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.     

CZ法硅单晶生长中(dT/dx)_(S-L)与热系统结构的关系

实验测量了用CZ法生长硅单晶时(dT/dx)_(s-L)与热系统结构的关系。△T-x曲线呈非线性。指出了曲线斜率发生较大变化的a点的位置在硅单晶生长中的重要意义。为硅单晶生产中设计热场提供了依据。     

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。     

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。     

中子辐照和掺杂氢气氛FZ硅中氢施主研究

本文给出了不同原始材料状况、不同中子辐照剂量对FZ(H_2)硅中氢施主产生的影响和经长时放置的中子掺杂FZ(H_2)硅的退火行为,提出了氢施主与缺陷直接相关的新证据;氢施主与中子辐照和掺杂CZ硅中的氧施主产生、退火以及表观浓度与中子剂量的关系很不相同;中子辐照高于某一剂量时,氢施子浓度趋于饱和。本文对实验结果进行了初步讨论。     

CZSi中氧的行为

讨论了CZSi中氧的四类行为:(1)由石英坩埚中直拉法生长晶体时氧的行为;(2)间隙氧的本征行为,例如扩散等;(3)亚稳结构,有O-V_(si),热施主与新施主,(4)热力学稳定结构,有各种氧沉淀及其诱生缺陷。     

硅中碳的行为与影响

碳是硅中与氧密切相关的重要杂质,现在氧已成为影响器件性能及成品率的关键因素,碳的重要性也日益明显。然而,目前对碳的了解却远不如氧。本文将叙述硅中碳的来源与分布(包括轴向与径方分布、碳条纹及碳沉淀等),碳对材料性能(如NTD硅的退火行为、热施主形成、硅中金扩散、原生单晶中微缺陷等),器件性能(包括功率器件、低压器件及集成电路)的影响等。最后叙述碳与氧沉淀的关系。     

VLSI时代CZ硅单晶工艺的新课题

VLSI 用硅片几乎全部由 CZ 法(切克芬斯基法)制备。CZ 法硅单晶中将有来自石英坩埚的氧混入,故可以利用 IG 效应。所以,用 CZ 法能否在拉制的长度方向上和截面内把氧含量控制在一定范围内,是个关键。当前 CZ 硅单晶的主要研究方向有如下几点:     

纵向磁场拉制硅单晶的工艺研究

用常规CZ法拉制的硅单晶质量与VLSI对材料的要求有较大差距。MCZ法可以抑制硅熔体的热对流,因而改变了硅单晶的氧含量和其他性能。作者采用VMCZ法详细地研究了磁场对硅熔体波动、温度起伏的影响,进而研究了磁场对热场分布、磁场对硅单晶中杂质的分布、磁场对硅单晶中氧、碳含量、磁场对硅单晶中微缺陷等的影响。发现:VMCZ的结果与资料报导的HMCZ数据相比有较大差别。通过调整拉晶参数也只能有限度地改善硅单晶的性能。     

中子嬗变掺杂单晶硅的退火行为研究

对NTD Si进行了350～1200℃等时(1h)退火,发现在800～950℃范围内电阻率低于真实电阻率,说明有施主产生。研究了这种施主与CZ-Si中的热施主和新施主之异同以及消除它的退火条件。     

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     

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。     

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     

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。     

拉制硅单晶的两项新技术

日本三菱材料及大阪钛制造两公司分别开发出两项拉制硅单晶的新技术.三菱材料公司开发的连续 MOZ 法,是将边加磁场边拉制的磁控管 CZ(MCZ)法与传统的切克劳斯基单晶拉制法(直拉法)组合,可将影响半导体特性的氧浓度降低,能在较宽范围内控制氧的浓度,而且,在拉制中添加的杂质(掺杂剂)浓度也可保持均匀.     

国外硅材料的最新发展

本文综述了近二、三年来国外硅材料的发展,指出了硅多晶材料在世界将会出现供给不足的局面。硅单晶(CZ法)的炉产量仍在扩大,而材料质量在纯度方面已能满足器件要求,只是单晶微缺陷和其它性能仍在进行研究。NTD硅单晶已经成为质量很好的商品。文内还对CZ法的ACRT和MCZ工艺以及太阳电池级硅材料作了介绍。     

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。     

直拉法生长的硅单晶中碳氧平衡

硅中碳和氧是重要的非金属杂质,它们对硅单晶的性质有着重要影响。硅中碳、氧浓度关系引起了国内外的重视。本文利用已有的研究成果,从物理化学的角度,进一步提出了硅中碳氧平衡模型,用实验证实了这一平衡的存在,并为降低和控制硅中碳、氧含量进行了实验研究。     

对“OS”法检测<111>硅单晶中旋涡缺陷的进一步探讨

在模拟器件工艺用“OS”法检测CZ硅单晶中旋涡缺陷时,常有雾状缺陷的干扰。本文对雾状缺陷的分布形态及产生原因作了初步研究。为了消除这种干扰,提出了硅片经1100℃水汽氧化,HF去氧化层后,进行加热择优腐蚀的工艺。认为深腐蚀检测旋涡更为合理。     

300mm直拉单晶硅中的氮元素对氧化诱生层错的影响

采用直拉法生长普通和掺氮硅单晶,研究不同含氮浓度的晶体中氧化诱生层错(OSF)的行为.从4组晶体的相同位置取样,并对样品进行1100℃湿氧氧化实验.实验结果表明,随着晶体中氮浓度的增加样品中氧化诱生层错环(OSF-ring)宽度变大,且环内OSF缺陷的密度增加.这说明,氮的掺入促进了晶体中满足OSF形核要求的原生氧沉淀的形成,使OSF形核区变大.