Утворення дислокацій при легуванні фосфором в технології кремнієвих p-i-n фотодіо-дів та їх вплив на темнові струми

При виготовленні p-i-n фотодіодів (ФД) на основі кремнію р-типу провідності встановлено, що при збільшенні часу дифузії фосфору суттєво знижується відсоток виходу придатних виробів. До 10 % складає брак по зовнішньому вигляду, решта – по розкиду рівнів темнових струмів фоточутливих елементів (ФЧЕ) одного ФД. Імовірною причиною описаного міг бути нерівномірний розподіл дефектів по ФЧЕ, спричинений збільшенням концентрації домішки фосфору. Даний факт потребував додаткового дослідження для визначення причини появи нерівномірного розподілу темнових струмів та встановлення оптимальної концентрації домішки, яка б забезпечувала низький темновий струм при мінімальному розкиді. Для дослідження впливу поверхневого опору n+-шару на концентрацію дислокацій та їх розподіл було виготовлено ФД із різною тривалістю дифузії фосфору, відповідно із різним значенням поверхневого опору. Для виявлення природи розкиду темнових струмів по фоточутливих елементах, браковані кристали досліджувались із застосуванням селективного травлення. Встановлено, що умови виникнення структурних дефектів в межах одного злитка можуть бути неоднакові за рахунок розкиду питомого опору. Досліджено залежність густини дислокацій від поверхневого опору після дифузії фосфору. Аналітично вирахувано внесок дислокацій в генераційну та поверхневу складові темнового струму Побачено, що ФЧЕ, які володіли підвищеним рівнем темнового струму, була притаманна підвищена концентрація дислокацій порівняно із характерною густиною для придатних кристалів при даному поверхневому опорі. Фактичними причинами нерівномірності розподілу дислокацій є нерівномірність розподілу точкових дефектів, згенерованих при окисленні та наявність мікродефектів утворених під час механічного чи хіміко-динамічного полірування. При накладанні локально підвищеної кількості «ростових» дефектів та точкових дефектів, набутих у процесі механічних, хімічних чи термічних операцій, спостерігаються критичні несправності та розкиди темнових струмів з максимальними значеннями.