38、硅片中的内吸杂技术与氧行为研究

硅片中的内吸杂技术与氧行为研究

1. 吸杂技术概述

吸杂技术旨在为有害杂质提供有效的捕获阱。目前，应用于硅片的吸杂技术主要分为三类：
- 外在或外部吸杂（EG） ：利用外部手段在硅晶格中引入吸杂阱，主要位于硅片背面区域。然而，EG 过程本身可能会引入额外的污染，包括硅片正面。
- 内在或内部吸杂（IG） ：利用热诱导的内部缺陷作为吸杂阱，原则上较为清洁。这种吸杂现象最初被称为原位吸杂，后来被称为本征吸杂。IG 利用内部缺陷作为吸杂阱，其有效性取决于内部缺陷的类型和密度。
- 化学吸杂（CG） ：在含氯环境的氧化或热处理过程中进行，通过与氯的化学反应使金属杂质蒸发形成挥发性金属氯化物，从而去除金属杂质。

此外，还出现了一些新的吸杂技术，如利用外延层界面处故意引入的界面失配位错网络的外在/内部吸杂技术，以及通过低能和高能离子注入在硅片表面附近引入位错环作为吸杂阱的方法。

随着硅技术的发展，硅片直径不断增大，厚度也相应增加。在 EG 中，杂质需要迁移更长的路径才能到达背面的吸杂阱。同时，降低温度的器件处理技术对吸杂提出了更高要求，因为杂质的扩散率和溶解度会随温度降低而急剧下降。因此，IG 使吸杂阱靠近硅片正面且远离关键器件区域的特点具有明显优势。

2. 污染源的消除

在硅半导体行业中，虽然已经研究并广泛应用了各种吸杂技术，但首要任务是消除在整个制造过程中污染硅片的有害杂质源。这些污染源包括：
- 蚀刻和清洗过程中使用的化学品
- 加工设备的不锈钢部件
- 加热线圈