本文選題：氧化誘生層錯(cuò) + 重?fù)絥型直拉硅�。� 參考：《浙江大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：氧化誘生層錯(cuò)(OSF)是硅片在熱氧化過程中可能產(chǎn)生的一種缺陷,它的存在會(huì)增大漏電流、降低擊穿電壓,導(dǎo)致器件性能下降甚至失效。目前,輕摻直拉硅單晶的OSF已經(jīng)得到系統(tǒng)的研究,但對(duì)于重?fù)街崩鑶尉У腛SF研究還不夠深入和全面,尤其是重?fù)絥型直拉硅單晶。相比于重?fù)絧型,重?fù)絥型直拉硅單晶的OSF的形成規(guī)律更為復(fù)雜。因此,系統(tǒng)研究重?fù)絥型直拉硅單晶的OSF行為對(duì)全面深入理解OSF具有十分重要的意義。本論文研究了重?fù)絥型直拉硅片的OSF的形成及動(dòng)力學(xué)特性,并探討了摻雜劑類型、形核中心、熱處理氣氛等因素對(duì)OSF行為的影響,取得了如下主要結(jié)果：1.研究了不同摻雜類型和不同摻雜濃度的重?fù)絥型直拉硅片的OSF的行為。發(fā)現(xiàn)電阻率適中的重?fù)絥型直拉硅片可以形成OSF,而當(dāng)電阻率低至一定值(如小于5mΩ·cm)時(shí),即使引入高密度的形核中心,重?fù)絥型直拉硅片也難以產(chǎn)生OSF。2.研究了重?fù)搅缀椭負(fù)戒R直拉硅片引入不同類型及密度的形核中心所形成的OSF。結(jié)果表明,兩種重?fù)絥型直拉硅片的OSF密度顯著受到形核中心影響,即高密度的形核中心導(dǎo)致高密度的OSF形成。然而OSF的長(zhǎng)度卻與其形核中心的密度及類型無關(guān)。3.對(duì)比研究了重?fù)戒R和重?fù)搅字崩杵腛SF的生長(zhǎng)及收縮過程,以揭示摻雜劑對(duì)重?fù)絥型直拉硅片的OSF的動(dòng)力學(xué)的影響。研究表明：在相同的熱氧化條件下,重?fù)戒R直拉硅片的OSF的長(zhǎng)度大于重?fù)搅椎?且其生長(zhǎng)激活能更低�；诿芏确汉碚摰牡谝恍栽碛�(jì)算結(jié)果表明：與磷原子相比,銻原子是更有效的空位俘獲中心,從而抑制空位與自間隙硅原子的復(fù)合。因此,在經(jīng)歷相同的熱氧化時(shí),氧化產(chǎn)生的自間隙硅原子與空位復(fù)合后所剩余的數(shù)量在重?fù)戒R硅片中的更多,從而導(dǎo)致OSF更長(zhǎng)。4.摻雜劑類型對(duì)重?fù)絥型直拉硅片的OSF收縮行為沒有明顯的影響,但氮?dú)夥諘?huì)顯著抑制OSF的收縮,其原因是在高溫?zé)崽幚碇泄璞砻嫘纬傻牡枘ひ种屏吮砻嬷貥?gòu),減緩了OSF周圍自間隙硅原子的發(fā)射。在惰性氣氛的高溫?zé)崽幚磉^程中,氧化膜的存在會(huì)導(dǎo)致硅表面的自間隙硅原子向氧化膜中的回?cái)U(kuò)散,加快自間隙硅原子的發(fā)射,促進(jìn)OSF的收縮；然而在氮?dú)夥罩袩崽幚?由于氮化層會(huì)阻礙回?cái)U(kuò)散過程,OSF的收縮反而會(huì)受到抑制。
[Abstract]:Oxide induced stacking fault (OSF) is a possible defect in the thermal oxidation process of silicon wafer. Its existence will increase leakage current, reduce breakdown voltage, and lead to device performance decline or even failure.At present, the OSF with light Czochralski single crystal has been systematically studied, but the study of OSF for heavily Czochralski single crystal is not thorough and comprehensive enough, especially for the heavily doped Czochralski silicon single crystal.Compared with the heavily doped p-type, the formation of OSF in n-doped Czochralski single crystals is more complex.Therefore, the systematic study of the OSF behavior of n-doped Czochralski single crystals is of great significance for the thorough understanding of OSF.In this paper, the formation and kinetic characteristics of OSF for heavily doped n-type Czochralski wafers are studied, and the effects of dopant type, nucleation center and heat treatment atmosphere on the OSF behavior are discussed. The main results are as follows: 1.The behavior of OSF on n-type Czochralski wafers with different doping types and different doping concentrations was studied.It is found that heavy doped n-type Czochralski wafers with moderate resistivity can form OSFs, but when the resistivity is as low as 5 m 惟 cm, it is difficult to produce OSF.2when the high density nucleation center is introduced into the heavy doped n-type Czochralski wafers.The OSF formed by the introduction of different types and densities of nucleation centers on heavily doped and heavily doped antimony Czochralski wafers were investigated.The results show that the OSF density of two kinds of heavily doped n-type Czochralski wafers is significantly affected by the nucleation center, that is, the high density nucleation center leads to the formation of high density OSF.However, the length of OSF has nothing to do with the density and type of nucleation center.The growth and shrinkage process of OSF on heavy antimony doped silicon wafer and heavily doped phosphorus Czochralski silicon wafer were studied in order to reveal the effect of dopant on the OSF kinetics of heavily doped n-type Czochralski wafer.The results show that under the same thermal oxidation conditions, the length of OSF of heavy antimony doped Czochralski silicon wafer is longer than that of heavily doped silicon wafer, and its growth activation energy is lower.The results of first-principle calculations based on density functional theory show that antimony atoms are more effective vacancy trapping centers than phosphorus atoms and thus inhibit the recombination of vacancies with self-interstitial silicon atoms.Therefore, after the same thermal oxidation, the residual amount of self-interstitial silicon atoms recombined with vacancies is more than that of heavily antimony doped silicon wafers, resulting in a longer OSF. 4.The type of dopant has no significant effect on the shrinkage behavior of OSF on n-type Czochralski wafer, but nitrogen atmosphere can significantly inhibit the shrinkage of OSF, because the silicon nitride film formed on the surface of Si during high temperature heat treatment inhibits the surface reconstruction.The emission of self-interstitial silicon atoms around OSF is slowed down.In the process of high temperature heat treatment in inert atmosphere, the existence of oxide film will lead to the rediffusion of self-interstitial silicon atoms into the oxide film, accelerate the emission of self-interstitial silicon atoms and accelerate the contraction of OSF.However, the contraction of OSF will be inhibited because nitrided layer will hinder the rediffusion process.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN304.12

