外延硅片表面时间雾的形成及其机理

摘要：

外延片生产中有时会遇到外延硅片在洁净室中暴露一段时间后产生雾状宏观缺陷(即所谓的时间雾)的不利情形,然而关于外延硅片表面时间雾的成因目前尚不清楚.通过探究常压化学气相外延工艺生长的外延硅片表面时间雾的形成条件,发现外延硅片取出之前生长腔和传递腔之间的压力差是时间雾形成与否的关键因素.分析认为:取片之前,当生长腔相对传递腔为正压时,外延尾气的返流使得外延硅片表面吸附了尾气中的SiCl2及其团簇(SiCl2)n,进一步吸附空气中的水分并与之发生化学反应,这是时间雾形成的内因.采用扫描电子显微镜(SEM)、X光能量色散谱(EDS)和全反射X光荧光光谱(TXRF)等手段,对时间雾相关的颗粒形貌和组分进行表征.结果表明:时间雾相关的颗粒呈现为规则多面体和球形两种典型形貌,前者与NH4Cl小晶体有关,而后者与有机物有关.分析认为:洁净室空气中的含NH4+无机组分以及异丙醇(IPA)等有机组分是形成时间雾的外因.生产中避免外延硅片表面时间雾的根本措施在于,在外延炉腔中取片之前必须避免外延工艺的尾气不会返流至生长腔.

关键词：外延硅片、时间雾、无机组分、有机组分

所属期刊栏目：35

分类号：TN304(半导体技术)

资助基金：浙江省重点研发计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-02-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：266-273