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Journal of Semiconductors 2003年第1期24卷 49-53页

作者：余学功杨德仁杨建松马向阳李立本阙端麟浙江大学硅材料国家重点实验室杭州310027

研究了在大直径直拉硅单晶中掺氮 (N )对原生氧沉淀的影响 .通过高温一步退火 (10 5 0℃ )和低 -高温两步退火 (80 0℃ +10 5 0℃ )发现在掺 N直拉 (NCZ)硅中氧沉淀的行为与一般直拉 (CZ)硅是大不相同的 ,经过高温一步退火后 ,在氧化诱... 详细信息

研究了在大直径直拉硅单晶中掺氮 (N )对原生氧沉淀的影响 .通过高温一步退火 (10 5 0℃ )和低 -高温两步退火 (80 0℃ +10 5 0℃ )发现在掺 N直拉 (NCZ)硅中氧沉淀的行为与一般直拉 (CZ)硅是大不相同的 ,经过高温一步退火后 ,在氧化诱生层错环 (OSF- ring)区氧沉淀的量要小于空洞型缺陷 (voids)区 ,而经过低 -高温两步退火后 ,OSF-ring区的氧沉淀量要远远大于 voids区 .由此可得 ,在晶体生长过程中 ,N通过改变硅晶体中空位的浓度及其分布从而改变原生氧沉淀的尺寸和分布 .并在此基础上讨论了在大直径 NCZ硅中掺 N影响原生氧沉淀的机理 .

关键词：大直径直拉硅掺氮原生氧沉淀微氮直拉

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模拟CMOS集成电路热处理过程中基于快速热处理内吸杂工艺的研究

模拟CMOS集成电路热处理过程中基于快速热处理内吸杂工艺的研究

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作者：马强浙江大学

学位级别：硕士

直拉硅片的内吸杂对于提高集成电路的成品率具有重要意义。传统的高-低-高退火工艺,虽然能形成良好的内吸杂结构,但是不符合集成电路热处理工艺“低热预算”的发展趋势。近年来提出的基于快速热处理(RTP)的“内吸杂”工艺,在一定程度上... 详细信息

直拉硅片的内吸杂对于提高集成电路的成品率具有重要意义。传统的高-低-高退火工艺,虽然能形成良好的内吸杂结构,但是不符合集成电路热处理工艺“低热预算”的发展趋势。近年来提出的基于快速热处理(RTP)的“内吸杂”工艺,在一定程度上缩短了热处理的时间,但是整个工艺过程的热预算依然较高。本文的研究目的是将基于快速热处理的内吸杂工艺溶入到CMOS集成电路工艺中,目的是在硅片中形成内吸杂结构,而不显著增加热预算。在实验中,本文选取了有代表性的长热预算和短热预算的CMOS工艺,模拟工艺中的热氧化步骤、阱推进步骤和消除离子注入损伤的热处理步骤等主要热过程,通过对这些步骤进行适当的调整,使得硅片在集成电路工艺过程中形成了内吸杂结构。本论文重点研究了普通(CZ)、掺氮(NCZ)和N/N+直拉硅外延片在上述热过程中形成的内吸杂结构,获得了如下主要结果: 一、模拟的短热预算CMOS工艺(≈12小时)的研究结果: 如果短热预算CMOS工艺不经过任何改动,那么经过该工艺处理的普通(CZ)和掺氮(NCZ)硅片体内均未出体缺陷(BMD)。这主要是因为热处理时间太短(≈12小时),硅片内原生氧沉淀来未能充分长大,因而不能形成体缺陷(BMD)。将用于消除离子注入损伤的RTP的温度调整为1250℃后,在CZ和NCZ硅片内均形成宽度超过30μm的洁净区和高密度的BMD,而NCZ硅片的DZ宽度明显小于CZ硅片的。这是因为RTP的温度提高至1250℃后,大量的空位注入到硅片内,空位为原生氧沉淀的长大提供了空间,同时空位还会于氧结合形成复合体,从而促进氧沉淀的形核。氮对氧沉淀的促进作用,使得NCZ硅片氧浓度较低的近表面处,仍会有少量氧沉淀出现,从而使得洁净区变窄。当用于消除离子注入损伤的RTP的温度调整为1250℃时,同时调整阱推进步骤的升温速度至1℃/min后,CZ和NCZ硅片内BMD的密度进一步增加,同时DZ的宽度缩小至20μm左右。推进升温速度的降低,硅片中尺寸大于阱推进起始温度(800℃)临界形核半径的那部分原生氧沉淀可以充分长大,进而达到或超过阱推进最高温度(1000℃)的临界形核半径,从而可以在高温下继续长大,形成体缺陷,因此体缺陷密度进一步增加;同时,硅片洁净区也会因为其近表面部分小的原生氧沉淀长大而变小。

关键词：直拉硅原生氧沉淀洁净区快速热处理

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高温退火对直拉硅抛光片表面质量及氧沉淀的影响

高温退火对直拉硅抛光片表面质量及氧沉淀的影响

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作者：王剑浙江大学

学位级别：硕士

直拉硅抛光片的表面质量和氧沉淀对集成电路成品率的影响很大。无论在硅片生产还是在集成电路制造中,硅片都要经过高温退火。因此,高温退火对硅片表面质量和氧沉淀影响的研究显得十分重要。本文研究了200mm直拉硅抛光片经高温退火后的... 详细信息

直拉硅抛光片的表面质量和氧沉淀对集成电路成品率的影响很大。无论在硅片生产还是在集成电路制造中,硅片都要经过高温退火。因此,高温退火对硅片表面质量和氧沉淀影响的研究显得十分重要。本文研究了200mm直拉硅抛光片经高温退火后的表面状态以及氧沉淀,取得了如下主要结果：1.研究了实际生产中200mm单面抛光硅片在消除表面空洞型缺陷的1200℃退火工艺后,表面出现彩雾和白雾的问题。通过清洗炉管消除金属沾污而解决了彩雾问题;通过更换抛光方式消除了肉眼可见的白雾,但由激光颗粒计数仪检测到的表面haze (雾)较显著且分布不均匀,且这样的表面haze与表面微微粗糙度没有明确的对应关系。表面haze看起来是高温热处理的“顽疾”,可通过表面精抛加以消除。2.研究了高温预退火对直拉硅片在后续退火工艺中氧沉淀的影响。发现高温预退火能显著促进直拉硅片在后续低-高两步退火工艺或高温RTP-低-高三步退火工艺中的氧沉淀,且高温预退火时间越长,对氧沉淀的促进越显著。这种促进作用的机制在于：高温预处理可以消融原生氧沉淀,因而消除了伴生的自间隙硅原子,为后续新的氧沉淀的形核提供了有利条件。3.将高温预处理应用在基于快速热处理的直拉硅片内吸杂(MDZ)工艺时,可大幅度缩短氧沉淀长大的高温退火时间,并形成更高密度的体微缺陷,从而提高硅片的内吸杂能力。结果表明,高温预处理可以减少MDZ工艺的热预算。

关键词：直拉硅高温预退火原生氧沉淀氧沉淀内吸杂

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