Search

Systematic measurements aimed at quantifying the contribution of precipitates to the infrared absorption of silicon are presented here, carried out on wafers with the same initial interstitial oxygen (O-i) concentration subjected to three-step treatments. To precisely determine the intensity of the precipitate-related bands, the measurements were performed at liquid He temperature. The results demonstrate the possibility of accounting for the contribution of precipitates in the standard quantitative determination of O-i in silicon at room temperature

The presence of oxygen in silicon single crystals causes the formation of several defects which can make the properties of silicon vary, with a strong influence also on the microelectronic devices subsequently fabricated on the wafers. A brief review of the phenomena connected to oxygen in silicon is presented here, with particular attention to the different effects of interstitial and precipitated oxygen on the silicon properties and to the use of the most widely used physical techniques for their study

The spurious contribution of oxide precipitates to the infrared absorption of interstitial oxygen in silicon is determined from spectra collected at 7 K for samples with different initial interstitial oxygen O-i concentration subjected to a three-step thermal treatment. These data can be used to correct the residual O-i values determined at room temperature following the standard procedure from the intensity of the 1107 cm(-1) absorption band. The error in residual O-i is found to reach values on the order of 2x10(17) atoms/cm(3) for samples with initial O-i content higher than 6.5x10(17) atoms/cm(3). (C) 2001 American Institute of Physics

The study of the optical behavior of oxygen in silicon is presented, based on infrared absorption measurements performed at liquid helium temperature. A total of six groups of silicon wafers characterized by different initial concentrations of interstitial oxygen from similar to 2 x 10(17) to similar to 10(18) atoms cm(-3) were analysed. The experimental conditions were chosen so as to distinguish the contributions from interstitial and precipitated oxygen, while the thermal treatment of the samples was studied in order to cause the growth of the grown-in precipitates. The relative concentrations of platelet and spheroid precipitates grown after the thermal treatment of the wafers are discussed. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

A study of the optical response in the infrared (IR) spectral region of oxygen precipitates in silicon is performed at liquid helium temperature. The measurements concern a set of samples with the same density of precipitates of different dimensions and a second set of samples with different densities of precipitates of equal dimension. Two main shapes of precipitates are detected in both sets, with different behavior in terms of volume fractions occupied by each of them in the sample as a function of the thermal treatments performed. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

Optical absorption measurements are reported, carried out in the medium infrared range at liquid helium temperature on silicon wafers after different thermal treatments for oxygen precipitation. The low temperature spectra show a complex band structure where the contributions related to precipitates with different shapes can he distinguished and, in some cases, quantified on the basis of the results of an effective medium model. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

A suitable choice of one sample among several silicon wafers subjected to two-step thermal treatments for oxygen precipitation permits to reveal a complete series of infrared absorption peaks related to the precipitates formed in the crystal. Structured spectra are observed at 7 K and can be interpreted as due to SiO2 precipitates with different shapes and concentrations. © 1999 American Institute of Physics.

A critical analysis of the use of infrared spectroscopy to obtain a quantitative evaluation of precipitated oxygen in silicon is presented. Precipitates were detected and studied either indirectly or directly. It is shown that, in both cases, there are some limitations in the reliability of the results, so that a quantitative evaluation of the amount of precipitated oxygen is rarely achievable.

Infrared absorption spectra of very thin SiO2 films embedded in silicon are reported and analyzed. From these results a new interpretation of the characteristic absorption band of platelet precipitates in silicon can be proposed, based on the excitation of surface modes. On this basis, the quantitative evaluation of precipitated oxygen is demonstrated to be unreliable.

A review is presented of the recent advances in the study of oxygen precipitation and of the main properties of oxide precipitates in silicon. After a general overview of the system "oxygen in silicon,"the thermodynamics and the kinetics of the precipitate formation are treated in detail, with major emphasis on the phenomenology; subsequently, the most important techniques for the characterization of the precipitates are illustrated together with the most interesting and recent results. Finally, the possible influence of oxygen precipitation on technological applications is stressed, with particular attention to recent results regarding device yield. Actually, the essential novelty of this review rests on the attempt to give an extended picture of what has been recently clarified by means of highly sophisticated diagnostic methods and of the influence of precipitation on the properties of semiconductor devices. © 1995 American Institute of Physics.

