RU2486630C1 - Method to detect structural defects in silicon - Google Patents

Method to detect structural defects in silicon Download PDF

Info

Publication number
RU2486630C1
RU2486630C1 RU2012104913/28A RU2012104913A RU2486630C1 RU 2486630 C1 RU2486630 C1 RU 2486630C1 RU 2012104913/28 A RU2012104913/28 A RU 2012104913/28A RU 2012104913 A RU2012104913 A RU 2012104913A RU 2486630 C1 RU2486630 C1 RU 2486630C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
structural defects
silicon
intensity
max
Prior art date
Application number
RU2012104913/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Валентинович Алексеев
Виталий Владимирович Апенышев
Виктор Сергеевич Белоусов
Тихон Викторович Белоусов
Наталья Анатольевна Петрова
Елена Владимировна Протасова
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ"
Priority to RU2012104913/28A priority Critical patent/RU2486630C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486630C1 publication Critical patent/RU2486630C1/en

Links

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: method includes radiation of an object in n-points with continuous probing IR-radiation L1 with wave length λ1≤5.0 mcm, registration of intensity In of radiation L1 that has passed through the object and mathematical processing of registration results. At the same time the object is additionally radiated with pulse IR-radiation L2, which crosses the radiation L1 with wave length λ2=1.0÷1.3 mcm, pulse duration Δτ2=0.8÷1.0 ms and pulse repetition rate ω2=0.6÷1.0 mcs, registration of intensity In is carried out during the period between pulses of radiation L2. Visualisation of structural defects distribution in the object volume is carried out according to the ratio In/Imax, where Imax - maximum of the recorded values In.
EFFECT: direct visualisation of structural defects distribution in silicon volume.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к области неразрушающего контроля параметров полупроводниковых материалов с использованием электромагнитных или акустических волн, а также потоков различных частиц, и может быть использовано для выявления и анализа структурных дефектов (ростовых микродефектов, частиц второй фазы, дислокации, свирл-дефектов и др.) в кремниевых слитках перед разрезанием слитков на пластины.The invention relates to the field of measuring equipment, namely to the field of non-destructive testing of semiconductor material parameters using electromagnetic or acoustic waves, as well as flows of various particles, and can be used to identify and analyze structural defects (growth microdefects, second-phase particles, dislocation, swirls defects, etc.) in silicon ingots before cutting the ingots into wafers.

Известен способ выявления структурных дефектов, согласно которому в исследуемый объект вводятся ультразвуковые колебания в импульсном или непрерывном режимах (с помощью пьезоэлектрического преобразователя сухим контактным, контактным через жидкую среду или бесконтактным способом через воздушный зазор с помощью электромагнитно-акустического преобразователя), регистрируют амплитуды и координаты эхо-сигналов, образованных возникающими в объекте упругими волнами, обрабатывают данные на компьютере и получают на дисплее двумерные ультразвуковые изображения дефектов в объеме объекта [1].There is a known method for detecting structural defects, according to which ultrasonic vibrations are introduced into the test object in pulsed or continuous modes (using a piezoelectric transducer using a dry contact, contact through a liquid medium or non-contact method through an air gap using an electromagnetic-acoustic transducer), the amplitudes and coordinates of the echo are recorded -signals generated by elastic waves arising in the object, process the data on a computer and receive on the display two-dimensional razvukovye image defects in the object screen [1].

Данный способ относится к ультразвуковой дефектоскопии и основан на регистрации параметров упругих волн, возникающих или возбуждаемых в объекте, которые оказываются зависимыми от дефектности и неоднородности структуры объекта.This method relates to ultrasonic inspection and is based on recording parameters of elastic waves that arise or are excited in the object, which turn out to be dependent on the imperfection and heterogeneity of the structure of the object.

Способ имеет следующие недостатки:The method has the following disadvantages:

- необходимость акустического контакта преобразователя с объектом контроля;- the need for acoustic contact of the transducer with the control object;

- повышенные требования к чистоте поверхности изделия, влияние сторонних шумов на результаты измерений, воздействие температуры изделия и др.;- increased requirements for the cleanliness of the surface of the product, the influence of external noise on the measurement results, the effect of the temperature of the product, etc .;

- низкая чувствительность и невозможность визуализации мелких структурных дефектов.- low sensitivity and the inability to visualize small structural defects.

