直拉硅片的基于快速热处理的内吸杂工艺

发布时间：2017-11-23 20:17

  本文关键词：直拉硅片的基于快速热处理的内吸杂工艺

  更多相关文章： 直拉硅片 快速热处理 氧沉淀 内吸杂工艺

【摘要】：直拉硅片的内吸杂是通过合适的热处理工艺使氧沉淀过程仅发生在硅片体内,其产生的氧沉淀及其诱生缺陷[统称：体微缺陷(BMD)]吸除硅片表面的金属沾污。高温快速热处理(RTP)因可以在硅片中引入空位且能控制其浓度的深度分布,因而具有控制氧沉淀的作用。美国前MEMC公司在2000年左右,提出了基于高温快速热处理的直拉硅片的内吸杂工艺(MDZ工艺),该工艺具有热预算低和再现性好的优点,一直受到人们的关注。在本文的工作中,一方面改进了广泛用于制造集成电路的100硅片的MDZ工艺,另一方面探讨了有可能用于集成电路制造的311硅片的MDZ工艺,得到如下主要结果：100硅片的MDZ工艺通常为氩气氛下的RTP@1250℃+800℃/4h+ 1000℃/16h。研究表明：在MDZ工艺前先进行氩气氛下的1200℃/30min预处理,可以显著地促进800℃热处理时的氧沉淀形核,从而加快1000℃热处理时的氧沉淀过程。辉光放电质谱和深能级瞬态谱的分析表明：1200℃/30min预处理并没有在硅片中引入明显的金属沾污。因此,可以合理地排除金属沾污促进硅片在MDZ工艺中氧沉淀的可能性。分析认为：在通常的MDZ工艺中,RTP@1250℃所产生的空位大部分被原生氧沉淀的长大所消耗,只有小部分参与新的氧沉淀核心的形成；而1200℃/30min预处理使硅片中的原生氧沉淀得到显著的消融,这使得后续的RTP@1250℃C所产生的空位几乎都参与800℃热处理时氧沉淀的异质形核,这种情况下形成的氧沉淀核心远多于原生氧沉淀,从而显著促进硅片在MDZ工艺中1000℃C热处理时的氧沉淀。因此,1200℃/30min预处理可以减少MDZ工艺中的1000℃热处理时间,而不削弱硅片的内吸杂能力。311直拉硅片因具有比100直拉硅片更好的氧化层击穿特性,而有可能成为另外一种用于集成电路制造的硅片,但311直拉硅片的氧沉淀行为及内吸杂工艺尚未被研究。通过对比311硅片和100硅片在低-高两步和高温RTP-低-高三步退火(MDZ)工艺中的氧沉淀行为,发现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,上述两种硅片中氧在1000℃的扩散速度几乎没有差异。初步分析认为：由于311硅片中自间隙硅原子的发射比100硅片中的更为容易,311硅片中氧沉淀的形核与长大处在更有利的条件。在相同的MDZ工艺下,311硅片中的BMD密度比100硅片的高得多,因而311硅片的内吸杂性能更好。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN304.12

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 Jaim Nulman,姚金龙;高质量二氧化硅薄膜的快速热处理[J];微电子学;1988年02期

2 Carl Russo ,杨林波;快速热处理系统发展趋势[J];微电子学;1988年04期

3 钱佩信,侯东彦,林惠旺,徐立;超大规模集成电路快速热处理技术[J];电子学报;1992年11期

4 ;半导体快速热处理设备推广应用[J];清华大学学报(自然科学版);1995年05期

5 林磊,杨德仁,马向阳,李立本,阙端麟;高温快速热处理对氧沉淀消融的作用[J];半导体学报;2004年10期

6 肖清华,屠海令;低温注入硅片中的锗在快速热处理后的再分布[J];半导体学报;2004年11期

7 余学功,马向阳,杨德仁;大直径直拉硅片的快速热处理[J];半导体学报;2003年05期

8 赵晓庆;何广平;袁俊杰;刘敬猛;;一种快速热处理温度控制器的设计[J];电子技术应用;2010年02期

9 江西元;;快速热处理设备温度稳定性研究[J];电子工业专用设备;2009年06期

10 尼汀·夏;快速热处理对于0.25μm工艺技术的必要性[J];电子工业专用设备;1997年04期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 孙世龙;郝秋艳;滕晓云;王海云;孙海知;刘彩池;;快速热处理对重掺锑硅片中氧沉淀的影响[A];中国有色金属学会第六届学术年会论文集[C];2005年

2 孙世龙;刘彩池;赵丽伟;滕晓云;;快速热处理对重掺硼硅片中氧沉淀行为的影响[A];华北地区硅酸盐学会第八届学术技术交流会论文集[C];2005年

3 张建强;刘彩池;郝秋艳;周旗钢;王敬;;快速热处理对直拉硅单晶中FPDs的影响[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

4 符黎明;杨德仁;马向阳;阙端麟;;高温热处理过程中快速热处理对直拉硅单晶氧沉淀的促进作用[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;冷轧板快速热处理技术的研究开发[N];世界金属导报;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 蒋立伟;直拉硅片的基于快速热处理的内吸杂工艺[D];浙江大学;2016年

2 孙世龙;快速热处理对重掺杂硅片中氧沉淀的影响[D];河北工业大学;2006年

3 杜小峰;快速热处理工艺下汽车用冷轧低碳钢组织和性能研究[D];东北大学;2012年

4 徐德超;快速热处理工艺对冷轧低碳低合金钢组织性能的影响[D];东北大学;2012年

5 蒋玉雷;快速热处理设备温度场控制技术研究[D];北方工业大学;2013年

6 吕志军;相变特性氧化钒薄膜制备工艺及快速热处理研究[D];天津大学;2012年

7 花聚团;快速热处理在太阳电池中的应用[D];浙江大学;2006年

8 林磊;快速热处理（RTP）对大直径直拉单晶硅中氧沉淀的影响[D];浙江大学;2004年

9 贾丁立;LED激励下快速热处理法制备的室温WO_3薄膜气敏性能研究[D];天津大学;2012年

10 徐]好，

本文编号：1219691