기체상 도핑된 FZ 실리콘의 방사형 저항 변화

기체상 도핑된 FZ 실리콘의 방사형 저항 변화

PAM-XIAMEN은 고순도, 적은 결함, 낮은 보상, 낮은 산소 및 탄소 함량을 갖는 FZ(플로트 존) 기상 도핑된 실리콘 단결정을 공급할 수 있습니다. 다양한 고감도 검출기 및 저손실 마이크로파 장치에 널리 사용됩니다. FZ 실리콘의 더 많은 사양을 얻으려면 다음을 참조하십시오.https://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer/float-zone-mono-crystalline-silicon.html. 모든 매개변수에 대해 방사형 저항의 변화는 FZ 실리콘 단결정의 중요한 매개변수 지표입니다. 방사형 저항률 변동(RRV)은 웨이퍼 중심점의 저항률과 웨이퍼 중심에서 오프셋된 한 점 또는 여러 대칭적으로 분포된 설정점 간의 차이이며 중심 값의 백분율로 표시할 수 있습니다.

실리콘 단결정의 저항률의 불균일한 분포는 장치 매개변수의 균일성에 부정적인 영향을 미칩니다. 실리콘의 축 방향 저항이 균일하지 않으면 다른 웨이퍼로 만든 장치의 역방향 내전압, 순방향 전압 강하, 전력 등이 달라집니다. 실리콘의 방사 저항 변화는 균일하지 않지만 대면적 디바이스 전류를 만들 것입니다. 분포가 고르지 않고 국부 과열이 발생하고 국부 항복이 발생하여 장치의 내전압 및 전력 표시기가 감소합니다. 그렇다면 FZ 실리콘의 방사형 전도 저항에는 무엇이 영향을 미칠까요?

1. 단결정 실리콘의 방사 저항에 영향을 주는 것은 무엇입니까?

기상 도핑 공정은 저항 드리프트를 초래하고 저항은 변합니다. 기상 도핑에서 실리콘 결정의 방사 저항에 영향을 미치는 주요 요인은 열 대류, 결정 회전, 당기는 속도 등입니다. 세부 사항은 다음과 같습니다.

1.1 방사형 저항 균일성에 대한 열 대류의 영향

석영 도가니의 직경이 작을수록 용융 깊이가 얕아지고 단결정 실리콘의 방사형 저항 균일도가 향상됩니다. 석영 도가니 내 용융 실리콘의 온도 구배 때문에 중력장의 작용으로 생성된 부력에 의해 열 대류가 유도됩니다. 열 대류는 도가니 벽을 따라 상승하고 도가니의 중심으로 하강하여 열 대류가 단결정 성장 계면의 가장자리에서 용융물의 온도를 중심보다 높게 만들어 성장 계면이 녹다. 열 대류가 강할수록 계면이 용융물 쪽으로 볼록할 가능성이 높아집니다. 용융물에 볼록한 계면 면이 중앙에 나타납니다. 패싯 효과로 인해 방사형 저항률이 중간의 가장자리보다 낮아져 방사형 저항률이 고르지 않게 나타납니다. 동시에 열 대류의 난류에 의해 발생하는 온도 진동으로 인해 불순물 경계층의 두께가 모든 곳에서 다르기 때문에 저항의 방사형 분포가 불균일합니다.

1.2 방사형 저항의 균일성에 대한 결정 회전의 영향

실리콘 단결정의 전기 활성 불순물은 붕소 불순물과 인 불순물이며, 단결정의 저항률과 전도성 유형은 두 불순물의 상호 보상 결과입니다. P형 고저항 단결정의 경우 붕소 불순물 농도가 인 불순물보다 높은 반면, N형 단결정의 경우 인 불순물 농도가 붕소 불순물보다 높다. 단결정이 성장하면 불순물의 편석으로 인해 고체-액체 계면 부근의 액상에 인 불순물의 농축층이 생성된다(인의 편석 계수는 0.35, 붕소의 응고 계수는 0.9). 힘과 중력과 같은 여러 요인의 작용으로 인 불순물은 용융물과 결정 계면에 대한 특정 법칙에 따라 분포됩니다. 일반적으로 중앙 영역의 인 불순물 농도는 가장자리 영역의 농도보다 높으므로 P 형 단결정의 경우 성능이 N 형 단결정의 경우 중앙 영역의 저항률이 높고 저항률이 높습니다. 가장자리 영역이 낮습니다.

