掺氮区熔硅单晶

一、前言直拉硅单晶中的氧原子,一般含量为10~17～10~18厘米~(-3),这些氧原子一方面能抑制器件制作过程中位错的产生;另一方面能通过内吸除效应,把硅晶体中的有害杂质吸除。同时氧沉淀在硅晶体中,能增强晶体的机械强度,减少高温扩散中的硅片翘曲形变,所以集成电路中广泛采用直拉硅单晶。但直拉硅单晶存在着坩埚沾污和氧的有害效应,即氧施主问题,不容易拉出高电阻率的晶体,也就不能制作高电压的器件。     

硅中的点缺陷的控制和利用

介绍依靠拉晶速度和固液界面处的轴向温度梯度之比，影响空位和自间隙原子在直拉硅单晶中的分布。合理设计热场分布，减少直拉硅单晶中的缺陷。低剂量氧离子注入能降低SIMOX硅片项层硅中的间隙原子浓度，从而降低穿透位错的密度。最近开发了一种称为MDZ的内吸除新技术，通过快速热退火控制硅片中空位浓度的分布，从而得到理想的氧沉淀行为，实现了可靠、可重复的内吸除。     

直拉硅单晶中的热致微缺陷

大规模集成电路工艺要求使用直拉法高质量的无位错硅单晶。然而,硅片在半导体器件制造过程中重复热过程将诱发很多微缺陷(MD),这种MD是有害的。降低晶体中的氧浓度是降低MD的一种方法,但硅中的氧并不     

氧沉淀对直拉硅单晶硬度的影响

研究了氧沉淀对直拉(CZ)硅单晶维氏硬度的影响.研究表明,在发生一定程度氧沉淀的情况下,硅单晶的硬度会由于氧沉淀导致的间隙氧浓度的降低而减小,此时间隙氧原子的固溶强化作用对硅单晶硬度具有显著的影响;而当氧沉淀足够显著时,由于氧沉淀的密度和尺寸较大,氧沉淀在硅单晶中的第二相强化作用得以显现,此时硅单晶的硬度不随间隙氧浓度的降低而减小,反而有较为显著的提高.     

重掺锑硅单晶的生长

在直拉(CZ)法生长的重掺锑硅单晶中,由于锑在硅中的特性,造成无位错(文中指No<1000个/厘米~2)晶体生长的困难,同时断面电阻率均匀性也难以控制,严重影响了单晶的成品率。 本实验用改变动态工艺参数方法调整晶体固液界面,以控制一个微凸等温面,取得了无位错且电阻率分布较为均匀的晶体生长条件。使重掺锑硅单晶成品率达到40％。工艺基本稳定。     

水平磁场对熔体热对流抑制作用的理论分析

在直拉硅单晶生长过程中,熔体热对流对单晶质量有很大影响。一方面,热对流引起的温度波动可引起生长速率的变化,因晶体回熔而引入微缺陷,降低单晶的均匀性;另一方面,热对流将直接影响单晶中的间隙氧含量,并进一步影响到随后的氧沉淀形成。因此,在单晶生长过程中如何控制或抑制熔体的热对流越来越受到重视。     

日本研究提高硅单晶少子寿命的最新进展

众所周知,硅单晶中的少子寿命是评价硅单晶质量的重要参数之一,因而找出影响少子寿命的主要因素,从而提高少子寿命是一个具有重要意义、又很热门的课题。最近日本电报和电话大众公司发表了一篇科研报告,介绍少子寿命是与硅单晶中的氧沉淀密切有关,并深入地定量讨论了它们之间的关系。在直拉硅单晶中,由于氧浓度较高,所以硅单晶在生长后的冷却过程中或以后的热     

直拉重掺硼硅单晶的研究进展

系统介绍了直拉重掺硼(B)硅单晶研究的最新进展。主要内容包括重掺B硅单晶的基本性质，利用重掺B籽晶进行无缩颈硅单晶生长技术，重掺B硅单晶的机械性能，重掺B硅单晶中的氧和氧沉淀，以及B的大量掺杂与大直径直拉硅单晶中空洞型(Void)原生缺陷的控制关系。在此基础上，探讨了当前直拉重掺B硅单晶生产和研究中存在的主要问题。     

Φ125mm硅单晶的控氧技术

Φ１２５ｍｍ硅单晶的控氧技术张果虎常青方锋吴志强郝玉清秦福（北京有色金属研究总院，北京１０００８８）关键词：硅单晶氧含量控氧技术坩埚结构１引言为满足不同的器件对硅片氧含量的不同要求，需要更精确地控制直拉硅单晶中的氧含量及氧梯度。单晶中的氧有两方面的作...     

