電子輻照對單晶硅性能影響的研究.pdf

1、現(xiàn)代微電子器件生產(chǎn)的發(fā)展離不開硅材料，集成電路技術(shù)的不斷更新對單晶硅提出了非常嚴(yán)格的要求。研究單晶硅的電子輻照效應(yīng)、開發(fā)新的輻照吸雜工藝具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文利用傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR，F(xiàn)ourierTransform Infrared)、霍爾效應(yīng)測試儀(Hall)以及化學(xué)腐蝕的方法研究了電子輻照引入的缺陷隨退火溫度變化及其熱穩(wěn)定性，探討了輻照缺陷對單晶硅電學(xué)性能以及快速熱處理技術(shù)對輻照單晶硅內(nèi)吸雜性能影響，獲得以下

2、結(jié)果：
　　 電子輻照在單晶硅中引入VO，VO2，CiOi和Oi2復(fù)合體。這些復(fù)合體會在禁帶中引入受主能級，使載流子濃度下降。輻照劑量越大，引入的輻照缺陷濃度越大，其中引入的VO復(fù)合體的濃度與(劑量)m 成正比，其中高氧和低氧單晶硅的m 值分別為0.75和0.8。830 cm-1 紅外吸收峰中存在一個(gè)較弱的伴生峰826 cm-1(V2O)，其強(qiáng)度與輻照劑量相關(guān)。這些復(fù)合體在700 ℃熱處理時(shí)基本消除，載流子濃度恢復(fù)到輻照前的水平

3、。VO2復(fù)合體的穩(wěn)定性與溫度有關(guān)，溫度升高，穩(wěn)定性下降。在450 ℃附近，存在亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的VO2 *缺陷。887 cm-1 峰中存在一個(gè)衛(wèi)星峰884 cm-1，被認(rèn)為是 [VO2+V] 缺陷。
　　 電子輻照單晶硅經(jīng)快速熱處理(RTP，Rapid Thermal Processing)再進(jìn)行高溫一步熱處理后，能夠在體內(nèi)形成清潔區(qū)(DZ，Denuded Zone)和體缺陷(BMDs，bulk micro defects)?？梢酝ㄟ^