Grâce à des efforts continus,PAM-XIAMEN a développé à grande échelle sans COPSilicium CZtranches de (Si), et contrôlé efficacement la génération de COP dans le lingot en améliorant le champ thermique de l'extraction du cristal, obtenant ainsi une amélioration des performances et une réduction de la consommation d'énergie. Le processus d'application de plaquette de silicium de 8 pouces est plus grand, il n'est donc pas sensible au COP; le processus d'application des tranches de silicium de 12 pouces est plus petit et plus sensible à la qualité du cristal. D'une manière générale, le processus en dessous de 40 nm a des exigences plus élevées sur la qualité du cristal, il y a donc plus de demande pour COP-Free. Les spécifications de la plaquette sans COP à vendre sont les suivantes :

1. Fiche technique de la plaquette sans COP

2. Qu'est-ce que le COP de CZ-Si Wafer ?

Le COP (particules/piqûres d'origine cristalline) est le principal défaut du monocristal de silicium. Ce défaut est un défaut de réseau révélé après un polissage à l'ébullition des tranches de silicium avec une solution SC-1 (NH4OH:H2O2:H2O-1:15) à 85°C pendant 4 heures. Après avoir traité la plaquette de silicium avec une solution SC-1, la couche de surface de la plaquette de silicium a été gravée de 150 nm. La densité des défauts COP peut être détectée par un compteur de particules à balayage laser.

Les défauts COP sont des micro-vides octaédriques, comme le montre la figure 1, la taille du COP est de 0,12 ~ 0,30 um. Les piqûres de gravure des défauts COP peuvent généralement être divisées en deux catégories : l'une est monotype, l'autre est bitype.

Fig. 1 Schéma des défauts COP

3. Pourquoi les plaquettes CZ ont-elles des défauts COP ?

La formation du défaut primaire COP est étroitement liée à la formation de précipitations d'oxygène. Les raisons sont :

(1) Les grands défauts primaires du silicium CZ n'ont pas été trouvés dans le silicium FZ sans oxygène;

(2) Sur la base du calcul de l'énergie libre des microvides, il est prouvé que les microvides ne peuvent pas se former uniformément à partir de vides nus ;

(3) Lors de la croissance du silicium CZ, sur une gamme de température assez large, l'oxygène est sursaturé et donc précipite. En utilisant le spectre de rayons X à dispersion d'énergie du TEM, une analyse élémentaire des défauts COP peut être effectuée, et il est constaté que certains défauts COP contiennent de l'oxygène. Cela indique que le mécanisme de formation des vides est également lié à la précipitation de l'oxygène.

De plus, le taux de croissance des défauts COP est le plus rapide dans la plage de 900 à 1100 ° C, de sorte que le temps passé dans cette plage de température détermine la taille de la croissance des défauts COP. Le passage rapide à travers cette région de température peut empêcher efficacement la croissance des défauts COP. Cependant, étant donné que les monocristaux ont tendance à croître dans une certaine plage de vitesse d'extraction, telle que la vitesse d'extraction du Sb fortement dopé est généralement de 0,6 à 1,2 mm/min. Et la plage de température générale du champ thermique de 900 ~ 1100 ° C est plus large, de sorte que la taille du défaut COP est appelée à croître pendant tout le processus de croissance du monocristal. La taille des défauts COP est également affectée par les temps de nettoyage du traitement ultérieur des plaquettes. Après avoir été nettoyés dans SC1 5 à 6 fois, le nombre et la taille des défauts COP augmentent de façon exponentielle.

4. Comment obtenir une plaquette sans noyaux d'origine cristalline ?

Il y a eu de nombreuses publications de recherche sur l'élimination ou la diminution des COP pour obtenir des substrats sans COP, qui peuvent être résumées comme suit :

(1) générer un monocristal de silicium dopé à l'azote ;

(2) Recuit à l'hydrogène ou à l'argon pour éliminer les défauts COP de surface;

(3) Ajustez la température longitudinale du gradient de champ thermique, en réduisant la densité des défauts COP et en réduisant la taille des défauts COP.

Certaines études ont souligné que lorsque la concentration de bore dopant dépasse une valeur critique, la génération de COP sera effectivement supprimée, obtenant alors des plaquettes de cristal sans COP. La taille de cette valeur critique est liée au diamètre du lingot. Par exemple, pour un lingot de silicium de 200 mm, la valeur critique est de 4,8×10¹⁸ atome/cm³; pour un lingot de 150 mm, c'est 6,3×10¹⁸ atome/cm³.

Des études ont également montré que le recuit à haute température dans des atmosphères d'hydrogène et d'argon peut réduire efficacement les micro-défauts de type trou (tels que les COP) à la surface des tranches de silicium, améliorant ainsi le GOI pour les applications de dispositifs MOS. Étant donné que la surface de la plaquette de silicium (y compris la surface du COP) est recouverte d'une couche d'oxyde naturel, que ce soit en utilisant une atmosphère d'hydrogène ou une atmosphère d'argon, sous haute température, tant que la plaquette de silicium est chauffée à une température élevée d'environ 1200°C, la couche d'oxyde naturel à la surface de la plaquette devient thermiquement instable et se dissocie pour générer des atomes de silicium supplémentaires. Ces atomes de silicium supplémentaires vont combler les positions des COPs, de sorte que ces micro-défauts de type trous se réduisent progressivement voire disparaissent, obtenant ainsi une tranche de silicium sans COP ou une tranche de Si à faible COP.

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