NTDFZ（H）－Si单晶中氢沉淀的消除及其在功率器件中的应用

ＮＴＤＦＺ（Ｈ）－Ｓｉ单晶中氢沉淀的消除及其在功率器件中的应用陈燕生，刘桂荣，王培清（北京科技大学１０００８３）（清华大学电力电子厂）陈炳贤，张文成，郑慧秀，解俊东（中国科学院原子能研究院）（冶金部自动化研究院）关键词：区熔，硅单晶，热处理，微缺陷，...     

中子活化分析法测定高纯硅中的痕量杂质

一、前言随着半导体工业的发展,对硅单晶的纯度要求越来越高,硅单晶中的杂质水平,一般在ppb级以下。因此,硅单晶中痕量杂质的分析,用一般的化学分析方法已不能满足要求。目前,多采用灵敏度高的中子活化分析方法。本工作采用非破坏性的中子活化分析方法,分析了不同硅材料厂提供的硅多晶和区熔硅单晶样品,给出了Cu,Na,Au,La,Ga,Sb,Cr.Sc、Fe、Ni、Zn.Ag.Cs、K.Ce等十六种杂质元素的含量或探测极限值。     

压敏器件用直拉硅单晶的中子嬗变掺杂工艺

对压敏器件用低阻NTD CZ Si(直拉硅)的深辐照工艺进行了研究,主要包括三个方面内容:(1)配合自然单晶生长工艺的改进,对CZ与FZ单晶痕量重金属杂质进行中子活化分析。(2)在同样深辐照条件下对CZ与FZ单晶的β-低本底剩余放射性进行跟踪测量,所得到的放射性强度衰减曲线表明CZ与FZ是一致的,同样可以采用NTD技术。(3)低阻CZ硅单晶中子嬗变掺杂工艺研究,根据目标电阻率,适当地选择电子移率μ_e值,通过实验与校正,得到合理的掺杂系数K值。保证掺杂精度,使晶体掺杂的命中率获得显著提高,与常规掺杂相比由原来的40％提高到90％左右。径向不均匀性Δp≤5％,径向微区不均匀性Δp_m≤3～5％。首批量低阻CZ NTD硅的研制及其压敏器件生产中的应用,获得良好的效果,压敏器件性能达到规定标准,并明显地优于普通CZ硅材料的产品,成品率和优品率由40％提高到60％。     

探测器级特高阻区熔硅单晶的高精度微量中子嬗变掺杂

主要介绍探测器级特高阻区熔硅单晶的高精度微量中子嬗变掺杂技术。技术的关键在于掺杂精度的精确控制。例如从理论计算和实验结果对ρ_0值提出合理要求;辐照孔道的选择和辐照装置的改进;掺杂系数K值的调整;硅单晶样品的模拟试验;辐照时间所严格控制;辐射损伤及其消除的机理等研究工作。所研制的N型(10～100)kΩ·cm NTD FZ Si均匀性好,少子寿命高、晶体纯度高。     

压敏器件用直拉硅单晶的中子嬗变掺杂工艺

对压敏器件用低阻NTD CZ Si(直拉硅)的深辐照工艺进行了研究,主要包括三个方面内容:(1)配合自然单晶生长工艺的改进,对CZ与FZ单晶痕量重金属杂质进行中子活化分析。(2)在同样深辐照条件下对CZ与FZ单晶的β-低本底剩余放射性进行跟踪测量,所得到的放射性强度衰减曲线表明CZ与FZ是一致的,同样可以采用NTD技术。(3)低阻CZ硅单晶中子嬗变掺杂工艺研究,根据目标电阻率,适当地选择电子移率μ_c值,通过实验与校正,得到合理的掺杂系数K值。保证掺杂精度,使晶体掺杂的命中率获得显著提高,与常规掺杂相比由原来的40％提高到90％左右。径向不均匀性Δρ≤5％,径向微区不均匀性Δρ≤3～5％。首批量低阻CZ NTD硅的研制及其压敏器件生产中的应用,获得良好的效果,压敏器件性能达到规定标准,并明显地优于普通CZ硅材料的产品,成品率和优品率由40％提高到60％。     

区熔工艺和中照条件对NTD FZ(H)-Si单晶退火行为的影响

采用后热区熔工艺的NTD FZ(H)-Si单晶,其退火曲线与常规区熔(氢)工艺控制的NTD FZ(H)-Si单晶退火曲线一样,有氢施主,而采用后冷区熔工艺的NTD FZ(H)-Si单晶其退火曲线没有氢施主,但有辐照。辐照施主峰大小与快中子积分通量有关,通量愈大热快比愈小,辐照施主峰愈大。     

优质吸除硅片本征吸除能力的研究

本工作采用反应堆中子活化分析与化学腐蚀剥层相结合的方法,进行本征吸除硅片对重金属杂质吸除能力的研究。 用高温热处理法,将一定量的金引入本征吸除硅片内,制成引入金的测试样片。将样片置于反应堆内辐照,使杂质金活化。辐照通量为:2.6×10~(13)n/cm~2·s,辐照60小时,冷却3天。活化后的样片,用特制的聚四氟乙烯模具掩模,进行化学剥层处理,单次剥层厚度为10μm或20μm,剥层误差小于3％。蚀刻液用SCORPIO-3000多道分析器作~(198)Au的γ-谱分析。     

掩模、刻蚀剥层-堆中子活化分析法测定硅片中金的纵向分布

本文研究了与堆中子活化分析法相结合的硅片掩模、刻蚀剥层技术及在此基础上建立的硅片中金的纵向浓度分布测定法。 采用自行设计的模具法掩模,操作方便、掩模可靠,模具耐腐蚀性能强,尤其适合放射性样品操作。通过研究刻蚀剂组份、刻蚀时间、刻蚀温度对刻蚀速率的影响,可提供合适的刻蚀剥层方案。用本法掩模和剥层,可连续进行单面或双面刻蚀剥层,每层厚度为5-20微米,总厚度偏差±3％。