Película delgada de silicio policristalino丨razones que afectan al alabeo de las obleas de silicio

El alabeo de las obleas con película delgada depositada es mucho mayor que el de las obleas sin película delgada depositada después del pulido, y el alabeo de las obleas se reduce a medida que aumenta la temperatura de deposición de la película delgada.

En primer lugar, debido a que la película de polisilicio es de deposición de doble cara, después de pulir la película de una sola cara se retira, debido al papel de la tensión interna de la película, el grado de su curvatura ascendente está destinado a aumentar.

En segundo lugar, según el análisis de la teoría de la tensión, la tensión residual de la película de polisilicio tiene una gran relación con su microestructura, que depende en gran medida de las condiciones de deposición. A baja temperatura, la velocidad de deposición es lenta, debido a la acción de la muy pequeña energía cinética de los átomos de silicio, que hará que se nucleen en el límite de los granos finos más pequeños, la débil unión entre la película y el sustrato produce pequeñas tensiones de tracción, y las vacantes, defectos, etc., también serán una fuente de tensión. A medida que aumenta la temperatura de deposición, aumenta la energía cinética, lo que provoca la formación de islas y aglomeraciones para formar núcleos más grandes, lo que causa una reducción del volumen y un aumento de la tensión, dando lugar a tensiones de compresión. Al aumentar aún más la temperatura, la energía superficial y el crecimiento del grano, la difusión de átomos entre los límites intergranulares y el aumento de la tensión de compresión. Cuando se deposita entre 580 y 610°C, la película puede pasar de tensiones de tracción a tensiones de compresión dentro de la película. Cuando la temperatura sigue aumentando, los granos crecen en columnas, los átomos extienden la dirección vertical de crecimiento y la tensión de compresión disminuye gradualmente. Dado que la dirección de flexión de las muestras es la misma, se observa que, dentro de un determinado intervalo de temperaturas, las internas de la película se manifiestan como tensiones de compresión y, con el aumento de la temperatura, la tensión de compresión disminuye.

Además, como no hay tensiones adicionales impuestas por otras películas durante la deposición del polisilicio, la tensión total de la película puede simplificarse como la suma de las tensiones internas y térmicas, de las cuales la temperatura es el principal factor que afecta a las tensiones térmicas, y un aumento de la temperatura de deposición provocará un aumento de las tensiones internas de la película.

Se puede observar que las películas de silicio policristalino depositadas a altas temperaturas obtienen valores de alabeo de las obleas relativamente pequeños, lo que demuestra que la tensión total de las películas se ve afectada principalmente por las tensiones internas, que dependen en gran medida de los cambios de temperatura. Por lo tanto, a condición de que la calidad de la superficie cumpla los requisitos, el alabeo de las obleas de silicio puede mejorarse aumentando adecuadamente la temperatura de deposición.