Известен также способ выявления структурных дефектов, включающий облучение объекта рентгеновскими лучами и регистрацию прошедших через объект (или отраженных от объекта) рентгеновских лучей [2].There is also a known method for detecting structural defects, which involves irradiating an object with X-rays and registering X-rays transmitted through the object (or reflected from the object) [2].

Данный способ относится к рентгеновской топографии и заключается в следующем.This method relates to x-ray topography and is as follows.

Осуществляя дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах («на просвет» или «на отражение») в специальных рентгеновских камерах, получают рентгенограмму - дифракционное изображение кристалла, называемое в структурном анализе топограммой. Физическую основу рентгеновской топографии составляет дифракционный контраст в изображении различных областей кристалла в пределах области когерентности рентгеновского луча. Этот контраст формируется вследствие различий интенсивностей или направлений лучей от разных точек кристалла в соответствии с совершенством или ориентацией кристаллической решетки кристалла в этих точках.Carrying out the diffraction of X-rays by crystals (“by light” or “by reflection”) in special X-ray chambers, we obtain an X-ray diffraction pattern — a diffraction image of a crystal, called a topogram in structural analysis. The physical basis of x-ray topography is the diffraction contrast in the image of various regions of the crystal within the region of coherence of the x-ray beam. This contrast is formed due to differences in the intensities or directions of the rays from different points of the crystal in accordance with the perfection or orientation of the crystal lattice of the crystal at these points.

Эффект, вызываемый изменением хода лучей, позволяет оценивать размеры и дезориентацию элементов субструктуры (фрагментов, блоков) в кристаллах, а различие в интенсивностях пучков используется для выявления дефектов упаковки, дислокации, сегрегации примесей и т.п.The effect caused by a change in the path of the rays makes it possible to evaluate the sizes and disorientation of the substructure elements (fragments, blocks) in crystals, and the difference in the beam intensities is used to detect packing defects, dislocation, segregation of impurities, etc.

Данный способ характеризуется высокой разрешающей способностью и чувствительностью, а также возможностью исследования объемного расположения дефектов в сравнительно крупных по размеру кристаллах (размером в десятки сантиметров).This method is characterized by high resolution and sensitivity, as well as the ability to study the volumetric arrangement of defects in relatively large crystals (tens of centimeters in size).

Преобразование рентгеновских изображений в видимые с последующей их передачей на телевизионный экран позволяет осуществлять контроль дефектности кристаллов в процессе исследовании их свойств.The conversion of x-ray images into visible ones with their subsequent transfer to a television screen allows you to control the defectiveness of crystals in the process of studying their properties.

К недостаткам данного способа следует отнести:The disadvantages of this method include:

- необходимость использования громоздкой рентгеновской аппаратуры;- the need to use bulky x-ray equipment;

- невозможность прямой визуализации распределения структурных дефектов в объеме кристалла (по интенсивности отраженного рентгеновского луча оценивается лишь концентрация дефектов, т.е. осуществляется интегральная оценка структурного совершенства кристаллов).- the impossibility of direct visualization of the distribution of structural defects in the bulk of the crystal (only the concentration of defects is estimated from the intensity of the reflected x-ray, i.e., an integral assessment of the structural perfection of crystals is carried out).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выявления структурных дефектов в кремнии, включающий облучение объекта зондирующим ИК-излучением с длиной волны λ=1,1÷5,0 мкм, регистрацию интенсивности прошедшего через объект зондирующего ИК-излучения и интегральную оценку концентрации структурных дефектов в объекте по калибровочной зависимости интенсивности прошедшего через объект зондирующего излучения от концентрации структурных дефектов [3].The closest in technical essence and the achieved result is a method for detecting structural defects in silicon, including irradiating an object with probing infrared radiation with a wavelength of λ = 1.1 ÷ 5.0 μm, recording the intensity of the probing infrared radiation transmitted through the object, and an integral concentration estimate structural defects in the object according to the calibration dependence of the intensity of the probe radiation transmitted through the object on the concentration of structural defects [3].

