162278. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető testek és védőrétegeik mikroszkópikus hibáinak roncsolásmentes kimutatására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja 1970. VII. 28. (MA-2124) Közzététel napja: 1972. IV. 28. Megjelent: 1974. VIII. 15. 162278 Nemzetközi osztályozás: G 01 r 31/22 G 01 n 27/60 Feltaláló(k): dr. Pataki György oki fizikus 40* Ló'rinczy András oki. fizikus 30%, Németh l'iburné oki. vegyész 30%, Budapest. Tulajdonos: Magyar Tudományos Akadémia Műszaki Fizikai Kutató Intézete, Budapest. Eljárás félvezető testek és védőrétegeik mikroszkopikus hibáinak roncsolásmentes kimutatására. 1 A találmány tárgya eljárás félvezetők és/vagy ezek felületén létrehozott védőrétegek mikroszkopikus hibáinak roncsolásmentes kimutatására. félvezető egykristályok, félvezető anyagok epitaxiális létegei, valamint ezeken létrehozott szigetelő védőrétegek pl. oxidok alkotják a félvezető eszközök gyártásának alapanyagait, kezdve a hagyományos bipoláris tranzisztortól a legbonyolultabb integrált áramkörig. A fentebb említett anyagok; félvezető egykristály, epitaxiális réteg, szigetelő réteg, természetesen nem tökéletes szerkezetűek. Gyártási körülményeiknek megfelelően több kevesebb tökéletlenséget tartalmaznak, amelyek hatnak a belőlük készített eszközök tulajdonságaira. Az előforduló hibák igen sokfélék lehetnek, pl. diszlokációk, kristályhatárok, mikroinhomogenitások, illetőleg p-n átmenetek, tű lyukak (pin-hole) stb. A diszlokáció sűrűség pl.'; jelentős hatással van a kisebbségi töltéshordozók mozgékonyságára, ami viszont az illető anyagból készült pl. bipoláris tranzisztor frekvencia sajátságait befolyásolja. Az utolsónak említett tű lyukak pedig,amelyek szigetelő rétegekben lépnek fel, okozhatják az integrált áramkörök viszonylag nagy gyártási selejtjét. Ezeken a lyukakon ugyanis átfémeződés lép fel. Mindezekből látható, hogy nagy jelentőségük van azoknak az eljárásoknak, amelyek lehetővé teszik e hibák kimutatását ipari szinten. Az egyes hibafajták destruktív kimutatása ipari és laboratóriumi szinten kidolgozott, azonban minden egyes hibafajtára más és más metodikát kíván. Pl. a diszlokációk kimutatása félvezető anyagoktól függő kémiai marószerrel 30 történhet, amelyben a félvezető darabkát különböző hó'^ fokon, különböző időkig keli mami. A tű lyukak iparban elterjedt detektálása vagy klórmarási eljárással történik (800 C, Cl-gáz, 1 perc), vagy elektrolitikus inaras az oxid leluletere cseppentett elektrolitban. Mindkettő -*^ 10 15 20 25 destruktív, az első igen bonyolult, a második bár egyszerű, marási jellege miatt sok esetben hamis eredményt adhat, mivel a nagyobb lyukak hatása a kisebbekét elnyomhatja. Nem részletezzük, pl. a mikroinhomogenitások kimutatását, mely nem egy anyag esetében mikroszekundomos impulzusokat igénylő elektrokémiai marásból áll. ; Mindezekkel szemben találmányunk szerinti eljárással félvezető testek illetőleg ezeken létrehozott védőrétegek fent felsorolt mikroszkopikus hibáit roncsolásmentesen egy és ugyanazon módszerrel könnyen, ipari körülmények között megvalósítható módon lehet meghatározni. Találmányunk azon a fizikai jelenségen alapul, hogy félvezető test és fém fegyverzet között egyenfeszültség hatására kialakuló statikus villamos tér eloszlása függ a félvezető felület-közeli rétegében, illetőleg a félvezető testen elhelyezett szigetelő védőrétegben lévő mikroszkopikus hih-Htól is Találmányunk szerinti eljárás tehát félvezető testek és/vagy ezek felületén létrehozott védőrétegek mikroszkopikus hibáinak roncsolásmentes kimutatására vonatkozik és az jellemzi, hogy a félvezető test és vele nem érintkező fém fegyverzet közé 100-nál nagyobb dielektromos állandójú, villamosan öltött, előnyösen 100-100 000 Angstrom; szemcseátmérőjű szigetelő folyadékot töltünk és egyen-1 feszültségű áramforrásnak a szigetelő por töltésével ellentétes, poláritású sarkát a félvezető testhez, másik sarkát pedig a fegyverzethez kapcsoljuk. «-- v Találmányunk szerinti eljárás egyaránt alkalmazható felvezető testek és félvezető testek felületén létrehozott szigetelő rétegek vizsgálatára. Találmányunk szerint alkalmasan választott folyékony dielektrikumba igen kis méretű szemcsékből álló szigetelő port helyezünk, amelyek elektromos töltéssel rendelkeznek, és amelyekkel a folyadék kémiai reakcióba nem lép, majd a szemcsék töltésének előjelétől függő polaritással egyenfeszültséget kapcsolunk a fém és a félvezető test közé. A 162278