大直徑直拉硅片的一種新型內(nèi)吸雜工藝研究.pdf

1、半導(dǎo)體硅材料是微電子產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。多年來，人們一直在研究如何控制和利用直拉硅中的雜質(zhì)和缺陷，即所謂的“缺陷工程”。其中內(nèi)吸雜工藝是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界普遍關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。近年來，人們一直在致力于簡化內(nèi)吸雜工藝和減少內(nèi)吸雜工藝的熱預(yù)算。本文在此方面做了探索性的工作，提出了一種新型的內(nèi)吸雜工藝，取得了如下的主要結(jié)果： 提出了一種新的直拉硅片的內(nèi)吸雜工藝，我們稱之為“L-HRampingIG”工藝。該工藝的基本思想是：通過從適當(dāng)?shù)牡蜏鼐徛?/p>

2、升溫到足夠的高溫并保溫一定時(shí)間，使得硅片體內(nèi)的原生氧沉淀長大而形成體缺陷(BMD)，同時(shí)近表面區(qū)域的原生氧沉淀被融解，并發(fā)生氧的外擴(kuò)散而形成潔凈區(qū)(DZ)。這種新的內(nèi)吸雜工藝充分利用了硅中原生缺陷的長大形成高密度的體缺陷，與傳統(tǒng)的高-低-高三步退火工藝相比，很大程度上節(jié)省了內(nèi)吸雜工藝的熱預(yù)算。 對(duì)上述的內(nèi)吸雜工藝的詳細(xì)研究表明：起始溫度越低，產(chǎn)生的體缺陷密度越高；升溫速率的降低會(huì)導(dǎo)致體缺陷的密度增加；高溫保溫溫度和保溫時(shí)間決定了

3、潔凈區(qū)的寬窄，只有在足夠高的溫度下保溫才會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的潔凈區(qū)；只有在惰性氣氛中熱處理，L-HRamping工藝才可能產(chǎn)生潔凈區(qū)。進(jìn)一步的研究還表明，L-HRamping內(nèi)吸雜工藝更適合于摻氮直拉硅單晶。 本文還研究了大直徑直拉硅片在不同的退火制度中，氧氣作為保護(hù)氣氛對(duì)潔凈區(qū)和氧沉淀形成的影響。研究表明，在氧沉淀的形成過程中，氧氣氛保護(hù)退火主要影響氧沉淀的長大過程，而對(duì)氧沉淀形核的影響則不顯著。研究還表明，在傳統(tǒng)的H-L-H內(nèi)吸雜工