Cusp磁场中CZ硅氧浓度分布的数值模拟

利用FEAMG-CZ软件,模拟研究了cusp磁场对称面(定义为0高斯面)与熔体自由表面距离对直拉硅固液界面氧浓度分布的影响。结果表明:随着0高斯面的下移,熔体中的最小氧浓度降低,而固液界面的氧浓度升高,且径向均匀性变差。分析表明,这与熔体自由表面处的Marangoni流有关,抑制该流动有利于熔体中氧的蒸发,从而在自由表面下获得更低氧浓度的熔体,但会阻碍自由表面下方低氧熔体往固液界面的输运。因此,推断当0高斯面位于熔体自由表面下某一位置时,固液界面氧浓度将达到最低。模拟中,该位置位于Hm=0～-0.01m之间。     

CUSP磁场对直拉硅单晶氧浓度分布影响的数值模拟

利用有限元分析软件对φ300mm直拉硅单晶生长过程进行模拟,分析了保持CUSP磁场对称面与熔体坩埚界面交点处的径向分量不变的情况下,硅单晶中氧浓度分别随CUSP磁场通电线圈距离、通电线圈半径的变化规律.随着通电线圈距离和半径的增大,晶体熔体固液界面氧浓度均逐渐降低.随着通电线圈距离和半径的增大,硅熔体径向磁场强度逐渐增大,对坩埚底部熔体向晶体熔体固液界面处对流的抑制作用加强,固液界面下方熔体轴向流速减小,使得从坩埚底部运输上来的富氧熔体减少,继而固液界面处的氧浓度降低.随着线圈距离和半径的增大,为保持所需磁场强度,施加电流也逐渐增大,从而能耗增大,与增大通电线圈距离相比,增大通电线圈半径所需的电流较大.通过实验,将CUSP磁场对单晶中氧浓度分布影响的数值模拟结果与实际晶体生长进行了对比,实验结果验证了数值模拟的结果.     

300mm直拉单晶硅中的氮元素对氧化诱生层错的影响

采用直拉法生长普通和掺氮硅单晶,研究不同含氮浓度的晶体中氧化诱生层错(OSF)的行为.从4组晶体的相同位置取样,并对样品进行1100℃湿氧氧化实验.实验结果表明,随着晶体中氮浓度的增加样品中氧化诱生层错环(OSF-ring)宽度变大,且环内OSF缺陷的密度增加.这说明,氮的掺入促进了晶体中满足OSF形核要求的原生氧沉淀的形成,使OSF形核区变大.     

Growth Conditions of Φ100 mm n <111> FZ Silicon Single Crystal

ＧｒｏｗｔｈＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆΦ１００ｍｍｎ＜１１１＞ＦＺＳｉｌｉｃｏｎＳｉｎｇｌｅＣｒｙｓｔａｌＺｈｏｕＱｉｇａｎｇ，ＺｅｎｇＳｈｉｍｉｎｇ，ＺｈａｎｇＦｕｚｈｅｎ，ＣｈｅｎＹｕｎｇａｎｇａｎｄＳｕｎＨｕａｙｉｎｇ（周旗钢）（曾世铭）（张福珍...     

Φ200 mm硅单晶的生长工艺特点

在全自动拉晶条件下，讨论了拉制Φ２００ｍｍ硅单晶遇到的新问题。热场配置、工艺参数的选择、石英坩埚的选用等有了更严格的要求。合理的轴向温度梯度和径向温度梯度、低拉速、低晶转及规范的拉晶工艺是拉制大直径单晶的关键。     

注氢硅中微结构缺陷的TEM观察

通过透射电子显微镜观察到注氢硅片中存在损伤带，损伤带的位置和注人氢的分布几乎一致，推断损伤带是由于氢的注入引起的。损伤带内主要以平行于正表面的{111}面状缺陷为主，另外还有斜交于正表面的{111}面状缺陷以及{100}面状缺陷，这是由于氢朝能量低的位置的迁移聚集而形成的。在损伤带的中间还可见到晶格紊乱团块和空洞，这是由于损伤带中间存在高浓度的氢和高密度的面状缺陷面导致形成的。     

面向对注氢硅片中微结构的影响

把不同面向的注氢硅片制成横截面样品,在高分辨率透射电子显微镜下进行观察,发现衬底面向对其中的微结构有明显的影响.首先表现为衬底中主要出现平行于正表面的氢致片状缺陷,即(100)衬底中,主要出现平行于正表面的{100}片状缺陷,而(111)衬底中出现的主要是平行于正表面的{111}片状缺陷.其原因是注入引起垂直正表面的张应变.另外,面向的影响还表现为,(100)衬底中出现的{113}缺陷在(111)衬底中不出现.在(111)衬底中出现的晶格紊乱团和空洞在(100)衬底中不出现.从而推测,{111}片状缺陷的形成不发射自间隙原子,而(100)片状缺陷的形成将发射自间隙原子.     

快速预热处理对大直径CZ-Si中FPDs及清洁区的影响

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魔幻清洁区(MDZ)之间的关系.硅片经过高温快速预热处理后,再经过800℃(4h)+1000℃(16h)常规退火,以形成MDZ.研究发现,当硅片在Ar气氛或N2/O2(9%)混合气氛下RTA预处理后,FPDs密度较低,随后热处理出现的氧沉淀诱生缺陷密度较高、清洁区较宽.对于N2/O2混和气氛,随着O2含量的增加,FPDs和氧沉淀诱生缺陷密度变小,纯O2气氛下预处理后硅片中FPDs和氧沉淀诱生缺陷密度最低.因此,可以通过调节N2/O2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.     

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.