资源描述：
《直拉硅单晶中的微缺陷.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、DOI:10.13258/j.cnki.snm.1980.06.018直拉硅单晶中的微缺陷井上直久.引言涡花纹。10“个/cm“以上的高密度腐蚀坑产。图生漩涡状分布2所示为高温热处理后的、硅单晶在整个天然人工单晶中是最完。腐蚀坑和腐蚀丘美的晶,,体完全不含有宏观位错杂质浓度,。又低直径3时的晶体已大量生产硅单晶制造法有直拉法(简称Cz法)及。,悬浮区熔法(简称Fz法)现在前者主要用来制,造集成电路用晶体后者主要制作功率。器件用晶体,F十年以前发现z法无位错硅片经化学,,它腐蚀出现所谓漩涡花纹是器件制造
2、中成。。,图1Cz硅的漩涡花纹品率下降的原因近年来它又是Cz晶体片,、Ar中550℃3J时热在器件制造的热氧化工序中产生积层缺陷的,,,“。原因之一而积层缺陷将使器件特性恶化处理直径3寸。颇引人注意C,为了减少z晶体中的微缺陷根据晶体,,。生长结晶学状况电气特性进行了评价在,这里我们以结晶学分析所得的结果为中。心进行报道.2CZ硅中漩涡的宏观状况2.1.由低温热处理形成漩涡图2腐蚀图形。左:由位错环造成的腐蚀坑在长成的Fz晶体片本来的表面上就:。,右由硅氧化物析出物造成的腐蚀丘可观察到明显的漩涡花纹而
3、Cz晶体一般是..。,观察不到的x822漩涡与氧析出的关系最近用线貌相弄清了20℃,14以上的热处理再施以高温热处理晶体内的熔点(20℃)下硅中氧的溶解度约。2`““,畸变会产生漩涡状分布x10原子c/m室温下比它低几个数。图1示出850℃3小时热处理产生的漩量级在长成的晶体中氧几乎完全处于填隙、·、1980年第6期55。A漩涡和位置用红外分光法可以测定硅中间隙氧浓体有所谓B漩涡大小二种缺陷(前者。“e3,7e3、度或检测氧的析出的密度约20/m后者约20/m)曾提,用红外法早已知道热处理引起间隙氧一
4、出过空位氧团模型作为它们的结构模_一,。。减少即使氧以硅的氧化物析出还报道型F6H用一种透射电子显微镜(TEM)观察,了高温长时间热处理硅氧化物的微小析,A漩涡是亚微个另」蚀坑位置的妙法弄清了。,出物形成漩涡状分布我们发现漩涡分布,米大小的填隙型完全位错环否定了空位。与氧析出量的分布很好地对应图3是同一。B漩涡相模型另外与对应的是数百入大小的只晶体中漩涡明显的区域和几乎无漩涡的区。夹杂物造成的畸变场。域的红外透射光谱在无漩涡区域显示出间3.2.Cz晶体,隙氧的尖锐吸收峰而漩涡区域的间隙氧吸,850℃热
5、处理产生我们将前面谈到过的。,4示8厘。收峰微弱图出直径米等径部份TEM观察6漩涡的晶体进行其结果如图所厘米的漩涡晶体轴线上氧浓度,长2氧析,。出量腐蚀坑密度等的分布坑密度和氧析,é叭针袅盆`:ōi冲,。出量在晶体上半部大在下半部较小图5ǎ飞à一。,铡嘛资咨多示出了径向分布在上半部四周区域无析出l一翔~一。一而下半部在近四周区域引起析出漩涡花纹、。,一的分布也几乎与此相同由此可见产生漩涡一。的缺陷与氧的析出具有密切的关系3.漩涡的质实3.1.Fz晶体令x,F由金属缀饰和线貌相相结合探知Z晶ǎ吕恻伽侣爱
6、斑飞,卫人波桥)姚亏扭O云几t兮旅箫角旋.包,戮姗侧图4漩涡晶体中氧浓度和缺陷密度的抽向分布,..L…,.厂J_二二……止…,…口低温热处理后(850℃)仁{o砚2仍!垂01之兀幻,认)热氧化后(1150℃)`。)滚数*个指图5中径向分布的测定位置。:图3由硅中氛引起的红外吸收sF积层缺陷上海有色金属Lb尾端`2仪泊分6仁卫à一唯10卜蓉髻.户阵帅褚昌侧梆卜沙才~认L一一泣一一」一一-一L一,}中盼边象一5.图间隙和积层缺陷的径向分布氧,,……氧浓度低温处理后热氧化后—-,,,示漩涡晶体中含有大是填隙
7、型完全位错环的刃型位错环中心伴随有夹杂物这是与。,。。和夹杂物这与FZ晶体中的AB漩涡相类似Fz晶体不同的特殊点由于漩涡晶休的腐,,因为位错环与蚀坑相对应故认为漩涡图形蚀面由坑占据故与夹杂物相对应的腐蚀图。::。。就是位错环造成的这个环是环面为7,1{}形很难看出来无漩涡晶体经50℃0小时以上热处理出现大量腐蚀丘,TE用M观察,,这种样品含有高密度的夹杂物与夹杂物。相对应的腐蚀图形就是腐蚀丘3.3.的夹杂物实质,通常氧的析出量与夹杂物密度很好对。,1200℃以应由红外吸收法确定出样品在,,上的高温下热
8、处理氧重新溶解同时由TFM观察到夹杂物收缩或消失了,故夹杂物就是。硅氧化物已确定无疑4.漩涡陷的发生缺机构4.1.硅出氧化物析物,,在长成状态下一般观察不到析出物,析出的氧量也在灵敏度以下析出是随着热。处理开始进行的850℃,3,用小时的同样条件热处理。漩涡晶体的红外吸收光谱相互间差异甚小,图6三走汤晶体中的完全位错由同一根无漩涡晶体切割几块样品预先在,,环(L)及硅氧化物析出物(oP)不同温度下低温热处理过再对其施以同样在,。,。环的中心也有析出物条件