The low-energy optical response of few-nanometer-thick SiO2 films is reported and compared with theoretical predictions. The limit where the surface effects become fundamental in determining the optical properties of the film is discussed and very good agreement is found between experimental and theoretical results. © 1994 The American Physical Society.

In this paper we report the study of early stages of oxygen precipitation in commercial Czochralski silicon as-received wafers and in wafers treated at 1100-degrees for 80 min. The high spatial resolution infrared technique used is able to detect platelet shaped SiO2 precipitates, even in low concentrations. We detected a strong polarization dependence of the precipitate related infrared absorption band performing measurements with linearly polarized light. From these results a preferred orientation of a precipitate aggregation was deduced

We studied oxygen precipitation in silicon upon brief sample annealing at 1100-degrees-C by high resolution Fourier transform infrared technique. This technique permits the detection of small agglomerates of disc-shaped precipitates formed in the bulk of annealed silicon wafers. Precipitates are characterized by a peak at 1230 cm-1 in the infrared absorption spectrum. It is further demonstrated that only the disc-shaped precipitates can contribute to the absorption band mentioned. Moreover, the exact wavenumber position of the peak can give additional information about the chemical composition of the oxide constituting the discs

High spatial resolution Fourier transform absorption measurements were performed with polarized light on oxygen precipitates grown in silicon samples briefly annealed. We demonstrate that the wave-number position and intensity of the 1230-cm-1 absorption band, directly related to the precipitates, give information regarding stoichiometry of the oxide constituting such precipitates and their density. In particular, the precipitates in our samples are made of amorphous suboxides, mainly SiO1.8, with 5 ppm local concentration. Moreover, our conclusions give evidence that disk-shaped precipitates in silicon have the same optical properties of thermal oxide films with comparable thickness grown on silicon. © 1992 The American Physical Society.

Oxygen content in the bulk of Czochralski silicon was analyzed by using micro-Fourier transform infrared spectroscopy in a transversal wafer cross-section configuration. This technique locally distinguishes between interstitial oxygen and oxygen precipitates in wafers used as substrates for epitaxial layer growth. Systematic measurements performed in the 5000-700 cm-1 wavenumber range clearly indicate the presence of oxygen microprecipitates in the bulk of the processed silicon wafers. Quantitative determination of oxygen precipitate density is reported and compared with the measured interstitial oxygen concentration.

Disertační práce se zabývá studiem defektů v monokrystalech Czochralskiho křemíku legovaných bórem. Práce studuje vznik kruhových obrazců vrstevných chyb pozorovaných na povrchu křemíkových desek po oxidaci. Hlavním cílem práce je objasnit mechanismy vzniku pozorovaného rozložení vrstevných chyb na studovaných deskách a vyvinout metody pro řízení tohoto jevu. Na základě experimentálních analýz a rozborů obecných mechanismů vzniku defektů jsou objasňovány vazby mezi vznikem defektů různého typu. Tyto jsou pak diskutovány v souvislosti s parametry krystalu i procesu jeho růstu. Takto sestavený model je využit pro vývoj procesu růstu krystalů, kterým je potlačen nadměrný vznik defektů ve studovaných deskách. Za účelem studia defektů jsou zaváděny a vyvíjeny nové analytické metody. Disertační práce byla vytvořena za podpory ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm., The doctoral thesis deals with analyses of defects in single crystals of Czochralski silicon doped with boron. Mechanisms of formation of circular patterns of oxidation induced stacking faults are studied. The main goal of the work is to explain the mechanisms of formation of the observed defect patterns and to develop methods for control of this phenomenon. Mechanisms of defect formation in silicon are analyzed and the material is experimentally studied in order to explain relations between formation of defects of various kinds and to link these processes to parameters of the crystal and its growth. A qualitative model capturing all these relations is built and utilized to develop an optimized crystal growth process for suppression of excessive formation of the oxidation induced stacking faults. Novel methods are developed and implemented to support effective analyses of crystal defects. This doctoral thesis was written with the support of ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm.