Сущность способа заключается в следующем. Величина потока ИК-излучения, проходящего через объект (кремниевую пластину), имеет корреляционную связь с рядом электрофизических параметров, влияющих на процент выхода годных тестовых элементов (транзисторных сборок или интегральных микросхем), изготовленных на этих пластинах, и в частности - с концентрацией структурных дефектов.The essence of the method is as follows. The magnitude of the infrared radiation flux passing through the object (silicon wafer) has a correlation with a number of electrophysical parameters that affect the percentage of suitable test elements (transistor assemblies or integrated circuits) made on these wafers, and in particular with the concentration of structural defects .

Такая корреляционная связь обусловлена тем, что поглощение ИК-излучения с энергией, меньшей ширины запрещенной зоны полупроводника (E<E>g=1,12 эВ, что соответствует длине волны λ=1,1 мкм), характеризует структурно-примесное состояние кремниевой пластины.Such a correlation is due to the fact that the absorption of infrared radiation with an energy less than the semiconductor band gap (E <E > g = 1.12 eV, which corresponds to a wavelength of λ = 1.1 μm), characterizes the structural-impurity state of the silicon wafer .

Поглощение ИК-излучения с длиной волны λ≥1,1 мкм происходит в результате ионизационных процессов, протекающих в объеме кремниевой пластины. Наличие дефектов и всего комплекса примесей, в том числе и с малой концентрацией в структуре полупроводника, приводит к появлению в запрещенной зоне энергетических уровней с энергией ионизации Е≈4/2 Eg, способных поглощать ИК-излучение с λ≥1,1 мкм. Кроме того, данные уровни после ионизации становятся центрами, обеспечивающими непрямой переход «зона-зона», что также приводит к росту поглощения ИК-излучения.The absorption of infrared radiation with a wavelength of λ≥1.1 μm occurs as a result of ionization processes occurring in the bulk of a silicon wafer. The presence of defects and the entire complex of impurities, including those with a low concentration in the semiconductor structure, leads to the appearance in the band gap of energy levels with an ionization energy E≈4 / 2 Eg that can absorb IR radiation with λ≥1.1 μm. In addition, these levels after ionization become centers providing an indirect “zone-zone” transition, which also leads to an increase in the absorption of infrared radiation.

К недостаткам способа следует отнести невозможность прямой визуализации распределения структурных дефектов: способ позволяет лишь произвести интегральную оценку уровня структурных дефектов на основании сопоставления интенсивности прошедшего через объект ИК-излучения с выходом годных приборов для данной области объекта измерения.The disadvantages of the method include the impossibility of direct visualization of the distribution of structural defects: the method allows only an integrated assessment of the level of structural defects based on a comparison of the intensity of the infrared radiation transmitted through the object with the output of suitable devices for this area of the measurement object.

Кроме того, результаты регистрации оказывается неоднозначными, так как на выход годных тестовых элементов влияет не только структурное совершенство объема объекта, но и качество подготовки поверхности пластины, а также параметры технологии формирования тестовых элементов.In addition, the registration results turn out to be ambiguous, since the yield of suitable test elements is affected not only by the structural perfection of the object’s volume, but also by the quality of the plate surface preparation, as well as the parameters of the technology for forming test elements.

Задачей изобретения является обеспечение прямой визуализации распределения структурных дефектов в объеме кремния.The objective of the invention is to provide a direct visualization of the distribution of structural defects in the bulk of silicon.

