本文關(guān)鍵詞：直拉硅片的基于快速熱處理的內(nèi)吸雜工藝

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【摘要】：直拉硅片的內(nèi)吸雜是通過合適的熱處理工藝使氧沉淀過程僅發(fā)生在硅片體內(nèi),其產(chǎn)生的氧沉淀及其誘生缺陷[統(tǒng)稱：體微缺陷(BMD)]吸除硅片表面的金屬沾污。高溫快速熱處理(RTP)因可以在硅片中引入空位且能控制其濃度的深度分布,因而具有控制氧沉淀的作用。美國前MEMC公司在2000年左右,提出了基于高溫快速熱處理的直拉硅片的內(nèi)吸雜工藝(MDZ工藝),該工藝具有熱預(yù)算低和再現(xiàn)性好的優(yōu)點,一直受到人們的關(guān)注。在本文的工作中,一方面改進了廣泛用于制造集成電路的100硅片的MDZ工藝,另一方面探討了有可能用于集成電路制造的311硅片的MDZ工藝,得到如下主要結(jié)果：100硅片的MDZ工藝通常為氬氣氛下的RTP@1250℃+800℃/4h+ 1000℃/16h。研究表明：在MDZ工藝前先進行氬氣氛下的1200℃/30min預(yù)處理,可以顯著地促進800℃熱處理時的氧沉淀形核,從而加快1000℃熱處理時的氧沉淀過程。輝光放電質(zhì)譜和深能級瞬態(tài)譜的分析表明：1200℃/30min預(yù)處理并沒有在硅片中引入明顯的金屬沾污。因此,可以合理地排除金屬沾污促進硅片在MDZ工藝中氧沉淀的可能性。分析認為：在通常的MDZ工藝中,RTP@1250℃所產(chǎn)生的空位大部分被原生氧沉淀的長大所消耗,只有小部分參與新的氧沉淀核心的形成；而1200℃/30min預(yù)處理使硅片中的原生氧沉淀得到顯著的消融,這使得后續(xù)的RTP@1250℃C所產(chǎn)生的空位幾乎都參與800℃熱處理時氧沉淀的異質(zhì)形核,這種情況下形成的氧沉淀核心遠多于原生氧沉淀,從而顯著促進硅片在MDZ工藝中1000℃C熱處理時的氧沉淀。因此,1200℃/30min預(yù)處理可以減少MDZ工藝中的1000℃熱處理時間,而不削弱硅片的內(nèi)吸雜能力。311直拉硅片因具有比100直拉硅片更好的氧化層擊穿特性,而有可能成為另外一種用于集成電路制造的硅片,但311直拉硅片的氧沉淀行為及內(nèi)吸雜工藝尚未被研究。通過對比311硅片和100硅片在低-高兩步和高溫RTP-低-高三步退火(MDZ)工藝中的氧沉淀行為,發(fā)現(xiàn)311硅片的氧沉淀速率更大且形成的氧沉淀的密度更大。研究表明,上述兩種硅片中氧在1000℃的擴散速度幾乎沒有差異。初步分析認為：由于311硅片中自間隙硅原子的發(fā)射比100硅片中的更為容易,311硅片中氧沉淀的形核與長大處在更有利的條件。在相同的MDZ工藝下,311硅片中的BMD密度比100硅片的高得多,因而311硅片的內(nèi)吸雜性能更好。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN304.12

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10 徐]好，

本文編號：1219691