Disertační práce se zabývá studiem defektů v monokrystalech Czochralskiho křemíku legovaných bórem. Práce studuje vznik kruhových obrazců vrstevných chyb pozorovaných na povrchu křemíkových desek po oxidaci. Hlavním cílem práce je objasnit mechanismy vzniku pozorovaného rozložení vrstevných chyb na studovaných deskách a vyvinout metody pro řízení tohoto jevu. Na základě experimentálních analýz a rozborů obecných mechanismů vzniku defektů jsou objasňovány vazby mezi vznikem defektů různého typu. Tyto jsou pak diskutovány v souvislosti s parametry krystalu i procesu jeho růstu. Takto sestavený model je využit pro vývoj procesu růstu krystalů, kterým je potlačen nadměrný vznik defektů ve studovaných deskách. Za účelem studia defektů jsou zaváděny a vyvíjeny nové analytické metody. Disertační práce byla vytvořena za podpory ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm., The doctoral thesis deals with analyses of defects in single crystals of Czochralski silicon doped with boron. Mechanisms of formation of circular patterns of oxidation induced stacking faults are studied. The main goal of the work is to explain the mechanisms of formation of the observed defect patterns and to develop methods for control of this phenomenon. Mechanisms of defect formation in silicon are analyzed and the material is experimentally studied in order to explain relations between formation of defects of various kinds and to link these processes to parameters of the crystal and its growth. A qualitative model capturing all these relations is built and utilized to develop an optimized crystal growth process for suppression of excessive formation of the oxidation induced stacking faults. Novel methods are developed and implemented to support effective analyses of crystal defects. This doctoral thesis was written with the support of ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm.

Tato diplomová práce se zabývá studiem a vyhodnocováním krystalografických defektů na povrchu křemíkových desek vyrobených Czochralského metodou. Zaměřuje se především na růstové defekty a kyslíkové precipitáty, které hrají významnou roli při vzniku vhodných nukleačních center pro růst vrstevných chyb. Růst vrstevných chyb v blízkosti povrchu křemíkových desek je podpořen jejich oxidací a selektivním leptáním. Takto výrazněné vrstevné chyby se označují jako OISF z anglického Oxidation Induced Stacking Fault. Prostorové rozložení OISF na desce dává zpětnou vazbu k procesu tažení monokrystalu křemíku a kvalitě povrchu desek. Dále je v této práci popis zařízení pro automatickou detekci a analýzu OISF, které bylo vyvinuto pro firmu ON Semiconductor v Rožnově pod Radhoštěm., The thesis deals with the study and analysis of crystallographic defects on the surface of silicon wafers produced by Czochralski method. It focuses primarily on growth defects and oxygen precipitates, which play an important role in the development of appropriate nucleation centers for growth of stacking faults. The growth of stacking faults near the surface of silicon wafers is supported by their oxidation and selective etching. Such a highlighted stacking faults are known as the OISF (Oxidation Induced Stacking Fault). Spatial distribution of OISF on the wafer gives feedback to the process of pulling silicon single crystal and wafers surface quality. Moreover the work describes the device for automatic detection and analysis of OISF, which was developed for ON Semiconductor company in Rožnov Radhoštěm.

