Преципитация кислорода в кремнии, легированном цирконием

• Автор: Гришин, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 115 с.

щ ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Колебательный спектр ИК-поглощения межузельного кислорода в кремнии

1.2. Растворимость и диффузия кислорода в кремнии

1.3. Кислородные комплексы в термообработанном кремнии

Ц 1.4. Преципитация кислорода в кремнии

1.5. Технология внутреннего геттерирования

1.6. Изовалентные примеси

Глава 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕТИКИ ОБРАЗОВАНИЯ КЛАСТЕРОВ

2.1. Моделирование кинетики образования кластеров (двухмерная модель)

2.2. Определение фрактальной размерности

2.3. Описание кинетики роста фрактального кластера

2.4. Влияние температуры на геометрию фрактальных кластеров
2.5. Влияние анизотропии кристалла на геометрию фрактальных кластеров
2.6. Моделирование кинетики образования кластеров в решетке типа алмаз
2.7. Термодинамика превращения кислородных кластеров в преципитаты
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ПРЕЦИПИТАЦИИ КИСЛОРОДА
В КРЕМНИИ, ЛЕГИРОВАННОМ ЦИРКОНИЕМ
3.1. Моделирование кинетики преципитации кислорода в кремнии
3.1.1. Моделирование кинетики роста октаэдрических и пластинчатых кислородных преципитатов в кремнии
3.2. Экспериментальное исследование преципитации кислорода в кремнии, легированном цирконием
3.2.1. Методика определения концентрации межузельного кислорода в кремнии

3.2.2. Экспериментальные данные по кинетике преципитации кислорода в кремнии
3.3. Моделирование процесса “внутреннего геттерирования”

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРЕМНИЯ, ЛЕГИРОВАННОГО ЦИРКОНИЕМ
4.1. Измерение удельной электрической проводимости полупроводников
4.2. Экспериментальное исследование кислородных комплексов в термообработанном кремнии
4.3. Технология изготовления омических контактов (никель) на подложке
4.4. Примесная проводимость полупроводников. Температурная зависимость электропроводимости примесных полупроводников
4.5. Измерение термостимулированной ёмкости
4.6. Обработка спектров фотопроводимости исследуемых образцов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Поведение кислорода в кремнии (Б!), является важнейшей проблемой современной микроэлектроники. Преципитация кислорода в 81, ф выращенного по методу Чохральского лежит в основе технологического
процесса внутреннее геттерирование. Образование кислородных ТД определяет термостабильность 81. В последнее время значительное внимание уделяется изовалентно легированным п/пр. Так, например легирование • кремния цирконием (81<2г>) позволяет повысить однородность
распределения кослорода по кристаллу и улучшить качество кремниевых пластин.
К сожалению в настоящее время отечественный 81 не может составлять конкуренцию западным аналогам. Определенные надежды возлагаются на использование кремния, легированного цирконием, в котором можно эффективно реализовать процесс внутреннего геттерирования. Поэтому исследование взаимодействия циркония с кислородом является одной из наиболее актуальных задач для отечественной кремниевой промышленности.
Цель работы
Целью данной работы является исследование взаимодействия кислорода с цирконием в кремнии, выращенном по методу Чохральского. Для достижения данной цели решались следующие задачи:
• исследование электрической активности дефектов в кремнии, выращенном по методу Чохральского связанных с цирконием;
• исследование образование термодоноров (ТД) в кремнии, легированном цирконием;
• исследование кинетики преципитации кислорода в кремнии, Ф легированном цирконием;
• моделирование процесса кластеризации и преципитации кислорода;
• проводилось моделирование процесса внутреннего геттерирования в кремнии, легированном цирконием;

от числа частиц в них. При достижении размера г',г «З.4*103 атомов кластер превращается в преципитат. Превращение сопровождается уменьшением геометрического размера от 5.3 до 2.7 нм.
^ Проведенный анализ позволяет сделать следующие предположения, которые
требуют дополнительных экспериментальных исследований:
1) При числе частиц в скоплении г < более устойчивым является ^ образование кластера из примесных атомов, когерентно расположенных в
решетке кремния.
2) Из проведенных нами оценок показано, что максимальный размер кластеров, при которых они превращаются в преципитаты составляет около 5 нм.
3) Кластеры являются зародышами преципитатов и позволяют снизить энергетический барьер, связанный с образованием границы раздела фаз.
4) Процесс превращения кластеров в преципитат сопровождается уменьшением геометрических размеров скоплений.