Это достигается тем, что в способе выявления структурных дефектов в кремнии, включающем облучение объекта в n-точках (где n≥1) непрерывным зондирующим ИК-излучением L1 с длиной волны λ≤5,0 мкм, регистрацию интенсивности In прошедшего через объект излучения L1 и математическую обработку результатов регистрации, объект дополнительно облучают пересекающим излучение L1 импульсным ИК-излучением L2 с длиной волны λ2=1,0÷1,3 мкм, длительностью импульса Δτ2=1 мс и частотой следования импульсов ω2=0,6÷1,0 мкс, регистрацию интенсивности In осуществляют в период между импульсами излучения L2, а визуализацию распределения структурных дефектов в объеме объекта осуществляют по отношению In/Imax, где Imах - максимальное из зарегистрированных значений In.This is achieved by the fact that in the method for detecting structural defects in silicon, including irradiating the object at n-points (where n≥1) with continuous probing infrared radiation L 1 with a wavelength λ≤5.0 μm, recording the intensity I n passed through the object radiation L 1 and mathematical processing of the registration results, the object is additionally irradiated with a pulsed infrared radiation L 2 crossing the radiation L 1 with a wavelength of λ 2 = 1.0 ÷ 1.3 μm, a pulse duration of Δτ 2 = 1 ms and pulse repetition rate ω 2 = 0.6 ÷ 1.0 microseconds, recording intensity I n is performed in Heat-radiation pulses between L 2 and visualization of the distribution of structural defects in the object screen is performed with respect I n / I max, where I max - the maximum of the recorded values I n.

В известных науке и технике решениях аналогичной задачи не обнаружено использование ИК-контраста зондирующего излучения, модулированного величиной поглощения избыточных носителей заряда, генерируемых импульсным возбуждающим ПК-излучением, на структурных дефектах слитка кремния.In the known science and technology solutions to a similar problem, the use of IR contrast of probe radiation, modulated by the absorption of excess charge carriers generated by pulsed exciting PC radiation, on structural defects of a silicon ingot was not found.

Сущность способа заключается в следующем. Дополнительное облучение объекта пересекающим излучение L1 импульсным ИК-излучением L2 с длиной волны λ2=1,0÷1,3 мкм, длительностью импульса Δτ2=0,8÷1,0 мс и частотой следования импульсов ω2=0,6÷1,0 мкс приводит к тому, что вдоль траектории луча L2 происходит генерации неосновных носителей заряда.The essence of the method is as follows. Additional irradiation of the object crossing the radiation L 1 with pulsed infrared radiation L 2 with a wavelength of λ 2 = 1.0 ÷ 1.3 μm, a pulse duration of Δτ 2 = 0.8 ÷ 1.0 ms and a pulse repetition rate of ω 2 = 0, 6 ÷ 1.0 μs leads to the fact that along the path of the beam L 2 there is the generation of minority charge carriers.

Длина волны λ2=1,0÷1,3 мкм излучения L2 соответствует самому началу края фундаментального поглощения в кремнии. Вблизи края фундаментального поглощения существует спектральный интервал, в котором фундаментальное поглощение становится уже достаточно малым, а другие механизмы поглощения (поглощение на свободных носителях заряда, решеточное поглощение, поглощение на примесных электронных переходах, размытие края поглощения за счет встроенных электрических и деформационных полей, а также рассеяние света) тоже дают достаточно малые коэффициенты поглощения. Суммарный коэффициент поглощения в этом случае оказывается настолько малым, что им можно пренебречь по сравнению с поглощением на крупных структурных дефектах, таких как дислокации, границы зерен, свирл-дефекты и т.п.The wavelength λ 2 = 1.0 ÷ 1.3 μm radiation L 2 corresponds to the very beginning of the fundamental absorption edge in silicon. Near the edge of fundamental absorption there is a spectral range in which fundamental absorption becomes already sufficiently small, and other absorption mechanisms (absorption on free charge carriers, lattice absorption, absorption on impurity electronic transitions, blurring of the absorption edge due to built-in electric and deformation fields, and light scattering) also give sufficiently small absorption coefficients. The total absorption coefficient in this case turns out to be so small that it can be neglected compared to absorption on large structural defects, such as dislocations, grain boundaries, swirl defects, etc.

