单晶硅中过渡族金属镍对洁净区形成的影响

研究了过渡族金属镍在快速热处理作用下对直拉单晶硅中洁净区形成的影响.实验结果发现:硅中魔幻洁净区(MDZ)形成后,氧沉淀及其诱生缺陷能有效地吸杂金属镍;而沾污金属镍的硅中,随后的快速热处理工艺不能形成MDZ,硅片近表面出现大量沉淀.采用传统的内吸杂工艺,镍沾污的次序对洁净区的形成没有影响.实验表明由于硅片表面形成的镍硅化合物的晶格常数比硅小,所以在硅片近表面产生高浓度的空位,导致近表面的氧依然能够在MDZ工艺中形成沉淀.     

区熔硅近表面洁净区和体内微缺陷的形成

中子辐照区熔 (氢 )硅片经退火后在近表面形成洁净区 ,在硅片内部形成体内微缺陷 .微缺陷的形成与中子辐照造成的损伤及单晶硅内氢杂质的催化加速有关 ,还与后续退火条件有关 .第一步退火的温度对微缺陷的尺度有很大的影响 ,中低温要比高温所形成的微缺陷小 .在退火过程中微缺陷有一个生长过程 ,110 0℃退火 2 h微缺陷已达最大 .硅片表面的粗糙度影响表面洁净区的形成 ,洁净区出现在未抛光面 ,双面抛光硅片不会形成表面洁净区.     

快速退火气氛对300mm硅片内洁净区和氧沉淀形成的影响

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,N2/NHa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N2/NHs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核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.     

快速退火气氛对300mm硅片内洁净区和氧沉淀形成的影响

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,N2/NHa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N2/NHs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核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.     

铜镍共沉淀对直拉硅单晶中洁净区形成的影响

The influence of co-precipitation of copper and nickel on the formation of a denuded zone(DZ) in Czochralski silicon(Cz Si) was systematically investigated by means of etching and optical microscopy(OM).It was found that,for conventional high-low-high annealing(CFA),the DZ could be obtained in all specimens contaminated by copper and nickel co-impurity at different steps of the heat treatment,indicating that no copper precipitates or nickel precipitates were generated in the region just below the surface.However,for rapid thermal annealing(RTA)-low-high annealing,the tendency is not the same; the DZ could not be found in the specimen which was contaminated by copper and nickel contamination before the first RTA annealing.On the basis of the experimental results,it was supposed that the concentration and distribution of the vacancies generating during the RTA can influence the distribution of copper precipitation and nickel precipitation along the cross-section of Cz Si significantly,and thus influence the formation of the DZ to a great extent.     

大直径直拉硅片的快速热处理

主要研究了快速热处理( RTP)对大直径直拉( CZ)硅片的清洁区( DZ)和氧沉淀的影响.通过在Ar、N2 、O2 三种不同气氛中,在不同温度下RTP发现在大直径CZ硅片中氧沉淀的行为及DZ的宽度与RTP的温度、气氛有很大关系.在实验的基础上,讨论了在大直径CZ硅中RTP对氧沉淀和DZ的影响机理.     

区熔硅近表面洁净区和体内微缺陷的形成

中子辐照区熔(氢)硅片经退火后在近表面形成洁净区,在硅片内部形成体内微缺陷.微缺陷的形成与中子辐照造成的损伤及单晶硅内氢杂质的催化加速有关,还与后续退火条件有关.第一步退火的温度对微缺陷的尺度有很大的影响,中低温要比高温所形成的微缺陷小.在退火过程中微缺陷有一个生长过程,1100℃退火2h微缺陷已达最大.硅片表面的粗糙度影响表面洁净区的形成,洁净区出现在未抛光面,双面抛光硅片不会形成表面洁净区.     

区熔硅近表面洁净区和体内微缺陷的形成

中子辐照区熔(氢)硅片经退火后在近表面形成洁净区,在硅片内部形成体内微缺陷.微缺陷的形成与中子辐照造成的损伤及单晶硅内氢杂质的催化加速有关,还与后续退火条件有关.第一步退火的温度对微缺陷的尺度有很大的影响,中低温要比高温所形成的微缺陷小.在退火过程中微缺陷有一个生长过程,1100℃退火2h微缺陷已达最大.硅片表面的粗糙度影响表面洁净区的形成,洁净区出现在未抛光面,双面抛光硅片不会形成表面洁净区.     

