Analyse av getteringeffekt i multikrystallinske silisiumwafere

Abstract

I denne studien ble to sett à 6 multikrystallinske silisiumwafere fra samme område i en silisiumblokk sammenlignet ved studering av utvalgte spektrale kanaler fra hyperspektral avbildning, levetidsmåling av minoritetsladningsbærere ved bruk av QSSPC-utstyr og MCR-analyse. Det ene wafersettet har gjennomgått et ekstra prosesstrinn i form av fosfordiffusjonsgettering. De hyperspektrale bildene ble tatt ved to forskjellige temperaturer for begge wafersettene, -180 °C og 25 °C. De Defekt-Relaterte Signalene (DRL) som ble undersøkt i denne studien stammer fra SRH-rekombinasjon inne i det forbudte båndgapet til silisium, og består av D-linjene D1, D2, D3, VID3 og D4. I tillegg ble spektrale kanaler som dekker Bånd-til-Bånd (BB)-signalet trukket ut. Levetidsmålingene ble tatt for fem faste områder i romtempererte wafere. En klar forbedring av BB-signalet i de nedkjølte, gettrede waferne ble observert. Endringer i DRL-signal for de nedkjølte, gettrede waferne varierte i forhold til hvilken D-linje som ble studert og hvilket wafersett som ble sammenlignet. Det ble observert en generell reduksjon av DRL for D1, D2 og D3 i de gettrede waferne, men også enkelte områder med økt DRL fra disse defektlinjene. For DRL fra D4 og D075 var det en økning i signalstyrke for de gettrede waferne. Ingen klar sammenheng mellom endringene i BB-signalet for de nedkjølte prøvene og levetidsmålingene ble observert. Heller ingen klare sammenhenger mellom DRL-signalet for de nedkjølte waferne og levetidsmålingene kunne konstateres. MCR-analysen for nedkjølte wafere avdekte signaler for D1, D2, D3, VID3, D4 og BB, og det ble observert færre komponenter som tilsvarte DRL i MCR-analysen av de gettrede waferne. DRL fra D1 antas å være funnet i MCR-analysen av de ugettrede, romtempererte waferne. Denne studien har vist at gettering har hatt en positiv effekt på de aktuelle waferne i forhold til økt BB-signal og økt levetid til minoritetsladningsbærerne, men en varierende effekt i forhold til DRL med både forbedring og forverring av signalet i forskjellige områder av waferne.