重?fù)诫s直拉硅單晶的氧化誘生層錯(cuò).pdf

1、氧化誘生層錯(cuò)(OSF)是硅片在熱氧化過程中可能產(chǎn)生的一種缺陷，它的存在會增大漏電流、降低擊穿電壓，導(dǎo)致器件性能下降甚至失效。目前，輕摻直拉硅單晶的OSF已經(jīng)得到系統(tǒng)的研究，但對于重?fù)街崩鑶尉У腛SF研究還不夠深入和全面，尤其是重?fù)絥型直拉硅單晶。相比于重?fù)絧型，重?fù)絥型直拉硅單晶的OSF的形成規(guī)律更為復(fù)雜。因此，系統(tǒng)研究重?fù)絥型直拉硅單晶的OSF行為對全面深入理解OSF具有十分重要的意義。本論文研究了重?fù)絥型直拉硅片的OSF的形成及動

2、力學(xué)特性，并探討了摻雜劑類型、形核中心、熱處理氣氛等因素對OSF行為的影響，取得了如下主要結(jié)果:
　　1.研究了不同摻雜類型和不同摻雜濃度的重?fù)絥型直拉硅片的OSF的行為。發(fā)現(xiàn)電阻率適中的重?fù)絥型直拉硅片可以形成OSF，而當(dāng)電阻率低至一定值（如小于5mΩ·cm）時(shí)，即使引入高密度的形核中心，重?fù)絥型直拉硅片也難以產(chǎn)生OSF。
　　2.研究了重?fù)搅缀椭負(fù)戒R直拉硅片引入不同類型及密度的形核中心所形成的OSF。結(jié)果表明，兩種重?fù)絥

3、型直拉硅片的OSF密度顯著受到形核中心影響，即高密度的形核中心導(dǎo)致高密度的OSF形成。然而OSF的長度卻與其形核中心的密度及類型無關(guān)。
　　3.對比研究了重?fù)戒R和重?fù)搅字崩杵腛SF的生長及收縮過程，以揭示摻雜劑對重?fù)絥型直拉硅片的OSF的動力學(xué)的影響。研究表明:在相同的熱氧化條件下，重?fù)戒R直拉硅片的OSF的長度大于重?fù)搅椎?，且其生長激活能更低?；诿芏确汉碚摰牡谝恍栽碛?jì)算結(jié)果表明:與磷原子相比，銻原子是更有效的空位俘獲中心

4、，從而抑制空位與自間隙硅原子的復(fù)合。因此，在經(jīng)歷相同的熱氧化時(shí)，氧化產(chǎn)生的自間隙硅原子與空位復(fù)合后所剩余的數(shù)量在重?fù)戒R硅片中的更多，從而導(dǎo)致OSF更長。
　　4.摻雜劑類型對重?fù)絥型直拉硅片的OSF收縮行為沒有明顯的影響，但氮?dú)夥諘@著抑制OSF的收縮，其原因是在高溫?zé)崽幚碇泄璞砻嫘纬傻牡枘ひ种屏吮砻嬷貥?gòu)，減緩了OSF周圍自間隙硅原子的發(fā)射。在惰性氣氛的高溫?zé)崽幚磉^程中，氧化膜的存在會導(dǎo)致硅表面的自間隙硅原子向氧化膜中的回?cái)U(kuò)散