Tato diplomová práce se zabývá studiem a vyhodnocováním krystalografických defektů na povrchu křemíkových desek vyrobených Czochralského metodou. Zaměřuje se především na růstové defekty a kyslíkové precipitáty, které hrají významnou roli při vzniku vhodných nukleačních center pro růst vrstevných chyb. Růst vrstevných chyb v blízkosti povrchu křemíkových desek je podpořen jejich oxidací a selektivním leptáním. Takto výrazněné vrstevné chyby se označují jako OISF z anglického Oxidation Induced Stacking Fault. Prostorové rozložení OISF na desce dává zpětnou vazbu k procesu tažení monokrystalu křemíku a kvalitě povrchu desek. Dále je v této práci popis zařízení pro automatickou detekci a analýzu OISF, které bylo vyvinuto pro firmu ON Semiconductor v Rožnově pod Radhoštěm., The thesis deals with the study and analysis of crystallographic defects on the surface of silicon wafers produced by Czochralski method. It focuses primarily on growth defects and oxygen precipitates, which play an important role in the development of appropriate nucleation centers for growth of stacking faults. The growth of stacking faults near the surface of silicon wafers is supported by their oxidation and selective etching. Such a highlighted stacking faults are known as the OISF (Oxidation Induced Stacking Fault). Spatial distribution of OISF on the wafer gives feedback to the process of pulling silicon single crystal and wafers surface quality. Moreover the work describes the device for automatic detection and analysis of OISF, which was developed for ON Semiconductor company in Rožnov Radhoštěm.

Disertační práce se zabývá studiem defektů v monokrystalech Czochralskiho křemíku legovaných bórem. Práce studuje vznik kruhových obrazců vrstevných chyb pozorovaných na povrchu křemíkových desek po oxidaci. Hlavním cílem práce je objasnit mechanismy vzniku pozorovaného rozložení vrstevných chyb na studovaných deskách a vyvinout metody pro řízení tohoto jevu. Na základě experimentálních analýz a rozborů obecných mechanismů vzniku defektů jsou objasňovány vazby mezi vznikem defektů různého typu. Tyto jsou pak diskutovány v souvislosti s parametry krystalu i procesu jeho růstu. Takto sestavený model je využit pro vývoj procesu růstu krystalů, kterým je potlačen nadměrný vznik defektů ve studovaných deskách. Za účelem studia defektů jsou zaváděny a vyvíjeny nové analytické metody. Disertační práce byla vytvořena za podpory ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm., The doctoral thesis deals with analyses of defects in single crystals of Czochralski silicon doped with boron. Mechanisms of formation of circular patterns of oxidation induced stacking faults are studied. The main goal of the work is to explain the mechanisms of formation of the observed defect patterns and to develop methods for control of this phenomenon. Mechanisms of defect formation in silicon are analyzed and the material is experimentally studied in order to explain relations between formation of defects of various kinds and to link these processes to parameters of the crystal and its growth. A qualitative model capturing all these relations is built and utilized to develop an optimized crystal growth process for suppression of excessive formation of the oxidation induced stacking faults. Novel methods are developed and implemented to support effective analyses of crystal defects. This doctoral thesis was written with the support of ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm.

Disertační práce se zabývá studiem defektů v monokrystalech Czochralskiho křemíku legovaných bórem. Práce studuje vznik kruhových obrazců vrstevných chyb pozorovaných na povrchu křemíkových desek po oxidaci. Hlavním cílem práce je objasnit mechanismy vzniku pozorovaného rozložení vrstevných chyb na studovaných deskách a vyvinout metody pro řízení tohoto jevu. Na základě experimentálních analýz a rozborů obecných mechanismů vzniku defektů jsou objasňovány vazby mezi vznikem defektů různého typu. Tyto jsou pak diskutovány v souvislosti s parametry krystalu i procesu jeho růstu. Takto sestavený model je využit pro vývoj procesu růstu krystalů, kterým je potlačen nadměrný vznik defektů ve studovaných deskách. Za účelem studia defektů jsou zaváděny a vyvíjeny nové analytické metody. Disertační práce byla vytvořena za podpory ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm., The doctoral thesis deals with analyses of defects in single crystals of Czochralski silicon doped with boron. Mechanisms of formation of circular patterns of oxidation induced stacking faults are studied. The main goal of the work is to explain the mechanisms of formation of the observed defect patterns and to develop methods for control of this phenomenon. Mechanisms of defect formation in silicon are analyzed and the material is experimentally studied in order to explain relations between formation of defects of various kinds and to link these processes to parameters of the crystal and its growth. A qualitative model capturing all these relations is built and utilized to develop an optimized crystal growth process for suppression of excessive formation of the oxidation induced stacking faults. Novel methods are developed and implemented to support effective analyses of crystal defects. This doctoral thesis was written with the support of ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm.

