氦诱生微孔对硅中低浓度杂质吸除的研究

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1、摘要曲stract氦诱生微孔对硅中低浓度杂质吸除的研究凝聚态物理专业研究生唐有青指导老师龚敏半导体工艺中无意引入的金属杂质的污染会极大损害器件性能，为了将金属杂质从器件的有源区吸除，吸杂技术被广泛的研究，器件尺寸的不断缩小和新的金属化工艺的不断出现更需要能在低温有效吸除的技术。近年来一种新的吸杂技术一氦微孔吸杂技术因其对金属杂质显著的吸除效果而备受关注。这种方法是通过高剂量的氦离子注入硅中并低温热处理形成微孔对杂质进行吸除。已有实验结果表明，微孔吸杂的效果优于磷吸杂或背面损伤吸杂作用。而过去的工作多集中在从基础研究的角度研究

2、氦微孔对有意掺入金属杂质的硅片的吸除特性，对无意引入的低浓度金属杂质的器件吸杂效果的研究却非常少，这方面的研究是氦微孔技术走向实际应用的必经之路。本实验从漏电流的角度研究了氦微孔对无意引入的低杂质浓度金属的二极管的吸杂效果，得出了氦微孔吸杂技术的优化的热处理工艺，证明了氦微孔对金属杂质强大的吸除能力。实验重点研究双面抛光二极管，二极管由电阻率1～3Q·cm，厚度为300pm，(111)晶向的n型直拉硅(CZ)片制成，将硅平面二极管背面注入能量100Key，剂量l×10”／cm2的He+，以未注入He十的二极管作为其对比。通过

3、这两类二极管在相同热处理条件下热处理前后二极管反向漏电流密度，。值的变化情况的比较，考察氦微孔的吸杂情况。并与相同工艺条件下单面抛光二极管的实验结果比较。本实验分两个阶段进行。第一阶段，优化氦微孔吸杂热处理工艺的研究。首先，所有样品进行700℃1hr的热处理以形成微孔。之后二极管分别进行退火温度700℃6hr、800。C6hr、900℃6hr和退火后快、慢降温方式下，。值的比较，结果表明吸除热处理摘要曲Stract温度对于吸杂效果至关重要。氦微孔吸除热处理合适温度条件是800℃，冷却条件是慢降温方式。第二阶段，氦微孔吸杂效果

4、的研究。采用做有二极管的大硅片在700℃lhr+800。C6hr+慢降温的热处理条件下对微孔吸杂的效率、均匀性进行实验。氦微孔在双面抛光硅片上显示了很好的吸杂效率和均匀性，77％的注氦微孔二极管经过热处理，。值从0．08～11趔／cm2降到了0．032，埘／cm2以下；He+注入粗糙背面的二极管也有相当好的吸杂效果，但总体上要弱于抛光背面的吸杂效果：且单、双面抛光片的L值的最大降低幅度都达三个数量级，证明了氦微孔强大的吸杂能力。关键词：氦微孔吸杂热处理二极管漏电流摘要abstractStudyonGetteringofLow

5、ContaminationbyHelium·-implantation--formedCavitiesinSiliconMajor：CondensedMatterPhysicsStudentTangYou·qingAdvisorGongMinMetalimpuritiesunintentionallyintroducedintoSiwafersduringvariousdeviceprocessstepsareveryharmfultodeviceperformances．Manygetfefingtechniqueshav

6、ebeenwidelystudiedtoovercometheseproblemsbyremovingmetalimpuritiesfromtheactiveregionofadevice．ReductionindevicesizeandintroductionofnewmoralizationprocessesrequiremoreefficientgeReringtechniquesworkingatlowertemperatures．Recently,anewgetteringtechnique，whichcaviti

7、esformedbyhigh-dosehelium-implantationandsubsequentannealingatlowertemperatureisefficientlyatgetteringmetalimpurities，hasbeenconcentrated．SomepreviousexperimentshaveshowedthatcavitieshadmoreefficientgetteringthanP-diffusion，mechanicaldamageandionimplantation．Mostof

8、studiesaboutcavitiesgetteringareconcentratedonthepeculiarityofcavitiesgetteringmetalimpuritiesintentionallyintosiliconwaferfromtheviewpointofbasi