论文部分内容阅读
过渡族金属是硅中非常重要的杂质元素。研究快速热处理（RTP）作用下单晶硅中过渡族金属的性质不仅可以加深理解缺陷和过渡族金属之间的相互作用规律,在理论上丰富“缺陷工程”;而且对实际的内吸杂工艺也有着借鉴意义。本文通过多种手段对硅中最常见的过渡族金属铜和镍进行了一系列研究,得到了如下主要的结论: 1.在内吸杂中,无论是快速热处理内吸杂（MDZ）工艺还是常规高—低—高工艺先在硅片中形成洁净区后,引入的铜、镍杂质对洁净区都没有影响,均被氧沉淀或其诱生缺陷有效的吸杂;而先被铜、镍沾污的硅片,在随后的MDZ工艺中均形成不了洁净区,但在传统三步退火工艺中仍能形成洁净区。因此在采用快速热处理制备微电子器件的集成电路工艺中,避免过渡族金属铜、镍的沾污对随后MDZ工艺中洁净区的形成显得非常之重要。 2.在直拉单晶硅中,间隙铜对氧沉淀几乎没有影响,铜沉淀却能显著的促进氧沉淀的形成;而间隙镍或镍沉淀对氧沉淀的形成都没有影响。实验结果揭示了铜沉淀及其诱生位错作为氧沉淀异质形核的中心促进了氧沉淀的形核从而促进了随后的氧沉淀形成;而镍沉淀与硅基体之间的晶格失配度很小,不能形成高密度的位错,所以不能影响氧沉淀的异质形核和随后的氧沉淀形成。 3.对RTP作用下Ni在区熔（Fz）硅中电学性质的研究发现:Ni在硅中有小部分以替位（Nis）方式存在,具有电学活性,能在n型Fz硅中引入受主能级,改变其导电型号和电阻率;并在硅片近表面形成明显的pn结。RTP不同气氛引入的不同点缺陷能显著的影响Nis的分布,进而造成不同气氛下所形成pn结的差异。此外,Nis具有较好的稳定性。 4.对不同气氛RTP作用下过渡族金属Cu在n型和p型直拉单晶硅中的复合行为的研究,进一步验证了Cu在p、n型硅中的沉淀模型。Cu易于在n型硅中沉淀;而在p型硅中800℃以前Cu以外扩散为主,800℃以后Cu以沉淀为主。 另外,RTP N2气氛下Cu的复合性质大于Ar气氛和O2气氛。说明RTP氮