不同掺杂类型硅片抛光特性的研究

发布时间：2021-06-01 02:20

　　如今信息技术飞速发展,大规模集成电路（IC）的制造对衬底硅片的要求也越来越高,为了提高IC整体性能,硅片加工工艺在硅片的表面状态、微观平整度等方面的要求都已经达到纳米级。硅片表面的微观平整度和表面状态主要由抛光过程决定,而抛光的结果又受到很多因素的影响,其中关于硅片性质对抛光结果的影响研究较少。本文主要通过选取应用广泛的不同掺杂浓度的重掺硼、重掺砷、重掺锑三种硅片进行抛光加工,并在抛光后进行清洗,探究不同掺杂浓度、不同掺杂剂的硅片对抛光去除速率及抛光后表面微粗糙度的影响,并由此探讨硅片掺杂剂浓度及种类不同对抛光去除机理的影响,依据去除机理的理论知识,在抛光实验后又提出了改进掺硼硅片表面微粗糙度的方法。实验中保持抛光时间相同,抛光液及抛光垫状态一致,使抛光结果的差异性与抛光时间、抛光压力、转速等抛光工艺参数无关。实验结果显示p-Si的掺杂浓度越大,抛光去除速率越小,抛光后的表面微粗糙度越大,表面微观平整度越差;掺杂浓度相同的p-Si的抛光去除速率低于n-Si,而表面微粗糙度高于n-Si。由于化学机械抛光技术的去除原理主要由硅片表面与碱性抛光液发生化学反应及抛光垫和抛光磨粒摩擦去除反应生成... 

【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１硅自间隙硅原子在晶格中的位置??［５］??

的形成也将受到影响：当杂质原子引入压应力时，硅晶格为了缓解应力，导致晶格中??空位浓度增加或自间隙原子减少；反之，杂质原子引入拉应力时，空位浓度降低或自??间隙原子浓度增加，如图１．２所示。??（ａ）?（ｂ）??图１．２引入压应力的杂质原子周围内应力释放示意图??（ａ）增加空位；（ｂ）减少自间隙硅原子［２（）］??４??

掺入的杂质浓度越大，引入的应力变化越大，硅单晶中缺陷的密度会增加；掺入的杂??质原子与硅原子半径相差越大，杂质周围的晶格受应力变化月明显，硅单晶需要释放??的内应力也越大，因此硅单晶中的缺陷密度仍然会增加。图１．３是硅单晶中掺入几种不??同尺寸的杂质原子后，硅单晶中的空位和自间隙原子的浓度变化及与两种点缺陷相应??的微缺陷的浓度变化。图１．３所示，当硅单晶中掺入硼元素时，由于硼原子半径较小，??在硅晶格中引入拉应力，使得硅中空位浓度降低，自间隙硅原子浓度增加并导致自间??隙型缺陷的形成，且掺杂浓度越大，该效应造成的影响越明显，因此重掺硼硅片中的??自间隙缺陷比轻掺硼硅片更多。当硅单晶中掺入锑元素时会向晶格中引入压应力，导??致空位浓度增加、自间隙硅原子浓度降低，且随着掺杂浓度逐渐增大，空位型缺陷的??浓度也在逐渐增大，同时自间隙型缺陷的浓度则在逐渐减小。??由表１．１可知


本文编号：3209469