A través de esfuerzos continuos,PAM-XIAMEN ha desarrollado COP-free a gran escalaCZ de silicio(Si) obleas, y controló efectivamente la generación de COP en el lingote al mejorar el campo térmico de extracción del cristal, logrando así una mejora del rendimiento y una reducción del consumo de energía. El proceso de aplicación de la oblea de silicio de 8 pulgadas es más grande, por lo que no es sensible al COP; el proceso de aplicación de obleas de silicio de 12 pulgadas es más pequeño y más sensible a la calidad del cristal. En términos generales, el proceso por debajo de 40 nm tiene mayores requisitos en cuanto a la calidad del cristal, por lo que existe una mayor demanda de COP-Free. Las especificaciones de la oblea libre de COP para la venta son las siguientes:

1. Hoja de datos de obleas sin COP

2. ¿Qué es el COP de CZ-Si Wafer?

COP (partículas/picaduras originadas en el cristal) es un defecto primario en el monocristal de silicio. Este defecto es un defecto de red revelado después de hervir y pulir obleas de silicio con una solución SC-1 (NH4OH:H2O2:H2O-1:1 5) a 85 °C durante 4 horas. Después de tratar la oblea de silicio con solución SC-1, la capa superficial de la oblea de silicio se grabó con 150 nm. La densidad de los defectos de COP se puede detectar mediante un contador de partículas de escaneo láser.

Los defectos de COP son microhuecos octaédricos, como se muestra en la Figura 1, el tamaño de COP es de 0,12 ~ 0,30 um. Los hoyos de grabado de los defectos COP generalmente se pueden dividir en dos categorías: uno es monotipo, el otro es bitip.

Fig. 1 Esquema de defectos COP

3. ¿Por qué las obleas CZ tienen defectos COP?

La formación del defecto primario COP está estrechamente relacionada con la formación de precipitación de oxígeno. Las razones son:

(1) Los grandes defectos primarios en el silicio CZ no se han encontrado en el silicio FZ libre de oxígeno;

(2) Sobre la base del cálculo de la energía libre de los microhuecos, se demuestra que los microhuecos no pueden formarse uniformemente a partir de las vacantes desnudas;

(3) Durante el crecimiento del silicio CZ, en un rango de temperatura bastante amplio, el oxígeno está sobresaturado y, por lo tanto, precipita. Usando el espectro de rayos X de dispersión de energía de TEM, se puede realizar un análisis elemental de los defectos de COP y se encuentra que algunos defectos de COP contienen oxígeno. Esto indica que el mecanismo de formación de vacíos también está relacionado con la precipitación de oxígeno.

Además, la tasa de crecimiento de los defectos de COP es la más rápida en el rango de 900~1100 °C, por lo que el tiempo que se pasa en este rango de temperatura determina el tamaño del crecimiento de los defectos de COP. Pasar rápidamente a través de esta región de temperatura puede prevenir efectivamente el crecimiento de defectos COP. Sin embargo, dado que los monocristales tienden a crecer dentro de un cierto rango de velocidad de extracción, la velocidad de extracción del Sb fuertemente dopado es generalmente de 0,6 a 1,2 mm/min. Y el rango general de temperatura del campo térmico de 900 ~ 1100 ° C es más amplio, por lo que el tamaño del defecto COP está obligado a crecer durante todo el proceso de crecimiento del monocristal. El tamaño de los defectos COP también se ve afectado por los tiempos de limpieza del procesamiento posterior de la oblea. Después de limpiar en SC1 5 o 6 veces, el número y el tamaño de los defectos COP aumentan exponencialmente.

4. ¿Cómo obtener una oblea sin hoyos originada en cristal?

Ha habido muchas publicaciones de investigación sobre la eliminación o disminución de los COP para obtener sustratos libres de COP, que se pueden resumir en:

(1) Generar monocristal de silicio dopado con nitrógeno;

(2) Recocido con hidrógeno o argón para eliminar los defectos COP de la superficie;

(3) Ajuste la temperatura longitudinal del gradiente del campo térmico, reduciendo la densidad del defecto COP y reduciendo el tamaño del defecto COP.

Algunos estudios han señalado que cuando la concentración de boro dopante excede un valor crítico, la generación de COP se suprimirá de manera efectiva y luego se obtendrán obleas de cristal libres de COP. El tamaño de este valor crítico está relacionado con el diámetro del lingote. Por ejemplo, para un lingote de silicio de 200 mm, el valor crítico es 4,8 × 10¹⁸ átomo/cm³; para un lingote de 150 mm, es 6,3 × 10¹⁸ átomo/cm³.

Los estudios también han demostrado que el recocido a alta temperatura en atmósferas de hidrógeno y argón puede reducir eficazmente los microdefectos de tipo agujero (como los COP) en la superficie de las obleas de silicio, mejorando así el GOI para las aplicaciones de dispositivos MOS. Dado que la superficie de la oblea de silicio (incluida la superficie del COP) está cubierta con una capa de óxido natural, ya sea utilizando una atmósfera de hidrógeno o una atmósfera de argón, a alta temperatura, siempre que la oblea de silicio se caliente a una temperatura alta de aproximadamente 1200°C, la capa de óxido natural en la superficie de la oblea se vuelve térmicamente inestable y se disocia para generar átomos de silicio adicionales. Estos átomos de silicio adicionales llenarán las posiciones de los COP, de modo que estos microdefectos de tipo agujero se hacen gradualmente más pequeños o incluso desaparecen, obteniendo así una oblea libre de COP de silicio o una oblea de Si de bajo COP.

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