Tato diplomová práce se zabývá studiem a vyhodnocováním krystalografických defektů na povrchu křemíkových desek vyrobených Czochralského metodou. Zaměřuje se především na růstové defekty a kyslíkové precipitáty, které hrají významnou roli při vzniku vhodných nukleačních center pro růst vrstevných chyb. Růst vrstevných chyb v blízkosti povrchu křemíkových desek je podpořen jejich oxidací a selektivním leptáním. Takto výrazněné vrstevné chyby se označují jako OISF z anglického Oxidation Induced Stacking Fault. Prostorové rozložení OISF na desce dává zpětnou vazbu k procesu tažení monokrystalu křemíku a kvalitě povrchu desek. Dále je v této práci popis zařízení pro automatickou detekci a analýzu OISF, které bylo vyvinuto pro firmu ON Semiconductor v Rožnově pod Radhoštěm., The thesis deals with the study and analysis of crystallographic defects on the surface of silicon wafers produced by Czochralski method. It focuses primarily on growth defects and oxygen precipitates, which play an important role in the development of appropriate nucleation centers for growth of stacking faults. The growth of stacking faults near the surface of silicon wafers is supported by their oxidation and selective etching. Such a highlighted stacking faults are known as the OISF (Oxidation Induced Stacking Fault). Spatial distribution of OISF on the wafer gives feedback to the process of pulling silicon single crystal and wafers surface quality. Moreover the work describes the device for automatic detection and analysis of OISF, which was developed for ON Semiconductor company in Rožnov Radhoštěm.

Disertační práce se zabývá studiem defektů v monokrystalech Czochralskiho křemíku legovaných bórem. Práce studuje vznik kruhových obrazců vrstevných chyb pozorovaných na povrchu křemíkových desek po oxidaci. Hlavním cílem práce je objasnit mechanismy vzniku pozorovaného rozložení vrstevných chyb na studovaných deskách a vyvinout metody pro řízení tohoto jevu. Na základě experimentálních analýz a rozborů obecných mechanismů vzniku defektů jsou objasňovány vazby mezi vznikem defektů různého typu. Tyto jsou pak diskutovány v souvislosti s parametry krystalu i procesu jeho růstu. Takto sestavený model je využit pro vývoj procesu růstu krystalů, kterým je potlačen nadměrný vznik defektů ve studovaných deskách. Za účelem studia defektů jsou zaváděny a vyvíjeny nové analytické metody. Disertační práce byla vytvořena za podpory ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm., The doctoral thesis deals with analyses of defects in single crystals of Czochralski silicon doped with boron. Mechanisms of formation of circular patterns of oxidation induced stacking faults are studied. The main goal of the work is to explain the mechanisms of formation of the observed defect patterns and to develop methods for control of this phenomenon. Mechanisms of defect formation in silicon are analyzed and the material is experimentally studied in order to explain relations between formation of defects of various kinds and to link these processes to parameters of the crystal and its growth. A qualitative model capturing all these relations is built and utilized to develop an optimized crystal growth process for suppression of excessive formation of the oxidation induced stacking faults. Novel methods are developed and implemented to support effective analyses of crystal defects. This doctoral thesis was written with the support of ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm.

