Film mince de silicium polycristallin丨influence sur les causes du gauchissement des plaquettes de silicium

Le gauchissement des plaquettes avec dépôt de film mince est beaucoup plus important que celui des plaquettes sans dépôt de film mince après polissage, et le gauchissement des plaquettes diminue à mesure que la température du dépôt de film mince augmente.

Tout d'abord, comme le film de polysilicium est déposé sur deux faces, après le polissage, le film à une seule face est enlevé, en raison du rôle de la contrainte interne du film, le degré de sa courbure en flèche ne peut qu'augmenter.

Deuxièmement, selon l'analyse de la théorie des contraintes, la contrainte résiduelle d'un film de polysilicium est étroitement liée à sa microstructure, qui dépend fortement des conditions de dépôt. À basse température, la vitesse de dépôt est lente, sous l'action de la très faible énergie cinétique des atomes de silicium, qui les amène à nucléer à la limite des grains fins plus petits, la faible liaison entre le film et le substrat produit de petites contraintes de traction, et les lacunes, les défauts, etc. sont également une source de contrainte. Lorsque la température de dépôt augmente, l'énergie cinétique s'accroît, ce qui entraîne la formation d'îlots et d'agglomérations pour former des noyaux plus gros, provoquant une réduction du volume et une augmentation de la contrainte, ce qui conduit à une contrainte de compression. En augmentant encore la température, l'énergie de surface et la croissance des grains, la diffusion des atomes entre les limites intergranulaires et l'augmentation de la contrainte de compression. Lorsqu'il est déposé entre 580 et 610°C, le film peut passer d'une contrainte de traction à une contrainte de compression à l'intérieur du film. Lorsque la température continue d'augmenter, les grains se développent en colonnes, les atomes s'étendent dans la direction verticale de la croissance et la contrainte de compression diminue progressivement. La direction de flexion des échantillons étant la même, on peut constater que, dans une certaine plage de température, les contraintes internes du film se manifestent sous forme de contraintes de compression et qu'avec l'augmentation de la température, les contraintes de compression diminuent.

En outre, comme il n'y a pas de contrainte supplémentaire imposée par d'autres films pendant le dépôt de polysilicium, la contrainte totale du film peut être simplifiée comme la somme des contraintes internes et thermiques, dont la température est le principal facteur affectant les contraintes thermiques, et une augmentation de la température de dépôt se traduira par une augmentation des contraintes internes du film.

On peut constater que les films de silicium polycristallin déposés à des températures élevées obtiennent des valeurs de gauchissement des plaquettes relativement faibles, ce qui prouve que la contrainte totale des films est principalement affectée par les contraintes internes, qui dépendent fortement des changements de température. Par conséquent, à condition que la qualité de la surface réponde aux exigences, le gauchissement des plaquettes de silicium peut être amélioré en augmentant de manière appropriée la température de dépôt.