直拉硅单晶双元素掺杂工艺

前言直拉硅单单晶中常用的掺杂元素有磷P、硼B、砷As、锑Sb等。众所周知N型硅单晶是采用P、As、Sb三种元素作为掺杂剂,P型硅单晶是利用元素B作为掺杂剂。随着电子工业的发展,基础材料硅在质量、品种上近几年都发     

硅单晶材料发展动态

概述了现代特大规模集成电路对硅单晶片的质量要求、直拉砷单晶生长工艺及晶片加工技术研究进展和硅单晶材料市场现状及发展趋势。     

直拉法生长硅单晶时采用减压工艺与气体导流

直拉硅单晶历来都是在真空或氩气氛条件下生长的。在真空中生长,有利于杂质挥发,但电阻率不易控制;在氩气氛条件下生长,则恰好相反,但需消耗大量氩气。特别在硅单晶生产进入大容量化之后,氩气的消耗是相当惊人的。如果高纯氩气的售价不能大幅度下降,硅单晶的成本也就无法降低。另外,直拉硅单晶工艺中用到石英坩埚。石英即二氧化硅,在熔硅与石英的反应中势必有大量氧被溶解,从而增加了硅单晶中的氧     

提高C_Z重掺锑硅单晶质量和成品率的研究

由于直拉重掺锑硅单晶存在截面电阻率均匀性差、杂质管道、杂质条纹、析出、位错等问题,在生产中不仅产品成品率低,而且产品的质量和数量都不能满足器件生产的需要。本文研究产生上述问题的诸因素,分析目前国内拉制重掺锑硅单晶的工艺和几种典型的热系统,提出运用减压拉晶法制备重掺锑硅单晶的工艺。这项工艺对提高直拉重掺锑硅单晶的质量和成品率都有明显的效果。     

低位错锑化铟单晶的研制

在高频直拉单晶炉中,适当增加石英坩埚的高度,并在坩埚外附加一个石英套管,使之形成一个较为合理的热场。在这个新的热场中已拉制出直径为20～30毫米的低位错密度的Insb单晶。其位错密度接近于10~2厘米~(-2)。从而使InSb单晶的位错密度比原先制备的至少下降一个数量级以上。结合直拉单晶工艺和缩颈技术,对排除和降低位错的措施进行较为详细的实验研究,并就两种热场拉制的InSb单晶进行了位错对比分析和讨论。同时,观察到籽晶与熔体接触面因热冲击而新生的位错,其密度约为3×10~2厘米~(-2)。     

中子辐照区熔(氢)硅单晶中的氢沉淀

无位错区熔(氢)硅单晶通过轻水堆中子辐照,然后热处理,再经化学腐蚀,将观察不到氢致φ型缺陷,全部代之以氢沉淀。金相和扫描电镜观察氢沉淀呈丘状小凸起。图像分析表明,氢沉淀尺度均小于10μm,面密度达10~4～10~5cm~(-2)。利用FZ硅中的氢沉淀制备了硅片表面完整层。     

CUSP磁场对直拉硅单晶氧浓度分布影响的数值模拟

利用有限元分析软件对φ300mm直拉硅单晶生长过程进行模拟,分析了保持CUSP磁场对称面与熔体坩埚界面交点处的径向分量不变的情况下,硅单晶中氧浓度分别随CUSP磁场通电线圈距离、通电线圈半径的变化规律.随着通电线圈距离和半径的增大,晶体熔体固液界面氧浓度均逐渐降低.随着通电线圈距离和半径的增大,硅熔体径向磁场强度逐渐增大,对坩埚底部熔体向晶体熔体固液界面处对流的抑制作用加强,固液界面下方熔体轴向流速减小,使得从坩埚底部运输上来的富氧熔体减少,继而固液界面处的氧浓度降低.随着线圈距离和半径的增大,为保持所需磁场强度,施加电流也逐渐增大,从而能耗增大,与增大通电线圈距离相比,增大通电线圈半径所需的电流较大.通过实验,将CUSP磁场对单晶中氧浓度分布影响的数值模拟结果与实际晶体生长进行了对比,实验结果验证了数值模拟的结果.     

硅中氧的热沉淀（上）

本文综述近年来国内外在硅单晶中氧杂质的热沉淀行为方面的研究工作。着重介绍了在不同的热处理条件下,氧在硅单晶中产生的各种热沉淀现象和性质,以及解释这些热行为的氧沉淀理论。最后讨论了硅中氧的各种热沉淀对硅材料及器件性能的影响,并展望了今后在这一领域尚需解决的问题。     

MCZ硅单晶

MCZ硅单晶即磁场直拉硅单晶,于1980年由日本索尼公司首先拉制成功,至今已五年多,在这段时间里,无论对磁场直拉工艺的研究,还是对该材料在应用领域的研究都取得了很大进展。当器件集成度进入兆位时代后,为提高器件性能和合格率,对硅单晶的质量要求就更加严格,由于MCZ硅的优越性非常突出,     

无位错硅单晶生长中几种现象的X射线貌相术观察

本文利用X射线貌相方法观察分析无位错硅单晶生长过程中的几种现象。基于实验结果分析讨论籽晶熔接面处位错的产生、延伸和消除的规律,描述无位错硅单晶小平面生长机理以及破坏无位错硅单晶生长的几种情况。首次用貌相方法观察到孪晶界区域中的位错,最后还讨论单晶尾部的位错返回和克服该问题的两种方法。     

直拉硅单晶生长中氧的分布与控制

硅中的间隙氧对于器件有着有害和有益的作用。因此,控制硅中氧的掺入和改进氧浓度轴向和径向分布是十分重要的。本文评述了硅中氧的掺人机理,描述了硅中氧的轴向和径向分布及氧条纹,给出了几种改进硅单晶生长中氧浓度分布的方法。