ОАО «Интеграл», Беларусь

Ю. Б. Васильев

Учреждение РАН Институт проблем механики им А. Ю. Ишлинского

Н. А. Верезуб, А. И. Простомолотов

ГНУ «Институт химических проблем микроэлектроники»

М. В. Меженный, В. Я. Резник

Белорусский государственный университет, Беларусь

В. С. Просолович

Проанализированы возможности получения бездефектного слоя в пластинах бездислокационного монокристаллического кремния при быстром термическом отжиге (БТО). С помощью математического моделирования трехмерного напряженно−деформированного состояния и процессов дефектообразования в пластинах кремния большого диаметра при проведении БТО рассмотрены различные способы крепления пластин и определены возможности снижения напряженно−деформированного состояния пластины кремния. Для описания процессов дефектообразования при БТО предложена математическая модель, учитывающая диффузионно−рекомбинационные процессы вакансий и межузельных атомов кремния, а также образование вакансионных кластеров. На основе этой модели определены температурно−временные параметры процесса БТО (режим нагрева, время выдержки при максимальной температуре, скорость охлаждения пластины), соответствующие требуемому (обедненному у поверхности) профилю концентрации вакансий, плотности и размеру вакансионных кластеров по толщине пластины. Результаты расчетов верифицированы на тестовых образцах с помощью оптической и просвечивающей электронной микроскопии (ОМ и ПЭМ).

Исследования с помощью оптической и просвечиваюшей электронной микроскопии распределений и морфологии микродефектов в экспериментальных пластинах кремния, подвергнутых различным режимам БТО и многоступенчатой термообработки, проведены в Белорусском НПО «Интеграл».

1. Falster, R. Rapid thermal processing and control of oxygen precipitation behavior in silicon wafers / R. Falster, V. V. Voronkov // Mater. Sci. Forum. − 2008. − V. 573—574. − P. 45—60.
2. Мильвидский, М. Г. Современное состояние технологии полупроводникового кремния / М. Г. Мильвидский / Материаловедение. − 2006. − № 11. − С. 15—26.
3. Pat. USA N 6250914 / H. Katsumata, H. Ito, H. Takahashi, T. Ohashi, S. Tobashi, K. Iwata; 2000.
4. Pat. USA N 6032724 / M. Hatta; 1997.
5. Pat. USA N 5791895 / Н.−S. Kyung, W.−S. Choi, J.−H. Shin; 1996.
6. Pat. USA N 6002109 / K. E. Johnsgard, B. S. Mattson, J. McDiarmid; 1995.
7. Fisher, A. Slip−free processing of 300 mm silicon batch wafers / A. Fisher, G. Richter, W. Kurner, P. Kucher // J. Appl. Phys. − 2000. − V. 87. − P. 1543
8. Kulkarni, M. S. Dynamics of point defects and formation of microdefects in Czochralski crystal growth: modeling, simulation and experiments / M. S. Kulkarni, V. Voronkov, R. Falster // Electrochem. Soc. Proc. − 1998. − V. 98−1. − P. 468.
9. Prostomolotov, A. Thermal optimization of Cz bulk growth and wafer annealing for crystalline dislocation−free silicon / A. Prostomolotov, N. Verezub, M. Mezhennyi, V. Resnik // J. Cryst. Growth. − 2011. − V. 318, N 1. − P. 187—192.