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直拉硅单晶的机械强度:锗和氮共掺杂的效应
直拉硅单晶的机械强度:锗和氮共掺杂的效应
作者:
孙玉鑫
吴德凡
赵统
兰武
杨德仁
马向阳
基本信息来源于合作网站,原文需代理用户跳转至来源网站获取
直拉硅单晶
机械强度
位错滑移
共掺杂
锗
氮
摘要:
作为集成电路(ICs)的基础材料,直拉硅(CZ-Si)单晶的机械强度不仅是硅片加工和ICs制造过程中工艺参数设定的重要考虑因素,而且在很大程度上决定了ICs芯片在测试和封装过程中出现的失效情况.目前,ICs的器件特征尺寸仍在继续减小,由此带来的器件集成规模的增长会导致硅衬底中应力水平的提高,从而使位错更易产生.因此,改善直拉硅片的机械强度对于提高ICs的制造成品率具有重要意义.本文提出在直拉硅单晶中同时掺入锗和氮两种杂质来改善硅片机械强度的思路.基于此,对比研究了普通的、单一掺锗的、单一掺氮的、锗和氮共掺的直拉硅单晶的室温硬度及其在600—1200℃时的位错滑移行为.研究结果表明:1)单一的锗掺杂或氮掺杂以及锗和氮两种杂质的共掺几乎都不影响直拉硅单晶的室温硬度,意味着上述掺杂没有改变室温下的位错滑移行为.2)氮掺杂能显著抑制位错在600—1000℃的滑移,但对位错在1100℃及以上温度的滑移几乎没有抑制效应;锗掺杂几乎不能抑制位错在600—900℃的滑移,但对位错在1000℃及以上温度的滑移具有显著的抑制效应.3)锗和氮两种杂质的共掺对位错在600—1200℃的滑移均有显著的抑制效应,表明氮掺杂和锗掺杂的互补优势得到了很好的结合.分析认为,在600—1000℃的温度范围内,氮掺杂导致在位错核心处形成与氮-氧复合体相关的钉扎中心,从而抑制位错的滑移;在1000℃及以上温度,锗掺杂导致在位错前沿附近形成锗-氧复合体,从而阻碍位错的滑移.总之,本文的研究表明在直拉硅单晶中同时掺入锗和氮两种杂质可以进一步地增强硅片在ICs制造工艺温度下的机械强度.
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第一性原理
直拉硅单晶中位错的光致发光
位错
氧沉淀
光致发光
碳杂质对直拉硅单晶中氮氧复合体浅热施主形成的影响
掺氮直拉硅单晶
氮氧复合体
浅热施主
碳杂质
内容分析
文献信息
引文网络
相关学者/机构
相关基金
期刊文献
内容分析
关键词云
关键词热度
相关文献总数
(/次)
(/年)
文献信息
篇名
直拉硅单晶的机械强度:锗和氮共掺杂的效应
来源期刊
物理学报
学科
关键词
直拉硅单晶
机械强度
位错滑移
共掺杂
锗
氮
年,卷(期)
2021,(9)
所属期刊栏目
物理学交叉学科及有关科学技术领域|INTERDISCIPLINARY PHYSICS AND RELATED AREAS OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
研究方向
页码范围
331-338
页数
8页
分类号
字数
语种
中文
DOI
10.7498/aps.70.20201803
五维指标
传播情况
被引次数趋势
(/次)
(/年)
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引文网络
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共引文献
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引证文献
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参考文献(1)
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2002(1)
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2021(0)
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二级引证文献(0)
研究主题发展历程
节点文献
直拉硅单晶
机械强度
位错滑移
共掺杂
锗
氮
研究起点
研究来源
研究分支
研究去脉
引文网络交叉学科
相关学者/机构
期刊影响力
物理学报
主办单位:
中国物理学会
中国科学院物理研究所
出版周期:
半月刊
ISSN:
1000-3290
CN:
11-1958/O4
开本:
大16开
出版地:
北京603信箱
邮发代号:
2-425
创刊时间:
1933
语种:
chi
出版文献量(篇)
23474
总下载数(次)
35
总被引数(次)
174683
相关基金
国家自然科学基金
英文译名:
the National Natural Science Foundation of China
官方网址:
http://www.nsfc.gov.cn/
项目类型:
青年科学基金项目(面上项目)
学科类型:
数理科学
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