끊임없는 노력을 통해PAM-XIAMEN은 대규모 COP-free를 개발했습니다.CZ실리콘(Si) 웨이퍼, 결정 풀링의 열장을 개선하여 잉곳에서 COP의 발생을 효과적으로 제어함으로써 성능 향상 및 전력 소비 감소를 달성했습니다. 8인치 실리콘 웨이퍼 적용 공정이 더 크기 때문에 COP에 민감하지 않습니다. 12인치 실리콘 웨이퍼 적용 공정은 더 작고 결정 품질에 더 민감합니다. 일반적으로 40nm 이하의 공정은 결정 품질에 대한 요구 사항이 더 높기 때문에 COP-Free에 대한 수요가 더 많습니다. 판매용 COP free 웨이퍼 사양은 다음과 같습니다.

1. COP 프리 웨이퍼 데이터 시트

2. CZ-Si Wafer의 COP란?

COP(결정 유래 입자/피트)는 실리콘 단결정의 주요 결함입니다. 이 결함은 SC-1(NH4OH:H2O2:H2O-1:15) 용액으로 85°C에서 4시간 동안 실리콘 웨이퍼를 보일 폴리싱(boil-polishing)한 후 드러난 격자 결함입니다. 실리콘 웨이퍼를 SC-1 용액으로 처리한 후, 실리콘 웨이퍼의 표면층을 150 nm만큼 식각하였다. COP 결함의 밀도는 레이저 스캐닝 입자 계수기로 감지할 수 있습니다.

COP 결함은 그림 1과 같이 팔면체 미세 공극이며 COP의 크기는 0.12~0.30um입니다. COP 결함의 에칭 피트는 일반적으로 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 하나는 모노타입이고 다른 하나는 바이타입입니다.

그림 1 COP 결함의 개략도

3. CZ 웨이퍼에 COP 결함이 있는 이유는 무엇입니까?

1차 결함 COP의 형성은 산소 석출의 형성과 밀접한 관련이 있다. 이유는 다음과 같습니다.

(1) CZ 실리콘의 큰 주요 결함은 무산소 FZ 실리콘에서 발견되지 않았습니다.

(2) 미세 공극의 자유 에너지 계산에 기초하여 미세 공극은 빈 공간에서 균일하게 형성될 수 없음이 입증되었습니다.

(3) CZ 실리콘이 성장하는 동안 상당히 넓은 온도 범위에서 산소가 과포화되어 침전됩니다. TEM의 에너지 분산 X선 스펙트럼을 사용하여 COP 결함의 원소 분석을 수행할 수 있으며 일부 COP 결함에는 산소가 포함되어 있음을 알 수 있습니다. 이것은 보이드 형성 메커니즘이 산소 침전과도 관련이 있음을 나타냅니다.

또한 COP 결함의 성장 속도는 900~1100 °C 범위에서 가장 빠르므로 이 온도 범위에서 보내는 시간이 COP 결함의 성장 크기를 결정합니다. 이 온도 영역을 빠르게 통과하면 COP 결함의 성장을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 그러나 단결정은 고농도로 도핑된 Sb의 인상 속도와 같이 특정 인상 속도 범위 내에서 성장하는 경향이 있기 때문에 일반적으로 0.6-1.2 mm/min이다. 그리고 900~1100℃의 일반적인 열장 온도 범위가 더 넓어서 단결정의 전체 성장 과정에서 COP 결함 크기가 커질 수밖에 없다. COP 결함의 크기는 후속 웨이퍼 처리의 세척 시간에도 영향을 받습니다. SC1에서 5-6회 세척한 후 COP 결함의 수와 크기가 기하급수적으로 증가합니다.

4. Crystal-Originated-Pits-Free 웨이퍼를 얻는 방법은 무엇입니까?

COP가 없는 기질을 얻기 위해 COP를 제거하거나 줄이는 방법에 대한 많은 연구 문헌이 있으며, 다음과 같이 요약할 수 있습니다.

(1) 질소 도핑된 실리콘 단결정 생성;

(2) 표면 COP 결함을 제거하기 위한 수소 또는 아르곤 어닐링;

(3) 열장 Gradient의 길이 방향 온도를 조정하여 COP 결함 밀도를 줄이고 COP 결함 크기를 줄입니다.

일부 연구에서는 도펀트 붕소의 농도가 임계값을 초과하면 COP 생성이 효과적으로 억제되어 COP가 없는 결정 웨이퍼를 얻을 수 있다고 지적했습니다. 이 임계값의 크기는 잉곳의 직경과 관련이 있습니다. 예를 들어, 200mm 실리콘 잉곳의 경우 임계값은 4.8×10입니다.⁽¹⁸⁾ 원자/cm³; 150mm 잉곳의 경우 6.3×10⁽¹⁸⁾ 원자/cm³.

연구에 따르면 수소 및 아르곤 분위기에서의 고온 어닐링은 실리콘 웨이퍼 표면의 홀 유형 미세 결함(COP와 같은)을 효과적으로 감소시켜 MOS 장치 애플리케이션의 GOI를 향상시킬 수 있습니다. 실리콘 웨이퍼의 표면(COP의 표면 포함)은 천연 산화물 층으로 덮여 있기 때문에 수소 분위기를 사용하든 아르곤 분위기를 사용하든 실리콘 웨이퍼가 고온으로 가열되는 한 고온에서 약 1200°C의 온도에서 웨이퍼 표면의 자연 산화막은 열적으로 불안정해지고 해리되어 추가 실리콘 원자가 생성됩니다. 이러한 여분의 실리콘 원자는 COP의 위치를 ​​채우므로 이러한 구멍 유형의 미세 결함이 점차 작아지거나 심지어 사라지므로 실리콘 COP가 없는 웨이퍼 또는 낮은 COP Si 웨이퍼를 얻을 수 있습니다.

자세한 내용은 다음 주소로 이메일을 보내주십시오. victorchan@powerwaywafer.com 과 powerwaymaterial@gmail.com.