快速测定镍硅铜合金中的镍、硅含量

介绍了原子吸收分光光度法分析镍硅铜合金中的镍，硅钼蓝光度法测定镍硅铜合金中的硅含量的方法，并对不同的溶样酸、不同空白液、不同分析方法进行了筛选。     

热预处理对中子辐照直拉硅中热施主的影响

对快中子辐照的直拉硅分别进行了650 ℃和120 ℃快速(RTP)预热处理.450 ℃下不同时间热处理激发热施主,通过四探针测量电阻率和载流子浓度的变化规律,应用傅里叶红外光谱(FTIR)测量间隙氧含量的变化.实验表明经650 ℃预热处理,使辐照样品热施主的形成受到了抑制;Ar气氛RTP预处理条件下,随辐照剂量的增加热施主形成的总量会不断下降.N2气氛RTP预处理,使未辐照样品的热施主形成被抑制,气氛对辐照样品热施主的形成没有明显的影响.     

热预处理对中子辐照直拉硅中热施主的影响

对快中子辐照的直拉硅分别进行了650 ℃和120 ℃快速(RTP)预热处理.450 ℃下不同时间热处理激发热施主,通过四探针测量电阻率和载流子浓度的变化规律,应用傅里叶红外光谱(FTIR)测量间隙氧含量的变化.实验表明经650 ℃预热处理,使辐照样品热施主的形成受到了抑制;Ar气氛RTP预处理条件下,随辐照剂量的增加热施主形成的总量会不断下降.N2气氛RTP预处理,使未辐照样品的热施主形成被抑制,气氛对辐照样品热施主的形成没有明显的影响.     

快速退火气氛对300mm CZ硅片吸杂效应和表面微观结构的影响

研究了N2和N2/NH3混合气两种不同气氛快速退火处理硅片对洁净区和氧沉淀分布的影响.研究发现:N2/NH3混合气氛处理的硅片在后序热处理中表层形成很薄的洁净区同时体内形成高密度的氧沉淀;而N2气氛处理的硅片的沽净区较厚、氧沉淀密度较低.但是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.X射线光电子能谱和原子力显微镜扫描的结果显示N2/NH3混合气氛处理使表面出现了强烈的氮化反应,利用氮化反应町以解释快速退火气氛对洁净区分布的影响.     

快速退火气氛对300mm CZ硅片吸杂效应和表面微观结构的影响

研究了N2和N2/NH3混合气两种不同气氛快速退火处理硅片对洁净区和氧沉淀分布的影响.研究发现:N2/NH3混合气氛处理的硅片在后序热处理中表层形成很薄的洁净区同时体内形成高密度的氧沉淀;而N2气氛处理的硅片的沽净区较厚、氧沉淀密度较低.但是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.X射线光电子能谱和原子力显微镜扫描的结果显示N2/NH3混合气氛处理使表面出现了强烈的氮化反应,利用氮化反应町以解释快速退火气氛对洁净区分布的影响.     

氮对直拉硅片中氧沉淀分布的影响

研究了氮在退火过程中对直拉硅片中的氧沉淀分布的影响.实验结果表明,三步退火后在掺氮硅片截面形成特殊的M形的氧沉淀密度分布,即表面形成没有氧沉淀的洁净区(DZ) ,体内靠近DZ区域形成高密度、小尺寸的氧沉淀,而在硅片的中心处形成低密度、大尺寸的氧沉淀.分析认为,由于在第一步高温退火过程中氮在硅片表面外扩散,同时在硅片体内促进氧沉淀,改变了间隙氧的分布,从而导致在随后的热处理过程中氧沉淀的特殊分布行为     

