快速预热处理对大直径cz-si中fpds及清洁区的影响 effect of pre-rapid thermal annealing on fpds and denuded zones in large-diameter cz-si.pdfVIP

第27卷第1期 半导体学报 V01．27No1 2006年1目 CHINESEJoURNALoFSEMICoNDUCToRS Jan．2006 快速预热处理对大直径Cz—Si中FPDs 及清洁区的影响+ 张建强1 刘彩池1’’ 周旗钢2 王 敬2 郝秋艳1 孙世龙1 赵丽伟1 滕晓云1 (1河北工业大学信息功能材料研究所，天律300130) (2』匕京有色金属研究总院，』匕京100088) 摘要：研究了不同气氛下快速预热处理(RTA)后．硅片中的流动图形缺陷(FPDs)密度和随后两步热处理形成的 的氧沉淀诱生缺陷密度较高、清洁区较宽．对于N。／oz混和气氛，随着oz含量的增加，FPDs和氧沉淀诱生缺陷密 度变小，纯o：气氛下预处理后硅片中FPDs和氧沉淀诱生缺陷密度最低幽此，可以通过调节Nz／q混合气氛中 两种气氛的比例来控制空洞型微缺陷和硅片体内氧沉淀诱生缺陷的密度． 关键词：Czsi；空洞型徽缺陷；流动图形缺陷；快速热处理；MDz PACC：7280C；61700；8130M 中国分类号：TN304．1 文献标识码：A 文章编号：0253—4177(2006)01-0073—05 处理来消除． thermalanne l 引言 快速热处理(rapid 已经开始应用于内吸杂和消除硅片中的空洞型微缺 de． 陷．RTA具有快速升温降温的特点，可以显著减少 直拉硅(czsi)单晶中空洞型微缺陷(void fect)和金属杂质对硅材料的性能和器件的成品率杂质扩散和金属沾污，同时RTA的热电偶直接测 都有重要的影响，是现代太规模集成电路工艺中需 量硅片的温度，控制比较精确，因此RTA在当今的 要着重控制的两个关键因素．空洞型微缺陷是栅氧 集成电路制造中得到了广泛的应用∞]．这种工艺应 化层中最主要的缺陷，成为大规模集成电路成品率 用于内吸杂可以在硅片表面的器件有源区形成无缺 和稳定性的制约因素；金属杂质则会影响集成电路 的电学性能，导致电路失效．空洞型微缺陷依其检测 硅片体内形成合理的缺陷密集区．传统内吸除工艺 中清洁区的形成依赖于间隙氧的浓度和热历史，而 手段的不同可以分为三类：cOPs，FPDs和LsTDs． 且』：艺复杂．而MDz的形成与硅片中的原始氧浓 coPs是在硅片经scl液清洗后由激光颗粒计数仪 观察到的[1]；FPDs是硅片在secco腐蚀液中择优腐度、热历史及集成电路制造的具体细节等几乎无关， 它是利用RTA在硅片体内通过空位的分布而不是 蚀后由光学显微镜观察到的01；LsTDs是由激光散 射层析分析法观察到的o]．它们的密度很低，体密度 氧浓度的分布来控制氧沉淀行为的01．目前已有采 一般在105～106cm。L4J． 用RTA来消除大直径硅片中空洞型缺陷的报 在现代集成电路工艺中，大都应用吸杂技术来 道”。]．这种方法工序时间短，较普通退火工艺相比 吸除器件工作区中在工艺过程中引入的金属杂质， 简单而有效，且没有什么明显的缺点，生产率更高． 即将金属杂质从器件的有源区吸引到预先设计的其