Qu'est-ce que Donneurs thermiques ?

Amas d'atomes d'oxygène agissant comme donneurs, formés lorsqu'on recuit du silicium CZ vers 450 °C. Comme ils modifient la résistivité, on les élimine par un traitement à haute température.

Nom japonais: サーマルドナー

« Donneurs thermiques » apparaît dans 3 questions d'entraînement réparties sur 1 thèmes, dont Plaquettes de silicium.

Domaine: Plaquettes de silicium

S'entraîner : questions sur Donneurs thermiques

Quelle impureté provenant du creuset est incorporée en quantité relativement importante dans le silicium tiré par la méthode CZ ?

  1. AL'or
  2. BL'oxygène
  3. CL'hélium
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Réponse : B. L'oxygène

Dans la méthode CZ, le silicium est fondu dans un creuset en quartz (SiO2), et l'oxygène dissous depuis le creuset est incorporé dans le cristal à environ 10¹⁸ cm⁻³. L'oxygène ancre les dislocations et améliore la résistance mécanique du cristal, et les précipités formés par traitement thermique servent de sites de gettering ; en excès, il provoque cependant des défauts et des donneurs thermiques. Sa concentration est donc contrôlée, par exemple par la méthode MCZ qui applique un champ magnétique pour freiner la convection, et spécifiée selon l'application.

Quelle valeur est la plus proche de l'ordre de grandeur de la concentration d'oxygène interstitiel dans le silicium tiré par la méthode CZ ?

  1. AEnviron 10¹⁸ cm⁻³
  2. BEnviron 10²³ cm⁻³
  3. CEnviron 10¹⁰ cm⁻³
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Réponse : A. Environ 10¹⁸ cm⁻³

Les cristaux CZ contiennent environ 10¹⁷ à 10¹⁸ cm⁻³ (quelques ppma à une quinzaine de ppma) d'oxygène dissous depuis le creuset en quartz, situé majoritairement en position interstitielle. Cet oxygène précipite lors des traitements thermiques et contribue au gettering, et ancre les dislocations en renforçant le wafer ; en excès, il provoque cependant des défauts et des donneurs thermiques. Sa concentration est mesurée par absorption infrarouge (absorption vers une longueur d'onde d'environ 9 µm) et maîtrisée dans une plage étroite selon l'application.

« Donneurs thermiques » dans les explications

Questions mentionnant « Donneurs thermiques » (3)

  1. Quelle impureté provenant du creuset est incorporée en quantité relativement importante dans le silicium tiré par la méthode CZ ?
  2. Quelle valeur est la plus proche de l'ordre de grandeur de la concentration d'oxygène interstitiel dans le silicium tiré par la méthode CZ ?
  3. Un traitement thermique du silicium CZ vers 450 ℃ peut rassembler des atomes d'oxygène qui agissent comme donneurs et modifient la résistivité du wafer. Comment appelle-t-on ce phénomène ?

Termes associés

Méthode CZ (Czochralski) Getter (gettering) Méthode MCZ (Czochralski sous champ magnétique) Absorption (perte de chiffres) Coefficient de ségrégation DZ (zone dénudée) Encoche de plaquette (notch) Glissement (slip) Lingot Méthode FZ (zone flottante)

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