快速退火气氛对300mm硅片内洁净区和氧沉淀形成的影响 effect of rapid thermal annealing ambient on denuded zone and oxygen precipitates in a 300mm silicon wafer.pdfVIP

第27卷第1期 半导体学报 Vol27 No1 2006年1月 CHINESEjoURNALoFSEMTCoNDUCToRS Jan，2006 快速退火气氛对300mm硅片内洁净区 和氧沉淀形成的影响8 冯泉林1’2一t 史训达2 刘 斌2 刘佐星2 王 敬1 周旗钢1’2 (L北京有色金属研究总院，北京100。88) (2有研半导体材料股份有限公司，北京lo0088) 摘要：300mm硅片中厚度合适的洁净区和高密度氧沉淀，有利于对器件有源区金属沾污的吸除．改善栅氧化物的 完整性．文中使用Ar，N。／N飓混合气作为快速退火(RTA)气氛，研究RTA气氛对洁净区、氧沉淀形成的影响研 究发现N：／NH。混合气氛处理的硅片表层洁净区明显薄于Ar气氛处理的硅片，氧沉淀密度明显高于Ar气氛处理 后的硅片同时发现在两种气氛下，延长恒温时间都可以降低洁净区厚度，增加氧沉淀密度．基于空位增强氧沉淀 成棱和氮化空位注入的基本原理，就RTA气氛和恒温时间对洁净区和氧沉淀分布的影响进行了讨论 关键词：洁净区；氧沉淀；单晶硅片；内吸杂；RTA PACC：7280C；8130M；6780M 1+2 中国分类号：TN304 文献标识码：A 文章编号：02s34177【2006)0I—0068一05 吸杂中心，同时在表层形成无缺陷的洁净区，在洁净 l前言 区上制造器件有源区．该工艺的热预算较高，工艺实 施时受硅片内初始间隙氧浓度限制较大，所以在应 集成电路制造工艺中，硅片表面的金属沾污将 Denuded 破坏栅氧化物完整性，导致器件运行失效．以Fe和 zone技术是传统内吸杂技术的改进．是 利用N：气氛快速退火处理硅片形成特殊的空位分 cu为例，在器件制造热丁艺巾会在sio。／si界面处 布，在器件热处理工艺中这种分布将决定氧沉淀和 生成n．Fcsi和富cu硅化物，这将导致sio：薄膜的 cernational 洁净区的分布o“]．该工艺有效地降低了热预算，工 击穿电压降低o…．ITRs(in technology for 艺稳定性好，对间隙氧浓度的依赖性进一步降低．但 roadmapsemiconductor)Ⅲ中对硅片袭面会属 10”cm． 杂质的浓度限制在(O．5～1)x 吸杂技术是一种降低表面金属沾污的重要手 形成洁净区-“”1国内刘斌“11最早发表了关于RTA 段，根据吸杂中心引入的位置可以分为内吸杂和外 获得洁净区的文章，可是RTA处理时间较长；余学 吸杂．外吸杂技术是利用背损伤、多晶硅沉积，磷扩 散等处理在硅片背面引入缺陷中心，而内吸杂是通 功“：3在Ar气氛下RTA处理硅片也获得洁净区，同 样不能解决RTA恒温时间过长、洁净区较厚的问 过热处理在硅片内引入氧沉淀及其周围形成的高应 题．这些研究中，人们已经发现RTA气氛在形成洁 力区作为吸杂中心““．300mm硅片工艺中引入的