高温退火对直拉硅抛光片表面质量及氧沉淀的影响

【摘要】直拉硅抛光片的表面质量和氧沉淀对集成电路成品率的影响很大。无论在硅片生产还是在集成电路制造中,硅片都要经过高温退火。因此,高温退火对硅片表面质量和氧沉淀影响的研究显得十分重要。本文研究了200mm直拉硅抛光片经高温退火后的表面状态以及氧沉淀,取得了如下主要结果：1.研究了实际生产中200mm单面抛光硅片在消除表面空洞型缺陷的1200℃退火工艺后,表面出现彩雾和白雾的问题。通过清洗炉管消除金属沾污而解决了彩雾问题；通过更换抛光方式消除了肉眼可见的白雾,但由激光颗粒计数仪检测到的表面haze(雾)较显著且分布不均匀,且这样的表面haze与表面微微粗糙度没有明确的对应关系。表面haze看起来是高温热处理的“顽疾”,可通过表面精抛加以消除。2.研究了高温预退火对直拉硅片在后续退火工艺中氧沉淀的影响。发现高温预退火能显著促进直拉硅片在后续低-高两步退火工艺或高温RTP-低-高三步退火工艺中的氧沉淀,且高温预退火时间越长,对氧沉淀的促进越显著。这种促进作用的机制在于：高温预处理可以消融原生氧沉淀,因而消除了伴生的自间隙硅原子,为后续新的氧沉淀的形核提供了有利条件。3.将高温预处理应用在基于快速热处理的直拉硅片内吸杂(MDZ)工艺时,可大幅度缩短氧沉淀长大的高温退火时间,并形成更高密度的体微缺陷,从而提高硅片的内吸杂能力。结果表明,高温预处理可以减少MDZ工艺的热预算。
【作者】王剑；
【导师】马向阳；杨德仁；田达晰；
【作者基本信息】浙江大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】直拉硅；高温预退火；原生氧沉淀；氧沉淀；内吸杂；

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