한국재료학회지 (Korean Journal of Materials Research)

  • 제2권2호
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  • Pages.119-125
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  • 1992
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  • 1225-0562(pISSN)
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  • 2287-7258(eISSN)
한국재료학회 (Materials Research Society of Korea)
권호 표지

수평자장 하에서 성장된 CZ 실리콘 단결정의 산소 분포 및 석출거동

Oxygen Profiles and Precipitation Behavior in CZ Silicon Crystals Grown in A Transverse Magnetic Field

  • 김경민 (수원대학교 전자재료공학과) ;
  • 최광수 (수원대학교 전자재료공학과) ;
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  • 이문희 (수원대학교 전자재료공학과)
  • Kim, Kyeong-Min (Dept. of Electronic Materials Engineering, The University of Suwon) ;
  • Choi, Kwang-Su (Dept. of Electronic Materials Engineering, The University of Suwon) ;
  • P. Smetana (IBM East Fishkill, USA) ;
  • T.H. Strudwick (IBM East Fishkill, USA) ;
  • Lee, Mun-Hui (Dept. of Electronic Materials Engineering, The University of Suwon)
  • 발행 : 1992.04.01
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초록

수평자장을 건 Czochralski(HMCZ) 방법으로 자장강도(B)와 도가니 회전속도(C)가 실리콘 단결정의 산소편석에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. B=2, 3, 4kG와 C=4-15rpm에서 <100> 방향으로 성장시킨 57mm 직경의 단결정들 내의 산소분포는 대체로 축을 따라서 불균일하였고 톱니모양을 나타내었다. 종래의 CZ 방법과 비교할 때, 이러한 산소분포의 불균일성은 위 강도의 수평자장이 결정성장계면으로의 산소전달에 불안정한 요소로 작용했음을 나타낸다고 볼 수 있다. 반면에 C의 증가는 산소분포의 불균일성의 약화와 산소농도의 전반적인 증가를 유도하였다. 이 결과를 토대로 B=2kG에서 27-36ppma인 산소분포를 가진 단결정이 프로그램된 C에 의해서 얻어졌다. 소자제조공정을 모의한 열처리 과정에서 HMCZ 실리콘의 산소석출은 종래의 CZ 실리콘의 산소석출에 비해서 상대적으로 불균일하였고, as-grown 상태에서의 고르지 못한 HMCZ 실리콘의 산소분포가 주요 원인임이 밝혀졌다.

Oxygen segregation in horizontal-magnetic-field-applied Czochralski (HMCZ) silicon crystals has been studied as a function of magnetic field strength (B) and crucible rotation rate (C). Along the axis of 57mm din. <100> crystals grown under B=2, 3, 4 kG and C=4-15rpm, the oxygen distribution was usually saw-tooth shaped and fluctuated unevenly. Compared to the conventional CZ method, this result seems to indicate that the horizontal magnetic field, at levels used in the present experiment, had a destabilizing influence on oxygen transport to the growth interface. On the other hand, as C increased, the oxygen fluctuation lessened, and [0] increased overall. At B=2 kG, an oxygen profile in a level of 27-36 ppma was achieved by a programmed ramp of C. Oxygen precipitation behavior of the HMCZ silicon during a simulated device manufacturing process was compared and found to be inferior to that of typical CZ silicon. The uneven oxygen profile in the as-grown state was identified as the major source of poor precipitation uniformity in the HMCZ silicon.

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