Таким образом, облучая объем кремния импульсным ИК-излучением L2 с длиной волны λ2=1,0÷1,3 мкм, длительностью импульса Δτ2=0,8÷1,0 мс и частотой следования импульсов ω2=0,6÷1,0 мкс, обеспечивается генерация избыточных неосновных носителей заряда, которые поглощаются в основном структурными дефектами, а интенсивность поглощения In регистрируется по интенсивности пересекающего луч L2 зондирующего прошедшего через n-точку кремния луча L1 в период между импульсами излучения L2. При этом максимально зарегистрированное значение интенсивности Imax будет соответствовать минимальному поглощению избыточных неосновных носителей заряда на дефектах структуры, т.е. такой n-точке объема объекта, в которой структурные дефекты отсутствуют или их концентрация пренебрежимо мала.Thus, by irradiating the silicon volume with pulsed infrared radiation L 2 with a wavelength of λ 2 = 1.0–1.3 μm, a pulse duration of Δτ 2 = 0.8–1.0 ms, and a pulse repetition rate of ω 2 = 0.6 ÷ 1.0 μs, the generation of excess minority charge carriers is ensured, which are mainly absorbed by structural defects, and the absorption intensity I n is recorded by the intensity of the probe L 1 passing through the silicon n-point through the silicon beam N 1 passed between the radiation pulses L 2 . In this case, the maximum recorded value of the intensity I max will correspond to the minimum absorption of excess minority charge carriers on structural defects, i.e. such an n-point of the object’s volume in which there are no structural defects or their concentration is negligible.

Выбор диапазона длительностей импульсов Δτ2=0,8÷1,0 мс обусловлен тем, что за такой промежуток времени концентрация генерируемых лучом L2 носителей заряда в кремнии достигает максимума, т.е. режим генерации носителей становится стационарным. Выбор диапазона частот следования импульсов ω2=0,6÷1,0 мкс обусловлен условием полного поглощения избыточных неосновных носителей заряда на дефектах структуры, которое изменяет интенсивность зондирующего луча L1 при прохождении через дефектную область кремния.The choice of the range of pulse durations Δτ 2 = 0.8 ÷ 1.0 ms is due to the fact that for such a period of time the concentration of charge carriers generated by the L 2 beam in silicon reaches a maximum, i.e. carrier generation mode becomes stationary. The choice of the pulse repetition frequency range ω 2 = 0.6 ÷ 1.0 μs is due to the condition of complete absorption of excess minority charge carriers on structural defects, which changes the intensity of the probe beam L 1 when passing through the defective region of silicon.

Новизна заявляемого изобретения обусловлена тем, что для достижения задачи изобретения (обеспечение прямой визуализации распределения структурных дефектов в объеме кремния) используется интенсивность зондирующего ИК-излучения, модулированная величиной поглощения избыточных неосновных носителей заряда, генерируемых импульсным возбуждающим ИК-излучением, на структурных дефектах слитка кремния.The novelty of the claimed invention is due to the fact that in order to achieve the objective of the invention (providing direct visualization of the distribution of structural defects in the silicon volume), the intensity of the probe IR radiation is used, modulated by the absorption of excess minority charge carriers generated by pulsed exciting IR radiation, on structural defects of the silicon ingot.

Сущность способа поясняется фиг. 1, где:The essence of the method is illustrated in FIG. 1, where:

1 - квадратированный слиток кремния;1 - squared silicon ingot;

2 - ИК-лазер импульсного возбуждающего излучения с длиной волны λ2=1,0÷1,3 мкм;2 - IR laser pulsed exciting radiation with a wavelength of λ 2 = 1.0 ÷ 1.3 μm;

3 - входящий в слиток луч импульсного возбуждающего излучения L2;3 - a beam of pulsed exciting radiation L 2 included in the ingot;

4 - прошедший через слиток луч импульсного возбуждающего излучения L2;4 - a beam of pulsed exciting radiation L 2 passed through an ingot;

5 - ИК-лазер потока непрерывного зондирующего излучения с длиной волны λ1≤5,0 мкм;5 - IR laser flow of continuous probing radiation with a wavelength of λ 1 ≤5.0 μm;

6 - ИК-фотоприемник зондирующего излучения;6 - IR photodetector of probe radiation;

7 - входящий в слиток поток лучей зондирующего излучения L1;7 - incoming beam of probe radiation L 1 entering the ingot;

8 - прошедший через слиток поток лучей зондирующего излучения L1;8 - passed through the ingot stream of the rays of the probe radiation L 1 ;

9 - проекция следа входящего потока лучей излучения L1 на поверхность слитка;9 is a projection of the trace of the incoming stream of radiation rays L 1 on the surface of the ingot;

10 - проекция следа выходящего потока лучей излучения L1 на поверхность слитка;10 - projection of the trace of the outgoing flux of radiation rays L 1 on the surface of the ingot;

