| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | 반도체I(실리콘) |
| 제목 | 질소도핑된 P/P- Epitaxial Silicon Wafer의 slip 및 강도 평가 |
| 초록 | Si wafer의 대구경화에 따라 열처리 및 device 공정 과정 중에 thermal, gravitational stress의 증가가 발생한다. 이러한 stress는 wafer내에 slip을 유발하고 그 결과 wafer의 누설전류 증가에 의해 device 의 성능에 악영향을 주게 된다. 열처리 하는 동안 slip의 형성을 감소시켜 강도를 향상시키기 위한 방법으로, 첫째, wafer의 thermal 또는 gravitational stress를 감소시키는 방법과, 둘째, wafer에 불순물의 doping에 의해 강도를 증가시키는 방법 등이다. 적은 양의 도핑 수준을 갖는 Si wafer는 높은 양의 도핑 수준을 갖는 것보다 낮은 slip 특성을 나타낸다. Slip의 영향을 줄이고 강도를 향상시키기 위해 도핑 물질로서 질소가 사용되는데, Si wafer에 질소의 첨가는 강도를 향상시킬 수 있는 하나의 방법으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 질소의 도핑 수준에 따라 P/P- 에피택셜 silicon wafer의 slip 및 고온 강도에 대한 거동을 살펴 보았다. 질소가 도핑된 P/P- 에피택셜 Silicon wafer를 열처리 후 slip 및 고온 강도의 변화에 관하여 측정하였다. 열처리는 반복 열처리 (1000℃, 5회) 및 2단계 열처리를 (800℃ 열처리 후 1000℃ 열처리)통해 특성을 평가하였다. 사용된 Si wafer의 기본 물성은 초기 산소 농도가 약 13.5±0.5 ppma(New ASTM)이고 질소 농도는 E12~E14/cm3의 범위이다. 열처리 결과는 다음과 같다. 에피택셜 층을 형성하기 전 Si wafer의 반복 열처리에서는 slip은 발생하지 않았다. 이는 기본적으로 약 13.5 ppma라는 초기 산소농도를 Si wafer가 가지고 있기 때문에 질소 농도의 영향과는 무관하게 이의 영향으로 slip이 발생하지 않았다. 그러나 에피택셜 층을 형성한 P/P- 에피택셜 Silicon wafer는 slip이 발생하였는데, 이미 에피택셜층을 형성하는 1000℃ 이상의 고온 과정을 거친 후에 다시 반복 열처리 및 2단계 열처리를 수행하였기 때문이다. 두 가지 방법으로 열처리 과정을 거친 P/P- 에피택셜 Silicon wafer는 2단계 열처리한 경우의 wafer가 반복 열처리 과정을 거친 경우 보다 적은 slip이 발생하였다. 이는 2단계 열처리를 통하여 slip을 억제하여 줄 수 있는 석출물 형성의 영향이다. 질소 농도의 증가는 slip의 발생을 억제하여 각각의 열처리 과정을 거친 P/P- 에피택셜 Silicon wafer에서 질소 농도가 증가할 수록 slip 형성을 감소시킨다. |
| 저자 | 최은석, 배소익, 정진수 |
| 소속 | LG 실트론 기술(연) |
| 키워드 | silicon; Epitaxial; nitorgen |
