佟丽英, 高 丹

(中国电子科技集团公司 第四十六研究所,天津 300220)



直拉硅单晶中微缺陷的特征及演变

佟丽英, 高 丹

(中国电子科技集团公司 第四十六研究所,天津 300220)

直拉硅单晶抛光片经过高温氧化后,腐蚀显示出氧化诱生缺陷,包括漩涡缺陷和氧化层错(oxidation induced stacking faults,OISF),其形状和分布与单晶生长过程中形成的微缺陷有一定的对应关系。文章通过试验显示出漩涡缺陷的内部特征及OISF的密度变化,推测出其对器件性能产生的影响,并确定控制单晶质量的特征参数。

微缺陷;氧化诱生;漩涡缺陷;氧化层错

0 引 言

在实际生长的半导体晶体中,总是存在着偏离理想情况的不完整现象。直拉硅单晶拉制过程中,固液界面生成的点缺陷为过饱和的,在单晶冷却时,一部分形成微缺陷;另一部分未形成微缺陷的残留点缺陷,会影响氧沉淀及氧化层错(oxidation induced stacking faults,OISF)的产生[1]。体OISF一般认为成核于氧沉淀处[2-3],其反应驱动力为张应力和自间隙过饱和度,也有研究认为成核于体内的空洞处[4]。表面OISF形成的根本原因是热氧化时硅-二氧化硅界面处产生自间隙硅原子[5-6],这些自间隙硅原子扩散至张应力或晶格点缺陷(成核中心)处而形成OISF并长大。

采用硅片作为衬底材料制备器件时,由于需要较长时间的热过程,微缺陷及氧沉淀聚集在一起形成二次缺陷,导致材料的载流子寿命下降,不仅使大功率高反压器件的性能劣化,而且使电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)产生暗电流尖峰,同时也严重影响集成电路的成品率。……