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高濃度不純物添加CZ-Si結晶成長における成長界面の転位挙動解析の研究

高掺杂直拉硅晶体生长过程中生长界面位错行为分析研究

基本信息

批准号：
01J06535
负责人：
太子敏則
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、チョコラルスキー(CZ)法による高濃度不純物添加シリコン結晶成長における成長界面での転位挙動解析を目的とし、本年度は以下の課題について検討を行った。1.種子づけ界面近傍の微小欠陥起因の転位挙動種子づけ界面近傍に発生する熱ショックおよびミスフィット転位を抑制できる条件下においても転位が発生するケースがあり、種子中に存在する微小欠陥起因で成長結晶中に転位が発生することを見いだした。この転位は、高温で熱処理した時間が長い高濃度B添加種子を用いることで観察されたことから、高温熱処理で生じた酸素析出物の周囲に発生した転位ループに起因した転位であることがわかった。2.種子づけ界面近傍での格子不整合起因刃状転位の形成機構の解明種子と成長結晶に大きな格子定数差がある場合にミスフィット転位が発生するが、成長結晶に高濃度でボロンが添加されている場合、増殖せずに成長界面に垂直に伝播する刃状転位が形成される。この転位の形成機構の解明を行った。その結果、刃状転位は2本の異なるすべり面上のミスフィット転位の反応によって形成されるLomer-Cottrellの不動転位であることを明らかにした。また、高濃度ボロン添加種子を用いて低濃度添加結晶を育成し格子定数差を大きくした場合には、刃状転位は形成されなかった。これは、低濃度B添加成長結晶中で転位が活性で伝播速度が速く増殖が激しいために、Lomer-Cottrellの転位が形成されるために必須な転位どうしの反応が起こりにくいか、起こった後に他の転位と相互作用して刃状転位が消失するためである。3.SPrig-8における結晶中の転位の非破壊評価放射光施設SPring-8のBL20B2、BL28B2において、高エネルギー単色および白色X線を用いて種子づけ界面近傍の転位挙動を評価した。白色X線により得られたトポグラフの結果から、界面近傍の転位挙動を三次元的に非破壊で観察することに成功し、転位は{111}のすべり面上を伝播しているが面上での伝播方向は任意であることが確認された。また、結晶中のボロン濃度の違いによる多結晶化に至るプロセスについても検討し、ボロン濃度の増加に伴って転位はその発生源より上方に伝播しないことを明確にした。

In this study, we aim to analyze the position of the growth interface in the process of crystal growth by using the CZ method. The following topics are discussed in this year. 1. The micro-defects in the seed near the interface cause the position of the seed near the interface to produce the heat and the position of the seed near the interface to suppress the condition of the seed position to produce the heat and the position of the seed in the growth of the crystal to produce the heat. The high temperature heat treatment time is long, the high concentration B is added, and the high temperature heat treatment produces the acid precipitate. 2. The lattice disconformity near the seed interface causes the formation of the blade position and explains the formation of the blade position in the seed and the growth crystal. The structure of the structure of the structure is clear. As a result, the blade position is different from the original position. The reverse position is formed by the Lomer-Cottrell position. In the case of high concentration of added seeds, low concentration of added crystals, large number of lattice differences, blade position formation In addition, low concentrations of B are added to the growth crystals, the activity of the sites increases rapidly, and the Lomer-Cottrell sites form. 3. Non-destructive evaluation of the position in the crystal of SPrig-8 by radiation light. SPring-8 and BL20B2, BL28B2 are used for evaluation of the position near the interface of the seed. The white X ray is the result of the transmission, the position near the interface, the three-dimensional non-transmission, the position {111} and the direction of the transmission on the surface. In addition, the increase of the concentration of trace elements in the crystals is accompanied by the increase of the concentration of trace elements in the crystals.