결정 회전 속도를 높이면 고체-액체 계면 아래에서 위쪽으로 이동하는 고온 액체 흐름이 증가하여 열 대류가 억제됩니다. 결정 전달의 강제 대류가 지배적일 때 성장 계면은 볼록에서 평면으로, 또는 심지어 용융물에서 오목으로 변경됩니다. 이런 식으로 패싯의 모양을 억제하는 것이 좋습니다. 패싯 효과는 원래 고체-액체 계면에서 흡착된 불순물 원자를 결정으로 결합하여 불순물 분리의 차이를 초래합니다.

결정 회전이 증가하면 불순물 확산 경계층의 두께가 감소하여 불순물 확산 경계층의 농도 차이가 감소하여 불순물 편석의 차이가 감소하고 패싯 효과가 약화되며 단결정 방사 저항률의 균일성이 향상됩니다.

1.3 방사형 저항의 균일성에 대한 인장 속도의 영향

인장 속도를 높이면 결정의 응고 속도가 빨라지고 결과적으로 성장 계면에서 돌출된 결정의 일부가 녹아 계면이 평평해지는 경향이 있어 패싯의 출현을 억제하는 데 유리합니다.

2. RRV 값을 계산하는 방법?

방사형 저항 변화를 계산하려면 먼저 2-프로브 방법, 4-포인트 프로브 방법 등을 사용하여 단결정 실리콘의 저항을 테스트해야 합니다. 그런 다음 방사형 저항 변화 측정은 다음 공식을 통해 이루어집니다.(MaxR – MinR)/MinR

MaxR: 테스트된 실리콘 잉곳의 최대 저항값

MinR: 테스트된 실리콘 잉곳의 최소 저항값

우리가 테스트한 다음 방사형 저항 값을 예로 들어 보겠습니다.

6″실리콘 잉곳

비저항 스폿 측정(잉곳 헤드와 엔드 모두 9점)

잉곳 헤드 중심 저항률 A 잉곳 헤드 에지 스폿 측정 A1 잉곳 헤드 에지 스폿 측정 A2 잉곳 헤드 에지 스폿 측정 A3 잉곳 헤드 에지 스폿 측정 A4 잉곳 헤드
R/2 스팟 측정
A5
잉곳 헤드
R/2 스팟 측정 A6
잉곳 헤드
R/2 스팟 측정 A7
잉곳 헤드
R/2 스팟 측정 A8
MCC 수명 RRV 시험 시간
693 784 890 902 702 697 1000 812 833 2019/3/27
835 780 803 826 808 832 840 815 835 850 7.7 % 2019/3/29
805 850 844 857 852 860 855 890 870 900 10.6 % 2019/4/2
840 820 870 800 900 860 880 850 900 900 12.5 % 2019/4/9
Ingot End Central Resistivity B Ingot End Edge Spot measurement B1 Ingot End Edge Spot Measurement B2 Ingot End Edge Spot Measurement B3 Ingot End Edge Spot Measurement B4 Ingot End
R/2 스팟 측정
B5
Ingot End
R/2 Spot Measurement B6
Ingot End
R/2 Spot Measurement B7
Ingot End
R/2 Spot Measurement B8
MCC 수명 RRV 시험 시간
928 1091 846 977 806 1054 1072 954 970     2019/3/27
860 800 810 790 780 810 806 804 800 850 10.3% 2019/3/29
910 854 860 824 840 880 855 846 872 900 10.4% 2019/4/2
890 830 800 790 800 900 860 880 850 900 13.9% 2019/4/9

 

3. FAQ of FZ Silicon Ingot

Q1: Do you start with undoped polysilicon rods and dope from gas phase during FZ crystallization or do you start with doped ingots and use the FZ crystallization primarily to recrystallize and eliminate Oxygen?

A: Dope from gas phase during FZ crystallization.

Q2: What is the radial and axial resistivity uniformity for your FZ ingots?

A: If Gas Phase Doping, RRV of FZ silicon ingot is about 20%;
If NTD, RRV is about 12%

Q3: How easy is it for you to hit a resistivity target such as 300±20 Ohmcm?

A: Not easy, We adopt NTD to meet resistivity of silicon crystal at 300±20Ωcm;
If Gas Phase Doping, we can meet the resistivity at about 300±60Ωcm.

 

파워 웨이 웨이퍼

자세한 내용은 다음 주소로 이메일을 보내주십시오. [email protected][email protected].

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