Tato diplomová práce se zabývá studiem a vyhodnocováním krystalografických defektů na povrchu křemíkových desek vyrobených Czochralského metodou. Zaměřuje se především na růstové defekty a kyslíkové precipitáty, které hrají významnou roli při vzniku vhodných nukleačních center pro růst vrstevných chyb. Růst vrstevných chyb v blízkosti povrchu křemíkových desek je podpořen jejich oxidací a selektivním leptáním. Takto výrazněné vrstevné chyby se označují jako OISF z anglického Oxidation Induced Stacking Fault. Prostorové rozložení OISF na desce dává zpětnou vazbu k procesu tažení monokrystalu křemíku a kvalitě povrchu desek. Dále je v této práci popis zařízení pro automatickou detekci a analýzu OISF, které bylo vyvinuto pro firmu ON Semiconductor v Rožnově pod Radhoštěm., The thesis deals with the study and analysis of crystallographic defects on the surface of silicon wafers produced by Czochralski method. It focuses primarily on growth defects and oxygen precipitates, which play an important role in the development of appropriate nucleation centers for growth of stacking faults. The growth of stacking faults near the surface of silicon wafers is supported by their oxidation and selective etching. Such a highlighted stacking faults are known as the OISF (Oxidation Induced Stacking Fault). Spatial distribution of OISF on the wafer gives feedback to the process of pulling silicon single crystal and wafers surface quality. Moreover the work describes the device for automatic detection and analysis of OISF, which was developed for ON Semiconductor company in Rožnov Radhoštěm.

Tato diplomová práce se zabývá studiem a vyhodnocováním krystalografických defektů na povrchu křemíkových desek vyrobených Czochralského metodou. Zaměřuje se především na růstové defekty a kyslíkové precipitáty, které hrají významnou roli při vzniku vhodných nukleačních center pro růst vrstevných chyb. Růst vrstevných chyb v blízkosti povrchu křemíkových desek je podpořen jejich oxidací a selektivním leptáním. Takto výrazněné vrstevné chyby se označují jako OISF z anglického Oxidation Induced Stacking Fault. Prostorové rozložení OISF na desce dává zpětnou vazbu k procesu tažení monokrystalu křemíku a kvalitě povrchu desek. Dále je v této práci popis zařízení pro automatickou detekci a analýzu OISF, které bylo vyvinuto pro firmu ON Semiconductor v Rožnově pod Radhoštěm., The thesis deals with the study and analysis of crystallographic defects on the surface of silicon wafers produced by Czochralski method. It focuses primarily on growth defects and oxygen precipitates, which play an important role in the development of appropriate nucleation centers for growth of stacking faults. The growth of stacking faults near the surface of silicon wafers is supported by their oxidation and selective etching. Such a highlighted stacking faults are known as the OISF (Oxidation Induced Stacking Fault). Spatial distribution of OISF on the wafer gives feedback to the process of pulling silicon single crystal and wafers surface quality. Moreover the work describes the device for automatic detection and analysis of OISF, which was developed for ON Semiconductor company in Rožnov Radhoštěm.

Disertační práce se zabývá studiem defektů v monokrystalech Czochralskiho křemíku legovaných bórem. Práce studuje vznik kruhových obrazců vrstevných chyb pozorovaných na povrchu křemíkových desek po oxidaci. Hlavním cílem práce je objasnit mechanismy vzniku pozorovaného rozložení vrstevných chyb na studovaných deskách a vyvinout metody pro řízení tohoto jevu. Na základě experimentálních analýz a rozborů obecných mechanismů vzniku defektů jsou objasňovány vazby mezi vznikem defektů různého typu. Tyto jsou pak diskutovány v souvislosti s parametry krystalu i procesu jeho růstu. Takto sestavený model je využit pro vývoj procesu růstu krystalů, kterým je potlačen nadměrný vznik defektů ve studovaných deskách. Za účelem studia defektů jsou zaváděny a vyvíjeny nové analytické metody. Disertační práce byla vytvořena za podpory ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm., The doctoral thesis deals with analyses of defects in single crystals of Czochralski silicon doped with boron. Mechanisms of formation of circular patterns of oxidation induced stacking faults are studied. The main goal of the work is to explain the mechanisms of formation of the observed defect patterns and to develop methods for control of this phenomenon. Mechanisms of defect formation in silicon are analyzed and the material is experimentally studied in order to explain relations between formation of defects of various kinds and to link these processes to parameters of the crystal and its growth. A qualitative model capturing all these relations is built and utilized to develop an optimized crystal growth process for suppression of excessive formation of the oxidation induced stacking faults. Novel methods are developed and implemented to support effective analyses of crystal defects. This doctoral thesis was written with the support of ON Semiconductor Czech Republic, Rožnov pod Radhoštěm.