ПРОБЛЕМАТИКА РІЗАННЯ ПІДКЛАДОК АЛМАЗОВАНИМ ДИСКОМ В ТЕХНОЛОГІЇ КРЕМНІЄВИХ p-i-n ФОТОДІОДІВ

Анотація

Стаття присвячена вирішенню проблем деградації параметрів кремнієвих p-i-n-фотодіодів під час різання пластин на кристали диском із зовнішньою алмазною кромкою. Наведено порівняльний аналіз методів різання кремнієвих пластин на елементи, зокрема охарактеризовано наступні методи: алмазне скрайбування з подальшим розламуванням; різання алмазним диском із зовнішньою ріжучою кромкою; лазерне скрайбування з подальшим розламуванням; різання лазером. При аналізі джерел побачено, що широкого розповсюдження набуває метод лазерного управляючого термосколювання, який забезпечує мінімальну кількість дефектів вздовж лінії різання. Але в свою чергу, даний метод вимагає вирішення ряду супутніх проблем, що значно ускладнює обробку. Відповідно цей метод розділення пластин на елементи доцільно використовувати для різання крихких матеріалів, тонких підкладок, чи структур де висуваються жорсткі вимоги до якості лінії різання. В випадках де виникають труднощі із застосуванням лазерного випромінювання, чи відсутні жорсткі вимоги до шорохуватості країв виробів, доцільно використовувати менш трудомісткі та вартісні методи розділення, зокрема  різання алмазним диском із зовнішньою ріжучою кромкою.Так, при серійному виготовленні кремнієвих квадрантних p-i-n фотодіодів з охоронним кільцем помічено збільшення  значень темнових струмів  після різання. Поділ на елементи здійснювався за допомогою різання диском із алмазною ріжучою кромкою. Побачений ріст темнового струму потребував дослідження, зокрема, встановлення його причин та методів уникнення. Відповідно завданням даної роботи є вивчення механізму зростання темнових струмів фотодіодів та визначення оптимальних режимів різання пластин на кристали даним методом.

В ході експериментів визначено оптимальну глибину недорізу пластин, яка складає ¼ товщини підкладки. Досліджено вплив відстані від лінії різання до фоточутливих елементів на темнові струми охоронних кілець та встановлено, що при відстані від лінії різання до охоронного кільця 900 мкм, деградація темнового струму не відбувається (при напрузі зміщення (120 В). При зменшенні відстані від лінії різання до активних елементів темнові струми охоронних кілець погіршуються. Можливе зменшення відстані від лінії різання до охоронного кільця без погіршення темнового струму при використанні меншої напруги зміщення. Зростання темнових струмів фоточутливих площадок після процесу різання не побачено.   Також вивчено вплив   швидкості проходження ріжучого диска та товщини ріжучого полотна на темнові струми фотодіодів. Оптимальною швидкістю подачі диска є 5мм/с, а також при зменшенні товщини алмазного полотна деградація темнових струмів зменшується.

Погіршення параметрів ФД після операції різання відбувається внаслідок набутих механічних напружень та розірваних хімічних звязків на торцях кристалів. В даній роботі визначено оптимальні режими різання підкладок на елементи, які дозволяють уникнути  деградації параметрів напівпровідникових приладів.