уже считается браком и не используется в микроэлектронике?

[nitro]

...кремний с какой концентрацией примесей уже считается браком и не используется в микроэлектронике?

Это Вам в ГОСТы.

[bf109xxl]

Здравствуйте.
Как анализируют кремний на примеси для использования в микроэлектронике? Я так понимаю, что там нужны высокие точности определения для всех элементов таблицы Менделеева. Каким методом этого добиваются?

Атомная спектрометрия - абсорбционная, эмиссионная (в т.ч. с лазеро-абляционным возбуждением), масс. Рентгено-флуоресцентный анализ. Нейтронно-активационный анализ (гораздо реже).

Основным методом анализа микропримесей, пожалуй, в последнее время является масс-спектрометрия индуктивно связанной плазмы (в т.ч. с лазерно-абляционным вводом образца, но это скорее экзотика, чаще растворяют в смесях HF). Есть приборы, специально ориентированные для решения подобных задач. Оборудование дорогое, но обеспечивает прекрасные метрологические характеристики. В принципе, если не нужны уж сверх-ультра-микро пределы обнаружения, то неплохо работает и ИСП-атомно-эмиссионная спектрометрия. Да и старая добрая ААС с ЭТА тоже вполне еще ничего.

Забыл. Используют электрохимические методы, и фотоколориметрию, и люминесцентные методы, и газовую хроматографию. Но мейнстрим все же - атомная спектрометрия.

[amik]

bf109xxl, исчерпывающе
Госты на полупроводниковый кремний , к сожалению, достаточно древние и методы анализа в них устаревшие, хотя диапазон примесей не должен бы измениться.

ГОСТ 26239.1-84 Кремний полупроводниковый, исходные продукты для его получения и кварц. Метод определения примесей.



ГОСТ 26239.5-84 Кремний полупроводниковый и кварц. Метод определения примесей.



Не хватает еще фосфора, бора, кислорода, углерода и азота, анализируемых по отдельным методикам.
То Hattabych, возникает подозрение, что отбраковку ведут в первую очередь по физическим параметрам монокристалла

[Hattabych]

Огромное спасибо

[dmitry_w]

Ну что же вы человеку морочите голову.
Определить уровень примесей в приборном кремнии НЕВОЗМОЖНО (количественно уж точно). Настолько малы концентрации и не очень надежны методики. Для борьбы с этим злом существуют методики т.н. геттерирования, т.е. вытягивания их из зоны изготовления собственно приборов в процессе термообработок на маршруте изготовления микросхем.

[marat]

Ну что же вы человеку морочите голову.
Определить уровень примесей в приборном кремнии НЕВОЗМОЖНО (количественно уж точно). Настолько малы концентрации и не очень надежны методики. Для борьбы с этим злом существуют методики т.н. геттерирования, т.е. вытягивания их из зоны изготовления собственно приборов в процессе термообработок на маршруте изготовления микросхем.

Интересное заявление
В Черноголовке и Подольске работают маги и делают невозможное

В дополнении к предложенным методам добавлю свои пять копеек
Для разбраковки кремниевых пластин по содержанию кислорода, углерода, азота и еще ряда элементов используют ИК-спектрометры. Например, Nicolet ECO - http://www.thermo.com/eThermo/CMA/PDFs/ ... _24829.pdf
Ну и есть соответствующая нормативная документация есть.
ASTM Designation F120 – Infrared Absorption Analysis of Impurities in Single Crystal Semiconductor Materials
ASTM Designation F121 – Interstitial Atomic Oxygen Content of Silicon by Infrared Absorption
ASTM Designation F123 – Substitutional Atomic Carbon Content of Silicon by Infrared Absorption
ASTM Designation F951 – Test Method for Determination of Radial Interstitial Oxygen
ASTM Designation F1188 – Test Method for Interstitial Atomic Oxygen Content of Silicon by Infrared Absorption
ASTM Designation F1189 – Test Method for Using Computer-Assisted Infrared Spectrophotometry to Measure the Interstitial Oxygen Content of Silicon Slices Polished on Both Sides
ASTM Designation F1391 – Test Method for Substitutional Atomic Carbon Content by Infrared Absorption

[natalya21]

Помимо приборного обеспечения нужно еще и чистое помещение и о-очень чистые реактивы, не забывайте об этом. Анализ особочистых веществ - это не шутка.

[SergeyR]

Вопрос немного не в тему, но м.б. кто нибудь знает, можно ли где поближе - у нас в России провести масс-спектроскопический анализ образца кремния (нужно установить изотопный состав). Сколько это может стоить?

[marat]

Вопрос немного не в тему, но м.б. кто нибудь знает, можно ли где поближе - у нас в России провести масс-спектроскопический анализ образца кремния (нужно установить изотопный состав). Сколько это может стоить?

Мало того, что в России, можно указать даже и конкретный в город

[SergeyR]

Наверное, лучше других подойдет Москва и Подмосковье, или Новосибирск.

[ITG]

Хм... Нейтронно-активационный знаю только из книжек - никогда вживую не видел

[bf109xxl]

Нейтронно-активационный знаю только из книжек - никогда вживую не видел

Ну, я видел. В нашем отделе делают с давних пор. Весьма мощный метод.

[bf109xxl]

провести масс-спектроскопический анализ образца кремния (нужно установить изотопный состав).

Изотопный состав чего - кремния? Или примесей?

[bf109xxl]

Ну что же вы человеку морочите голову.
Определить уровень примесей в приборном кремнии НЕВОЗМОЖНО (количественно уж точно). Настолько малы концентрации и не очень надежны методики.

У Вас крайне устаревшие сведения. Методики, которые позволяют количественно определять примеси в приборном кремнии, см.выше.

[marat]

Институт катализа им. Г.К. Борескова
Институт физики полупроводников
Институт неорганической химии
Институт Ядерной Физики им.Г.И.Будкера
Новосибирский завод химконцентратов
Сибирский химический комбинат, Северск
Горно-химический комбинат,Железногорск
Электрохимический завод, Зеленогорск
Я бы начал с этих контор. Может кто и возьмется.