11 - плоскость пересечения потоков излучения L1 и L2 в объеме слитка.11 - the plane of intersection of the radiation fluxes L 1 and L 2 in the volume of the ingot.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Топографирование распределения структурных дефектов по предлагаемому способу проводилась на объекте, в качестве которого был использован квадратированный монокристаллический слиток кремния марки КДБ-10 (111)-4°. Размеры слитка составляли 175×175×600 мм.Topography of the distribution of structural defects by the proposed method was carried out on the object, which was used as a squared single-crystal ingot of silicon grade KDB-10 (111) -4 °. The dimensions of the ingot were 175 × 175 × 600 mm.

Слиток кремния 1 был закреплен на станине испытательного стенда, имеющего прецизионные устройства горизонтального и вертикального перемещения габаритных объектов и стандартный набор датчиков 6 и аппаратуры для регистрации и обработки ИК-сигналов. Датчики 6 представляли собой матрицу из 144 ИК-фотоприемников, сигнал с которых обрабатывался на персональном компьютере с последующей визуализацией топограммы распределения интенсивностей регистрируемых сигналов в виде гистограммы распределения плотности структурных дефектов.A silicon ingot 1 was mounted on the bed of a test bench with precision devices for horizontal and vertical movement of dimensional objects and a standard set of sensors 6 and equipment for recording and processing IR signals. Sensors 6 were a matrix of 144 IR photodetectors, the signal from which was processed on a personal computer with subsequent visualization of the topogram of the distribution of intensities of the recorded signals in the form of a histogram of the distribution of the density of structural defects.

На станине также дополнительно были размещены источник импульсного возбуждающего излучения 2 (твердотельный иттербиевый лазер с длинной волны λ1=1,26 мкм и эффективностью ~ 80%) и коллиматорная система на основе линз Френеля, сформированных на пластинах из германия, обеспечивающая получение плоского луча 3 размером 150×1 мм.An additional source of pulsed exciting radiation 2 (a solid-state ytterbium laser with a wavelength of λ 1 = 1.26 μm and an efficiency of ~ 80%) and a collimator system based on Fresnel lenses formed on germanium plates providing a plane beam 3 were also placed on the bed size 150 × 1 mm.

В качестве источника непрерывного зондирующего ИК-излучения 5 использовалась матрица из 12 шт. твердотельных (Fе2+:ZnSe)-лазеров мощностью ~50 мВт, каждый из которых был настроен на непрерывный режим генерации излучения с длиной волны λ2=3,7 мкм. С целью предотвращения перегрева лазеров использовалась система охлаждения на базе элементов Пельтье.An array of 12 pieces was used as a source of continuous probing infrared radiation 5. solid-state (Fe 2+ : ZnSe) lasers with a power of ~ 50 mW, each of which was tuned to a continuous mode of radiation generation with a wavelength of λ 2 = 3.7 μm. In order to prevent overheating of the lasers, a cooling system based on Peltier elements was used.

Слиток 1 последовательно облучали импульсами 3 излучения L2 в течение 0,5 с, осуществляя за этот период времени 200÷300 измерений интенсивности, которые после математической обработки и усреднения выводились на дисплей персонального компьютера в виде топограммы распределения дефектов структуры в плоскости 11 слитка.Ingot 1 was sequentially irradiated with 3 pulses of L 2 radiation for 0.5 s, during this time period 200–300 intensity measurements were carried out, which, after mathematical processing and averaging, were displayed on a personal computer in the form of a topogram of the distribution of structural defects in the 11th plane of the ingot.

Перемещая последовательно слиток в горизонтальном направлении на 1,0 мм и осуществляя вышеуказанную последовательность процедур, за 1÷2 мин измерения получали серию (150÷170 шт.) топограмм распределения структурных дефектов в слитке вдоль траектории лучей 7.Moving successively the ingot in the horizontal direction by 1.0 mm and carrying out the above sequence of procedures, for 1 ÷ 2 min of measurements, a series (150 ÷ 170 pieces) of topograms of the distribution of structural defects in the ingot along the ray path 7 was obtained.

