直拉硅單晶中空洞型缺陷的擇優(yōu)腐蝕.pdf

1、由空位聚集而形成的空洞型缺陷(Void)是直拉硅單晶中一種重要的原生微缺陷，它們的存在不僅會使柵氧化物的完整性(GOI)受到嚴(yán)重破壞，還會造成PN結(jié)漏電、槽型電容短路或絕緣失效等問題，從而降低集成電路的成品率，因此它獲得了企業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛研究。
　　一般說來，空洞型缺陷依據(jù)檢測方法的不同而表現(xiàn)出不同的形式，分別稱為:CrystalOriginatedParticle(COP),FlowPatternDefect(FPD)和Li

2、ghtScatteringTomographyDefect(LSTD)。相比之下，使用擇優(yōu)腐蝕液來表征空洞型缺陷是一種簡單快捷的方法，因此獲得了廣泛的使用。對于輕摻硅片來說，目前一般采用標(biāo)準(zhǔn)的Secco液(0.15MK2Cr2O7∶HF=1∶2)來腐蝕顯示硅片中的FPDs;但是對于重?fù)焦杵瑏碚f，由于載流子濃度增加導(dǎo)致腐蝕速率加快，使得硅單晶中正常晶格位置和缺陷位置的腐蝕速率相接近，從而削弱了擇優(yōu)腐蝕效果，因而，適用于輕摻硅片缺陷的擇優(yōu)腐

3、蝕液往往不適用于重?fù)焦杵?。為此，很有必要開發(fā)出適用于重?fù)诫s硅單晶中空洞型缺陷的擇優(yōu)腐蝕液。此外，到目前為止，還沒有能夠直接顯示出空洞型缺陷的擇優(yōu)腐蝕方法。若在此方面有所突破，將對實際生產(chǎn)具有重要意義。
　　本文系統(tǒng)研究了CrO3-HF(40wt％)-H2O體系的混合液對重?fù)诫s直拉硅單晶的擇優(yōu)腐蝕特性，揭示了這一體系的腐蝕液對重?fù)诫s直拉硅單晶中空洞型缺陷的腐蝕機理。另外，本文還研究了利用銅沉淀結(jié)合擇優(yōu)腐蝕來表征直拉硅單晶中多面體空洞

4、型缺陷的方法。上述研究的主要結(jié)果如下:
　　(1)研究了基于CrO3-HF-H2O體系的混合液對重?fù)絅型直拉硅單晶中空洞型缺陷的擇優(yōu)腐蝕，開發(fā)出組成為0.2-0.25MCrO3∶40％HF=1∶1（體積比）的新型擇優(yōu)腐蝕液。該腐蝕液可用于電阻率低至0.7mΩ·cm的＜100＞或＜111＞晶向重?fù)絅型直拉硅單晶中空洞型缺陷的顯示。
　　(2)研究了基于CrO3-HF-H2O體系的混合液對重?fù)絇型直拉硅單晶中空洞型缺陷的擇優(yōu)腐蝕

5、，開發(fā)出組成為0.25-0.35MCrO3∶40％HF=2∶3（體積比）的新型擇優(yōu)腐蝕液。該腐蝕液可用于電阻率低至2.5mΩ·cm的＜100＞或＜111＞晶向重?fù)絇型直拉硅單晶中空洞型缺陷的顯示。
　　(3)發(fā)明了一種基于銅沉淀結(jié)合Secco液擇優(yōu)腐蝕的直接顯示空洞型缺陷的方法。其具體步驟如下:將拋光后的直拉硅片浸入硝酸銅溶液(8M)靜置若干時間;隨后在去離子水中漂洗，取出后晾干;接著在700-1100℃的溫度下熱處理若干時間;快