直拉硅片的基于快速熱處理的內(nèi)吸雜工藝.pdf

1、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(jìn)了廣泛用于制造集

2、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(jìn)行氬氣氛下的1200℃/30min預(yù)處理，可以顯著地促進(jìn)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℃/30m

3、in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(jìn)硅片在MDZ工藝中氧沉淀的可能性。分析認(rèn)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℃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(yuǎn)多于原生氧沉淀，從而

4、顯著促進(jìn)硅片在MDZ工藝中1000℃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