电子辐照对直拉硅单晶电学参数的影响

对N型[111]晶向直拉硅样品进行电子辐照,然后在不同温度下进行常规热处理,对比研究了不同辐照剂量的样品少子寿命和电阻率随退火温度的变化。结果表明:直拉硅单晶样品经电子辐照后电阻率增加,少子寿命下降,辐照剂量越高电阻率增加的越多,少子寿命下降越明显。对辐照样品进行不同温度热处理发现热处理温度低于600℃,少子寿命基本处于稳定值,当退火温度达到650℃时,辐照样品的电阻率与少子寿命均恢复至辐照前的初始值,表明在该温度下辐照引入的缺陷基本消除,因此晶体的导电能力逐渐恢复。而经750℃热处理后,辐照样品的少子寿命和电阻率分别出现一个低谷,辐照剂量越高电阻率和少子寿命值在该温度下下降幅度越大,而且随着热处理时间的延长,辐照样品电阻率不断下降,通过间隙氧含量的测量也初步证明电阻率的下降与间隙氧原子的偏聚有关,该温度下电阻率的下降与辐照相关联。     

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。     

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     

重掺硼硅片表面清洗研究

研究了SC-1清洗过程对重掺硼和轻掺硼硅片表面颗粒、微粗糙度的影响及其清洗后硅片表面化学组态分布,采用表面颗粒激光扫描仪、原子力显微镜及X射线光电子能谱(XPS)对重掺硼和轻掺硼硅片在SC-1清洗过程中表现的不同清洗特性进行分析。结果表明:在SC-1清洗中,重掺硼硅片表面更容易吸附颗粒,需要更长的清洗时间来得到清洁表面;随清洗时间延长,重轻掺硅片表面微粗糙度均有增大趋势,且重掺硼硅片表面微粗糙度始终比轻掺硼硅片大,通过表面高度结果可知,相同清洗条件下,重掺硼硅片表面纵向腐蚀深度比轻掺硼大0.3 nm,与(111)面的晶面间距相近;XPS结果显示重掺硼硅单晶中大量硼原子的引入对SC-1清洗过程中的各向异性腐蚀有一定的增强效果,适当改变SC-1清洗中的氧化剂的含量有助于得到更好的表面质量。     

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。     

N2气氛下快速退火(RTA)对硅片氧沉淀密度和表面形貌的影响

快速退火（RTA）单晶硅片时，硅片内部会形成一种特殊的空位分布。空位的分布将决定后序两步退火（800℃，4h＋1000℃，16h）后生成的洁净区宽度和氧沉淀密度。研究了N2气氛下，不同RTA恒温时间对洁净区形成和氧沉淀密度的影响。发现延长RTA恒温时间，会增加氧沉淀密度。使用原子探针显微镜（原子力显微镜）研究了RTA后表面形貌的变化。发现在N2气氛下RTA处理过的硅片，表面微粗糙度略有增加。     

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。     

用SPV法对影响硅片少于寿命因素的研究

随着IC工业的发展,对硅材料的质量提出了越来越高的要求。硅单晶中的非平衡少数载流子寿命(少子寿命)是一个被关注的表征材料性能的重要物理参数。本文通过表面光电压法(SPV)研究提出单晶工艺、退火前硅片的洁净程度及退火炉的洁净程度是影响寿命及内部金属沾污的三个重要因素。     

单晶硅内氢杂质特性研究进展

从单晶硅内氢杂质的引入,氢钝化施主,钝化受主,钝化缺陷等几方面对近年来单晶硅内氢杂质的特性研究进行了综述,强调了氢加速氧扩散、加速热施主与氧沉淀的形成等性质,讨论了氢在单晶硅内的存在状态及硅片在氢气氛中的退火特性。     

直拉硅单晶热处理过程中氧及碳的行为

本文研究了CZ硅单晶在热处理过程中碳对产生氧施主和加快氧沉淀的作用。实验证实了碳在450℃时能抑制热施主的产生,在750℃时碳能促使生成新施主。在1050℃时由于碳的存在加快了氧的沉淀。实验结果认为CZ硅单晶氧含量小于8×10~(17)cm~(-3)时电阻率的热稳定性较好。     

控制硅中的氧是生产超大规模集成电路用硅的关键问题

使用普通的直拉法生产单晶硅将形成大量氧复合体。高温处理硅时,这些氧杂质的存在能导致各种各样的晶体缺陷。然而,通过精心的控制热处理过程,就能够控制氧的沉淀量,从而最终达到改善硅片的质量。     

电子辐照直拉硅V-O相关缺陷的红外研究

应用兀FTIR技术研究了1.5 MeV不同剂量电子辐照直拉硅(CZ-si)的V-O缺陷在不同温度热处理时的行为.发现随着辐照剂量的增加,间隙氧的吸收峰不断下降,而VO(830 cm-1)强度迅速增加,并且其退火温度随辐照剂量的增加而升高,伴随830 cm-1峰的出现,在860 cm-1处出现一弱的吸收峰,两者有着相似的退火行为.VO0(830 cm-1)与样品中的初始间隙氧含量无关.400℃热处理,出现了889cm-1对应的复合体VO2,其形成主要在退火初期,该峰强度不随退火时间发生变化,但与初始氧含量有关.     

