Effekt af nitrogendoping på Czochralski monokrystallinsk silicium

Effekt af nitrogendoping på Czochralski monokrystallinsk silicium

PAM-XIAMEN er i stand til at levere nitrogen (N) dopede silicium wafers, specifikationer henvises til:

https://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer.

Dotering af nitrogen som en urenhed i siliciumkrystaller har ikke kun en gavnlig effekt på ydeevnen af ​​siliciumwafers, men har også en vigtig indflydelse på siliciumwafers fysiske og elektriske egenskaber.

I Czochralski monokrystallinsk silicium opnås nitrogendoping hovedsageligt gennem metoder som nitrogenbeskyttelse under krystalvækst, tilsætning af siliciumnitridpulver eller Si3N4-coating på kvartsdigler til det smeltede silicium. Nitrogenpar eksisterer hovedsageligt i nitrogenpar, med kun omkring 1% nitrogen på substitutionssteder og udviser en donoreffekt med en ioniseringsenergi på ca. 17 meV. Denne dopingmetode har flere indvirkninger på egenskaberne og ydeevnen af ​​siliciumwafers. Virkningen af ​​nitrogen- og oxygendannende NO STD'er (Nitrogen-Oxygen Shallow Thermal Donorer) og andre komplekser på siliciumkrystaldefekter under varmebehandling. I processen med nitrogendoteret Czochralski-silicium eksisterer N-urenheder i forskellige former, herunder NO STD'er, N-dimerer (N2) og mulige konfigurationer af andre monomerer N.

1. Indflydelse af nitrogendopingSi EelektriskePegenskaber

Interaktionen mellem nitrogen og oxygen danner et nitrogen-iltkompleks, der udviser flere absorptionstoppe. Denne komposit har elektrisk aktivitet, som kan elimineres ved udglødning, og derved ændrer siliciumwaferens resistivitet eller bærerkoncentration. Derudover kan dannelsen af ​​nitrogen-iltkomplekser fremme iltaflejring, forbedre den indre urenhedsabsorptionsevne af siliciumwafers, lette den iboende gettering (IG) proces af siliciumwafers, forbedre den mekaniske styrke af siliciumwafers, reducere glideafstanden af ​​dislokationer , forbedre anti-vridningsevnen og forbedre udbyttet af integrerede kredsløb.

2. Indvirkningaf Nitrogen DopantOxygenPopsamling ogDeffektCegenskaberaf silicium

Indførelsen af ​​trækspænding af nitrogenatomer i siliciumkrystaller ændrer diffusionen af ​​ledige stillinger og ledige iltkomplekser, hvilket fremmer omdannelsen af ​​VO til VO2. Under N-doping stiger udfældningstætheden af ​​krystallinske opståede partikler (COP'er) i monokrystallinsk silicium, og størrelsen falder. N-doping kan fremme iltudfældning og begrænse væksten af ​​hulrum.

Nitrogen-doping kan undertrykke dannelsen af ​​dislokationsløkker, ledige klynger og tomrumsdefekter i zonesmeltede siliciumenkeltkrystaller og Czochralski-enkeltkrystaller med stor diameter. Teoretiske beregninger indikerer, at nitrogen først kombineres med dobbelte ledige stillinger for at danne et kompleks, og derefter kombineres med ilt for at fremme dannelsen af ​​primær iltaflejring, hvilket fører til produktionen af ​​små hule defekter med høj tæthed. Dannelsen af ​​disse komplekser kan fremme kernedannelsen af ​​oxygenaflejring, forbedre aflejringen af ​​interstitiel oxygen og forbedre den indre urenhedsabsorptionsevne af siliciumwafers.

3. Effektaf IntrinsiskGetteringProcess ogHspise Tgenbehandlingpå N Doteret Silicium

Nitrogen og oxygen kan IKKE danne STD'er under varmebehandlingsforhold på 300-650 ℃, hvilket påvirker elektroniske enheders ydeevne. Højtemperaturbehandling ved 900-1200 ℃ og udglødning ved 650 ℃ vil påvirke dannelsen af ​​NO STD'er i NCZ-silicium. Under præ-annealingsstadiet vil oxidudfældning fange flere nitrogenatomer, hvilket hæmmer dannelsen af ​​NO STD'er.

Den konventionelle høj-lav høj tre-trins annealing IG-proces blev brugt til at studere effekten af ​​nitrogen-doping på iltudfældning i NCZ siliciumkrystaller. Ved lave temperaturer kan nitrogen kombineres med oxygen og danne N2On-komplekser. NV- og NO-komplekserne i nitrogendoteret silicium konkurrerer med hinanden, og deres koncentrationsfraktioner varierer med den interstitielle oxygenkoncentration [OI]. Under lave [OI]-forhold falder koncentrationen af ​​NO-komplekser, hvilket øger den hæmmende virkning af primære defekter.

For mere information, kontakt os venligst e-mail påvictorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.

Del dette opslag