快速熱處理對(duì)單晶硅機(jī)械性能的影響.pdf

1、隨著集成電路特征線寬的不斷減小和集成電路用硅片直徑的不斷增大及硅片加工精度要求的不斷提高，硅單晶機(jī)械性能的重要性日益凸顯?？焖贌崽幚?RTP)是集成電路制造中一步非常重要的工藝，它對(duì)硅單晶機(jī)械性能的影響還沒(méi)有得到深入的研究。本文通過(guò)研究維氏壓痕誘生位錯(cuò)在高溫?zé)崽幚磉^(guò)程中的滑移以及通過(guò)納米壓痕表征力學(xué)性能等手段研究了快速熱處理對(duì)硅單晶機(jī)械性能的影響，得到如下主要結(jié)果:
　　(1)研究了硅單晶中維氏壓痕誘生位錯(cuò)在不同氣氛的RTP過(guò)程中

2、的滑移行為。發(fā)現(xiàn)壓痕殘余應(yīng)力的弛豫使誘生位錯(cuò)發(fā)生快速滑移。當(dāng)RTP溫度高于1100℃時(shí)，在氮?dú)夥罩刑幚順悠返奈诲e(cuò)滑移距離小于在氬氣氛中處理的樣品。這是由于氮?dú)夥障碌母邷豏TP在壓痕誘生位錯(cuò)處引入的氮原子對(duì)位錯(cuò)產(chǎn)生釘扎作用，從而抑制了位錯(cuò)的滑移。
　　(2)研究了經(jīng)過(guò)不同氣氛下高溫RTP預(yù)處理的直拉硅單晶中的維氏壓痕誘生位錯(cuò)在后續(xù)熱處理過(guò)程中的滑移行為。研究表明，氬氣氛下的RTP預(yù)處理對(duì)硅中壓痕誘生位錯(cuò)的滑移行為幾乎沒(méi)有影響，而在氮

3、氣氛下1150-1250℃的RTP預(yù)處理能夠顯著地減少位錯(cuò)在后續(xù)800-1200℃熱處理過(guò)程中的最大滑移距離。在1250℃氮?dú)夂蜌鍤夥障路謩e進(jìn)行RTP預(yù)處理之后經(jīng)過(guò)900℃/16h的熱處理形成氧沉淀后，前者樣品中位錯(cuò)滑移最大距離小于后者。這是由于氮?dú)夥障碌母邷豏TP預(yù)處理所引入的氮原子及氮原子促進(jìn)形成的氧沉淀對(duì)位錯(cuò)產(chǎn)生釘扎作用，從而抑制了位錯(cuò)的滑移。
　　(3)利用納米壓痕研究了不同氣氛下高溫RTP處理對(duì)硅單晶力學(xué)性能的影響。對(duì)于