Одну и ту же область слитка многократно (до 10 раз) контролировали по данному способу, последовательно сравнивая полученные топограммы. Результаты сравнения показали практически полную идентичность топограмм, что подтверждает достоверность результатов измерения.The same region of the ingot was repeatedly (up to 10 times) monitored by this method, sequentially comparing the obtained topograms. The comparison results showed almost complete identity of the topograms, which confirms the reliability of the measurement results.

Таким образом, заявляемый способ позволяет визуализировать топограмму распределения структурных дефектов в объеме кремния, что обеспечивается обработкой результатов измерения интенсивности зондирующего ИК-излучения, которое оказывается модулированным величиной поглощения избыточных носителей заряда, генерируемых импульсным возбуждающим ИК-излучением, на структурных дефектах слитка кремния.Thus, the inventive method allows you to visualize a topogram of the distribution of structural defects in the silicon volume, which is provided by processing the results of measuring the intensity of the probe IR radiation, which turns out to be modulated by the absorption value of excess charge carriers generated by pulsed exciting IR radiation on structural defects of a silicon ingot.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2179313 от 13.07.1999 г.1. RF patent No. 2179313 dated 07/13/1999

2. Высокоразрешающая рентгеновская дифрактометрия и топография (пер. с англ.) / Д.К.Боуэн, Б.К.Таннер. - СПб.: Наука, 2002. - 274 с.- ISBN 5-02-024963-7.2. High-resolution X-ray diffractometry and topography (translated from English) / DK Bowen, BK Tanner. - St. Petersburg: Nauka, 2002 .-- 274 pp. - ISBN 5-02-024963-7.

3. Патент РФ №2009573 от 22.04.1991 г. - прототип.3. RF patent №2009573 from 04/22/1991 - the prototype.

Claims (1)

Способ выявления структурных дефектов в кремнии, включающий облучение объекта в n-точках, где n≥1, непрерывным зондирующим ИК-излучением L1 с длиной волны λ1≤5,0 мкм, регистрацию интенсивности In прошедшего через объект излучения L1 и математическую обработку результатов регистрации, отличающийся тем, что объект дополнительно облучают пересекающим излучение L1 импульсным ИК-излучением L2 с длиной волны λ2=1,0÷1,3 мкм, длительностью импульса Δτ2=0,8÷1,0 мс и частотой следования импульсов ω2=1,0÷1,3 мкс, регистрацию интенсивности In осуществляют в период между импульсами излучения L2, а визуализацию распределения структурных дефектов в объеме объекта осуществляют по отношению In/Imax, где Imax - максимальное из зарегистрированных значений In. A method for detecting structural defects in silicon, including irradiating an object at n-points, where n≥1, by continuous probing infrared radiation L 1 with a wavelength λ 1 ≤5.0 μm, registering the intensity I n of radiation L 1 transmitted through the object and mathematical processing the registration results, characterized in that the object is additionally irradiated with a pulsed infrared radiation L 2 crossing the radiation L 1 with a wavelength of λ 2 = 1.0 ÷ 1.3 μm, a pulse duration of Δτ 2 = 0.8 ÷ 1.0 ms, and pulse repetition frequency ω 2 = 1,0 ÷ 1,3 microseconds registered intensity I n is performed in Heat-radiation pulses between L 2 and visualization of the distribution of structural defects in the object screen is performed with respect I n / I max, where I max - the maximum of the recorded values I n.
RU2012104913/28A 2012-02-14 2012-02-14 Method to detect structural defects in silicon RU2486630C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104913/28A RU2486630C1 (en) 2012-02-14 2012-02-14 Method to detect structural defects in silicon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104913/28A RU2486630C1 (en) 2012-02-14 2012-02-14 Method to detect structural defects in silicon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2486630C1 true RU2486630C1 (en) 2013-06-27

Family

ID=48702424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104913/28A RU2486630C1 (en) 2012-02-14 2012-02-14 Method to detect structural defects in silicon

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2486630C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615351C2 (en) * 2015-08-24 2017-04-04 Александр Михайлович Григорьев Method for detecting structural defects in crystalline materials