Si纳米线表面Ni薄膜生长工艺

研究了Si纳米线表面Ni薄膜生长工艺。采用热蒸发法以SiO为起始原料制备自组生长的Si纳米线,再以5%(体积分数)HF剔除Si纳米线表面硅氧化合物,采用氩离子磁控溅射的方法在Si纳米线表面溅射一定厚度的无定形Ni颗粒,此后对镀Ni的Si纳米线进行完整晶体结构的退火处理。应用高分辨透射电镜(HRTEM)等结构表征工具分析了Si纳米线表面Ni薄膜的形成过程,HRTEM结果表明,在350℃左右退火得到的Si纳米线表面能形成连续的、结构完整的Ni薄膜;退火温度低于300℃时,表面溅射的Ni结晶效果较差;退火温度在800℃时,表面Ni薄膜发生团聚,形成了分立的纳米颗粒。     

原生直拉单晶硅中的铜沉淀规律席珍强

采用红外扫描仪、扫描电镜以及电子束诱生电流仪研究了不同温度和不同冷却速度下原生直拉单晶硅的铜沉淀规律. 红外扫描仪观察发现：只有在热处理温度高于800℃的样品中才能观察到铜沉淀团，表明在原生单晶硅中铜沉淀温度为800℃. 同时，红外扫描仪和电子束诱生电流谱仪照片显示，快冷（30K/s）时，形成高密度的小铜沉淀团；而慢冷（0.3K/s）导致低密度、巨大的星形铜沉淀团的形成. 实验还发现慢冷所形成的星形铜沉淀团对少数载流子具有更强的复合强度. 最后，讨论了原生直拉单晶硅中铜沉淀规律的机理.     

空位对普通和掺氮直拉硅单晶中氧沉淀形核的作用

研究了普通直拉（CZ）硅单晶和掺氮直拉(NCZ)硅单晶在氩气氛下进行1250℃/50s的快速热处理（RTP）后,再经600~1000℃的不同温区内的缓慢升温处理和1000℃保温处理后的氧沉淀行为. 研究表明,由RTP引入的空位在700~800℃间缓慢升温退火时对CZ硅中氧沉淀形核的促进作用最显著,而在800~900℃间缓慢升温退火时对NCZ硅中氧沉淀形核的促进作用最显著;在800℃以上,氮促进氧沉淀形核的作用比空位更强. 此外,提出了适用于CZ和NCZ硅片的基于高温RTP和低温缓慢升温热处理的内吸杂工艺.     

空位对普通和掺氮直拉硅单晶中氧沉淀形核的作用

研究了普通直拉(CZ)硅单晶和掺氮直拉(NCZ)硅单晶在氩气氛下进行1250℃/50s的快速热处理(RTP)后,再经600～1000℃的不同温区内的缓慢升温处理和1000℃保温处理后的氧沉淀行为.研究表明,由RTP引入的空位在700～800℃间缓慢升温退火时对CZ硅中氧沉淀形核的促进作用最显著,而在800～900℃间缓慢升温退火时对NCZ硅中氧沉淀形核的促进作用最显著;在800以上,氮促进氧沉淀形核的作用比空位更强.此外,提出了适用于CZ和NCZ硅片的基于高温RTP和低温缓慢升温热处理的内吸杂工艺.     

快速热处理对重掺As硅单晶中氧沉淀的影响

对重掺As硅片进行快速热处理，发现重掺As硅片中氧沉淀行为与快速热处理温度、保温时间和降温速度有很大的关系. 随着快速热处理温度的升高、降温速度的增大和保温时间的延长，氧沉淀的密度增大. 最后对影响的机理进行了讨论.     

用于MEMS的单晶硅上无电镀铜、镀镍工艺

开发了单晶硅上的选择性无电镀铜、镀镍工艺,形成了较为优化的施镀流程,实现了保形性、均镀性较好的铜、镍及其复合镀层.其中针对单晶硅表面的特点,采取了浓酸处理和氧等离子轰击两种表面预处理方法,优化了氯化钯对表面的激活时间,使得镀层质量得到提高.提出了以镍作为中间层以减小镀层应力的方法,施镀后获得的铜镀层的电阻率为2. 1μΩ·cm,铜/镍复合镀层的方块电阻为0. 19Ω/□.在单晶硅MEMS电感结构上实现了较好的无电镀铜,使得该元件的品质因数超过25.