Wafer épitaxial de silicium dopé au bore de type P

Wafer épitaxial de silicium dopé au bore de type P

À l'heure actuelle, les tranches épitaxiales de silicium P-P+ (dopées au bore) sont largement utilisées dans la fabrication de circuits intégrés à grande échelle et de dispositifs discrets. Les exigences relatives à l'épaisseur des tranches épitaxiales de silicium P-P+ varient selon le type de dispositif. Pour fabriquer des circuits numériques à grande vitesse, seulement environ 0,5 μm d'épicouche sont nécessaires. Pour les appareils à haute puissance, il est de 10 à 100 μm. L'épaisseur typique d'un film mince de silicium dopé au bore pour le procédé CMOS est de 3 à 10 μm.PAM-XIAMEN peut grandirtranches de silicium épitaxialespour répondre aux besoins de vos applications.Prenons par exemple les films de silicium dopés au bore sur des substrats de silicium dopés au bore, paramètres indiqués dans le tableau ci-dessous. Nous adoptons la technologie de scellement arrière pour contrôler avec précision la résistivité de la couche épitaxiale.

Wafer épitaxial de silicium dopé au bore

1. Spécification de la plaquette épitaxiale de silicium dopé au bore

PAMP17407 – SI

Non. Paramètre Unité Évaluer
1. Méthode de croissance des cristaux CZ
2. Type de conductivité P
3. Orientation cristalline (100)±0.5о
4. Dopant de substrat Bore
5. Résistivité du substrat Ω·cm 0,015±0,005
6. Variation de résistivité radiale du substrat % <10
sept. Diamètre mm 100,0±0,5
8. Plat Longueur primaire mm 32,5±2,5
9. Orientation Plat principal (110)±1о
dix. Appartement secondaire rien
11. Épaisseur du substrat au point central um 525±15
12.
13. Finition arrière Gravée
14. Processus Getter arrière polysilicium
15. Épaisseur du dos en poly um 1.20±0.40
16. Processus de scellage à l'arrière Oxyde LPCVD
17. Épaisseur d'oxyde Å 3500±1000
18. TTV Max (après Epi Deposition) um 7
19. Variation locale d'épaisseur (LTV, SBID), sur site 20×20 mm um <2.0
20. Bow Max (après Epi Deposition) um 30
21. Warp Max (après Epi Deposition) um 35
22. Type de conductivité de la couche Epi P
23. Dopant de couche Epi Bore
24. Résistivité de la couche Epi Ω·cm 12.0±1.2
25. Variation radiale de l'épi résistivité % <10
26. Épaisseur de la couche Epi au centre um 20±2
27. Variation radiale de l'épaisseur de la couche Epi % <10
28. Zone de transition épi um <2
29. Zone Épi Plate um >16
30. Luxations Aucun
31. Caleçon Aucun
32. Brume Aucun
33. Rayures Aucun
34. Puces de bord Aucun
35. Fossettes Aucun
36. Épluchure d'orange Aucun
37. Fissures/fractures Aucun
38. pattes d'oie Aucun
39. Matières étrangères Aucun
40. Contamination de la surface arrière Aucun
41. Diffusions localisées de la lumière (LLS) avec une taille > 0,3 μm pièces/wfr ≤20
42. Puits de gravure peu profonds cm-2 <1·102
43. Métaux de surface (Na, K, Zn, Al, Fe, Cr, Ni, Cu) à/cm-2 <1·1011

 

2. Dopage au bore dans le silicium cultivé par CZ

Le bore (B) est une impureté électriquement active importante dans le silicium Czochralski de type p, intentionnellement dopé. En particulier, une plaquette de silicium fortement dopée au bore est couramment utilisée comme matériau de substrat pour une plaquette épitaxiale p/p+. L'introduction d'un grand nombre d'atomes de bore peut améliorer la conductivité d'une tranche de silicium monocristallin.

Pourquoi B est-il l'impureté électriquement active la plus importante dans le silicium monocristallin de type p ? Les raisons sont :

Tout d'abord, lorsque l'atome B est introduit, des trous seront générés dans le cristal de silicium en même temps, et le nombre de trous augmentera avec l'augmentation de la concentration en atome B.

Deuxièmement, Groupe IIIAles éléments B, Al, Ga et In sont tous des impuretés acceptrices, qui peuvent fournir des trous pour les cristaux de Si. Cependant, du fait que les coefficients de ségrégation de Al, Ga et In sont trop petits, il est difficile de contrôler la résistivité du cristal lors du dopage s'ils sont utilisés comme dopants. Le coefficient de ségrégation du dopage au bore dans Si est d'environ 0,8, ce qui est proche de 1, de sorte que la résistivité du silicium dopé au bore a une bonne cohérence en tête et en queue, et l'utilisation de l'ensemble du monocristal est améliorée.

Troisièmement, le point de fusion et le point d'ébullition du bore sont supérieurs à ceux du silicium. B se volatilise à peine pendant la croissance du cristal de silicium, ce qui assure l'adéquation de la concentration de dopage cible et de la concentration réelle pendant la croissance du cristal.

Quatrièmement, B a une grande solubilité solide (2.2X 1030/cm3) dans un monocristal de silicium à température ambiante. Par conséquent, la plage de résistivité contrôlable de la tranche de Si de type p est relativement grande en ajustant la concentration de B, et la résistivité minimale peut atteindre 0,1 m Ω·cm -1.

Cinquièmement, la diffusion de B dans Si appartient à la diffusion d'atomes de substitution, ce qui est difficile à réaliser par la génération et le mouvement de défauts thermiques cristallins. Cela garantit la stabilité du nombre et de la position de B dans le silicium, c'est-à-dire la stabilité des matériaux semi-conducteurs de type p dopés par B.

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2022-12-08

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