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董蘇;蔡云凱;;半導(dǎo)體材料測(cè)試技術(shù)的現(xiàn)狀[J];陽光能源;2009年03期

2 李國(guó)強(qiáng),華慧,介萬奇;CdZnTe晶片的紅外透過率研究[J];半導(dǎo)體光電;2003年04期

3 孫以材,范兆書,孫新宇,寧秋鳳;電阻率兩種測(cè)試方法間幾何效應(yīng)修正的相關(guān)性[J];半導(dǎo)體技術(shù);2000年05期

4 劉新福,孫以材,劉東升;四探針技術(shù)測(cè)量薄層電阻的原理及應(yīng)用[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年07期

5 張志勤;李勝華;張秀麗;;擴(kuò)展電阻技術(shù)測(cè)試外延片外延厚度誤差分析[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年10期

6 任獻(xiàn)普;劉新福;黃宇輝;柳春茹;趙曉然;趙麗敏;;基于EIT技術(shù)的微區(qū)薄層電阻測(cè)試系統(tǒng)研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2009年10期

7 石俊生，孫以材;方塊電阻測(cè)試中的有限元理論[J];半導(dǎo)體情報(bào);1996年06期

8 陳暢生,曾繁清,熊傳銘,沈?qū)W礎(chǔ);硅中氧的結(jié)構(gòu)組態(tài)及熱擴(kuò)散行為[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);1991年08期

9 戴顯英,張鶴鳴,王偉,胡輝勇,呂懿,舒斌;應(yīng)變Si_(1-x)Ge_x材料摻雜濃度的表征技術(shù)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2003年09期

10 張艷輝,孫以材,劉新福,陳志永;斜置式方形探針測(cè)量單晶斷面電阻率分布mapping技術(shù)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2004年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 張鵬;黃云;李斌;;PHEMT器件界面態(tài)分析方法[A];2007'第十二屆全國(guó)可靠性物理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李蛟;PEDOT:PSS薄膜的摻雜改性及其在有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2010年

2 季梅;氧化釓摻雜對(duì)氧化鉿高K柵介質(zhì)氧空位抑制作用及電學(xué)性能研究[D];北京有色金屬研究總院;2010年

3 秦艷麗;硅基薄膜的制備及其在鋰離子電池中的應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2011年

4 楊超;聚吡咯基導(dǎo)電復(fù)合材料的制備及其性能研究[D];蘭州大學(xué);2011年

5 馬格林;一種新的SiC外延材料質(zhì)量評(píng)估方法[D];西安電子科技大學(xué);2011年

6 魯林峰;太陽電池用ZnO:Al和β-FeSi_2薄膜材料的制備與性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

7 劉祖明;晶體硅太陽電池及其電子輻照研究[D];四川大學(xué);2002年

8 劉新福;結(jié)合圖像分析的微區(qū)薄層電阻四探針測(cè)試技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2003年

9 袁劍峰;酞菁銅有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件性能的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2005年

10 賈莉;低成本制備氧化鋯薄膜燃料電池的研究[D];大連理工大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李新義;紅壤土壤腐蝕直接、連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究[D];南昌航空大學(xué);2010年

2 張亞萍;鍺單晶片的表面化學(xué)腐蝕研究[D];浙江理工大學(xué);2010年

3 吳東;Ca-Co-O體系氧化物熱電材料的制備與性能研究[D];昆明理工大學(xué);2008年

4 齊棟博;高頻光電導(dǎo)衰減法少子壽命測(cè)試儀設(shè)計(jì)[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

5 張磊;脈沖激光沉積氮化硅薄膜的工藝研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

6 張俊雙;磁控濺射法制備AZO透明導(dǎo)電薄膜及其性能研究[D];暨南大學(xué);2011年

7 李苗苗;空間GaAs太陽能電池用Ge單晶的位錯(cuò)形態(tài)及硬度研究[D];北京有色金屬研究總院;2010年

8 王小娜;Gd_2O_3摻雜HfO_2高k柵介質(zhì)的制備與擊穿特性研究[D];北京有色金屬研究總院;2011年

9 黃劍;氧化銅納米棒的制備、改性及其復(fù)合材料的研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

10 張富;CCD MOS表界面結(jié)構(gòu)特性與工藝及環(huán)境應(yīng)力的關(guān)系研究[D];電子科技大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：1758298