Microdefects in Czochralski Silicon

Abstract

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.