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2009575C1 (en) * 1991-12-24 1994-03-15 Научно-производственное предприятие "Сиапс" Method of contact-free determining of characteristics of silicon plates provided with internal getter
RU2013820C1 (en) * 1991-04-29 1994-05-30 Денисюк Владимир Антонович Method of generation of image of defects of semiconductor plates of large area and device for its implementation
RU2099573C1 (en) * 1995-04-27 1997-12-20 Исследовательский центр им.М.В.Келдыша Electric arc rocket engine
WO1998011425A1 (en) * 1996-09-10 1998-03-19 Bio-Rad Micromeasurements Limited Apparatus and method for detecting micro defects in semi-conductors
JP2008016778A (en) * 2006-07-10 2008-01-24 Nec Electronics Corp Semiconductor testing device and testing method
US20110102771A1 (en) * 2009-10-15 2011-05-05 Camtek Ltd. Systems and methods for near infra-red optical inspection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2013820C1 (en) * 1991-04-29 1994-05-30 Денисюк Владимир Антонович Method of generation of image of defects of semiconductor plates of large area and device for its implementation
RU2009575C1 (en) * 1991-12-24 1994-03-15 Научно-производственное предприятие "Сиапс" Method of contact-free determining of characteristics of silicon plates provided with internal getter
RU2099573C1 (en) * 1995-04-27 1997-12-20 Исследовательский центр им.М.В.Келдыша Electric arc rocket engine
WO1998011425A1 (en) * 1996-09-10 1998-03-19 Bio-Rad Micromeasurements Limited Apparatus and method for detecting micro defects in semi-conductors
JP2008016778A (en) * 2006-07-10 2008-01-24 Nec Electronics Corp Semiconductor testing device and testing method
US20110102771A1 (en) * 2009-10-15 2011-05-05 Camtek Ltd. Systems and methods for near infra-red optical inspection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615351C2 (en) * 2015-08-24 2017-04-04 Александр Михайлович Григорьев Method for detecting structural defects in crystalline materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Przadka et al. Time reversal of water waves
US20140198973A1 (en) Terahertz temporal and spatial resolution imaging system, imaging method and application thereof
KR102315741B1 (en) Nanoparticle analyzer
US20010029436A1 (en) Semiconductor electrical characteristics evaluation apparatus and semiconductor electrical characteristics evaluation method
Usami et al. Development of a THz spectroscopic imaging system
JPS6239705B2 (en)
US20110194380A1 (en) Measuring apparatus
JP2014002024A (en) Method and device for detecting foreign matter in powder by terahertz pulse wave
JPWO2006085403A1 (en) Real-time terahertz tomography equipment and spectroscopic imaging equipment
CN104007075B (en) Method and system for detecting crystal growth environment by using terahertz time-domain spectroscopy technology
RU2486630C1 (en) Method to detect structural defects in silicon
US10021277B2 (en) Terahertz imaging device, and method of eliminating interference patterns from terahertz image
Sarkisov et al. Dipole antennas based on SI-GaAs: Cr for generation and detection of terahertz radiation
RU2522775C1 (en) Method for passive location of edges of metal rectangular parallelepiped in infrared radiation
JP2004061455A (en) Physical property measuring apparatus and method by terahertz electromagnetic wave for powder
JP4793681B2 (en) Optical waveform measuring device and measuring method thereof, complex refractive index measuring device and measuring method thereof
Panetta et al. Characterization of monolithic scintillation detectors etched with laser induced optical barriers
JP6490671B2 (en) Semiconductor wafer bulk quality evaluation method and apparatus
RU2486629C1 (en) Method to monitor life time of minority charge carrier in silicon bars
RU2656408C1 (en) Method of optical tomography of transparent materials
Mazzoni et al. JACoW: Progress on Transverse Beam Profile Measurement Using the Heterodyne Near Field Speckles Method at ALBA
Gerasimov et al. Obtaining spectrally selective images of objects in attenuated total reflection regime in real time in visible and terahertz ranges
Kato et al. 3D spectroscopic computed tomography imaging using terahertz waves
JP6428728B2 (en) Foreign matter detection device and foreign matter detection method in powder using terahertz pulse wave
JP2008170236A (en) Measuring method for reflectivity curve of x ray and of neutron radiation and measuring instrument

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160215