Défaut où, lors du recuit à haute température de plaquettes de grand diamètre, les contraintes dues aux écarts de température ou au poids propre font glisser des plans cristallins et introduisent des dislocations. Source notamment de défauts de superposition en lithographie.
Nom japonais: スリップ
« Glissement (slip) » apparaît dans 2 questions d'entraînement réparties sur 1 thèmes, dont Plaquettes de silicium.
Domaine: Plaquettes de silicium
Le silicium est fragile à température ambiante, mais devient beaucoup plus malléable aux températures utilisées pour l'oxydation, la diffusion et le recuit. Si la contrainte de cisaillement dans la plaquette dépasse la valeur critique à cette température, des dislocations se créent et glissent sur les plans {111}, décalant de façon permanente une partie du cristal par rapport à une autre. La contrainte provient des écarts de température dans la plaquette, par exemple lorsque le bord chauffe ou refroidit plus vite que le centre lors d'une rampe rapide, et du poids propre de la plaquette concentré aux points où elle repose sur une nacelle ou sur des picots de support.
La contrainte gravitationnelle augmente avec le diamètre de la plaquette, car un disque plus grand et plus lourd franchit une plus grande distance entre ses appuis, et les gradients de température radiaux sont plus difficiles à supprimer sur une plus grande surface. Le glissement démarre donc généralement près des points de contact en bordure et apparaît sous forme de familles de lignes droites ; sur une plaquette (100), elles suivent les deux directions perpendiculaires ⟨110⟩, là où les plans de glissement {111} coupent la surface. La topographie aux rayons X et l'inspection de surface servent à le détecter. Le recuit thermique rapide (RTP), avec ses rampes rapides, est un contexte fréquent de problèmes de glissement.
Les dislocations qui traversent les zones actives offrent des chemins de fuite aux jonctions et agissent comme centres de recombinaison, surtout lorsque des impuretés métalliques s'y accumulent : les puces traversées par des lignes de glissement sont donc souvent défaillantes. La déformation plastique qui accompagne le glissement déforme aussi la plaquette dans son plan et hors de son plan. Cette déformation ne peut pas être supprimée par les étapes ultérieures : les motifs imprimés ensuite ne s'alignent plus sur les couches précédentes, ce qui produit des erreurs de superposition (overlay) que le scanner ne peut corriger qu'en partie.
Les ingénieurs procédé limitent les vitesses de montée et de descente en température, conçoivent des nacelles de four et des suscepteurs RTP qui répartissent les efforts d'appui et maintiennent une température uniforme, et placent les points d'appui là où la contrainte combinée thermique et gravitationnelle est la plus faible. Le matériau de la plaquette compte aussi. L'oxygène interstitiel du silicium Czochralski (CZ) se rassemble sur les dislocations et les ancre : les plaquettes CZ résistent donc mieux au glissement que les plaquettes à zone fondue (FZ) pauvres en oxygène, ce qui est l'une des raisons de l'emploi du CZ pour la production de circuits intégrés sur grand diamètre. Une précipitation excessive de l'oxygène peut toutefois rendre les plaquettes plus sujettes au gauchissement.
Réponse : A. Les contraintes dues aux écarts de température dans le wafer ou à son propre poids font glisser les plans cristallins et introduisent des dislocations
À haute température, la résistance mécanique du silicium chute fortement ; les écarts de température dans le wafer dus à un chauffage ou un refroidissement rapide, ou les contraintes dues au poids propre sur les points d'appui, font glisser les plans cristallins (plans {111}) et génèrent des dislocations (slip). Elles apparaissent souvent près des pions de support en périphérie et provoquent fuites, baisse du rendement et erreurs de superposition en lithographie. On les prévient en limitant les vitesses de montée et de descente en température et en optimisant le mode et la forme des supports.
Le glissement est une déformation plastique au cours de laquelle des dislocations se forment et glissent le long des plans cristallins {111} lorsque la contrainte thermique ou gravitationnelle dépasse la résistance du silicium à haute température. Il se manifeste par des lignes de glissement droites, partant généralement du bord de la plaquette ou des points d'appui.
Le silicium CZ contient de l'oxygène interstitiel provenant du creuset en quartz, et ces atomes d'oxygène ancrent les dislocations, qui se déplacent alors moins facilement. Le silicium FZ pauvre en oxygène ne bénéficie pas de cet ancrage et glisse plus facilement lors des traitements thermiques.
Le glissement est un défaut cristallographique : la création et le déplacement de dislocations le long des plans de glissement. Le gauchissement (warp) est une mesure de la forme globale hors plan de la plaquette ; le glissement peut provoquer du gauchissement, mais celui-ci peut aussi résulter de la contrainte des films sans aucun glissement.
À haute température, la résistance mécanique du silicium chute fortement ; les écarts de température dans le wafer dus à un chauffage ou un refroidissement rapide, ou les contraintes dues au poids propre sur les points d'appui, font glisser les plans cristallins (plans {111}) et génèrent des dislocations (slip).
Quelle est la cause du « glissement » (slip) qui pose probl…Les wafers CZ contenant de l'oxygène tendent donc à mieux résister au glissement et à la déformation pendant les traitements thermiques que les wafers FZ pauvres en oxygène.
Quel est l'effet de l'oxygène interstitiel du silicium CZ s…RIE (gravure ionique réactive) Rendement (yield) Coefficient de ségrégation Donneurs thermiques DZ (zone dénudée) Encoche de plaquette (notch) Getter (gettering) Lingot Méthode CZ (Czochralski) Méthode FZ (zone flottante)