大规模集成电路用硅单晶

本文简要介绍了美、日集成电路发展水平以及硅单晶的质量、直径大型化、等径化的进展情况。并结合国内情况指出了LSI对硅材料的质量要求。硅单晶电阻率的径向不均匀性将决定器件的最小尺寸、金属杂质将导致器件性能恶化、微缺陷、氧含量与LSI质量密切相关。文内对于利用氧沉淀的本征吸杂和作为LSI工艺中的头道工序——硅片加工的质量要求也作了扼要介绍。     

多晶硅沉积厚度对氧沉淀和洁净区形成的影响

硅片背面沉积多晶硅是半导体生产中常用的吸杂手段,多晶硅中存在着大量的晶界,可以吸除金属杂质,它还可以影响硅片内氧沉淀的分布,增强内吸杂的作用。通过控制低压化学气相沉积(LPCVD)系统的沉积时间,在硅片背面沉积不同厚度的多晶硅薄膜,借助择优腐蚀和金相显微(OM)观察等手段研究了沉积厚度对重掺硼硅片内氧沉淀形成与分布的影响。结果表明:沉积的多晶硅薄膜越厚,硅片的形变量越大,小尺寸的氧沉淀数量增多并在表面附近聚集,大尺寸的氧沉淀则倾向于在体内和背面形成,洁净区的厚度则减小直至无洁净区建立。多晶硅薄膜通过对硅片施加应力引起硅片形变,从而影响氧沉淀硅片体内形成的位置,起到促进内吸杂的作用。最佳多晶硅沉积厚度为800 nm。     

直拉硅单晶时旋转磁场的获得

一、引言大规模和超大规模集成电路的发展,对硅单晶质量提出了越来越高的要求。直拉硅单晶中的杂质氧,使晶体在生长或器件制造的热处理过程中,产生堆垛层错、位错环和硅氧沉淀等缺陷。另一方面,氧化物沉淀引入的位错对表面沾污有本征吸杂的作用。因此硅中氧浓度是单晶质量的重要标志。一般直拉硅单晶中的氧浓度都超过1×10~(18)原子/厘米~3,而且单晶头部含量高于尾部。纵向     

重掺锑直拉单晶硅的掺氮效应

本文研究了Si3N4熔融掺氮条件下重掺锑直拉单晶硅的性质。实验结果表明,掺氮重掺锑直拉单晶硅比一般的重掺锑直拉单晶硅具有更低密度的0.2~0.3μm尺寸COP,经过高温热处理之后,HSb-NCZSi具有更高的与氧沉淀相关的体微缺陷密度,此外,其对应硅片的机械强度也比HSb-CZSi增强。     

轻/重水堆中子辐照氢区熔硅退火特性的比较

用电阻率测量、金相观察以及红外光谱等方法分别研究了氢区熔硅单晶在轻水反应堆和重水反应堆进行中子辐照后的退火特性。电阻率退火曲线表明，两种中子辐照样品都存在氢致施主。随着退火温度由低到高，轻水堆辐照样品存在一个导电类型由ｐ型到ｎ型的转型过程，而且在这种转型过程中，有一个明显的“周边滞后”现象。在重水堆辐照样品中，热处理缺陷表现为氢致Φ型缺陷（大麻坑），而在轻水堆辐照样品中，热处理缺陷表现为尺寸小得多的氢沉淀。红外光谱测量结果表明，重水堆中子辐照的样品经短时退火后观察不到氧沉淀，而在轻水堆辐照样品中存在吸收峰在１２３０ｃｍ－１附近的氧沉淀。     

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。     

关于直拉硅单晶中微缺陷及其检测的一些看法

文章通过对直拉单晶硅片热处理前后缺陷显示、红外吸收光谱等变化的分析,指出直拉硅单晶中起主导作用的微缺陷是“氧旋涡”,它是硅中氧沉淀的产物。其主要控制因素为氧含量、碳含量和晶体冷却速度。据此,作者认为热氧化化学腐蚀法模拟,接近于器件工艺,较其它微缺陷检测方法更具实际意义。文中就目前该法在实施中尚存在争议的“深腐蚀和浅腐蚀”,“表面雾状缺陷干扰”,“与常规化学腐蚀法对应”,“热氧化温度选择”等问题提出了解释和看法。还展望了缺陷工程的新形势。     

硅中氢致缺陷和微缺陷氢沉淀的消除及其应用

氢气氛下区熔拉制的鼓棱无位错硅单晶,原生晶体经化学腐蚀,观察不到缺陷,包括微缺陷。但当块状热处理后,经腐蚀常常观察到尺度mm数量级的氢致缺陷(φ型缺陷、麻坑)和微缺陷氢沉淀。为了消除这些缺陷,原生单晶需片状供应,片厚应小于1mm,或中照后的区熔(氢)硅单晶,片状,940℃、0.5h退火,均能消除之。在电力电子器件的应用中,管芯等级合格率可保持在80%以上