Abstract
The CZ-silicon crystal was annealed at $1350^{\circ}C$ to dissolve the vacancy type grown-in defects. A this temperature, the equilibrium concentration of the oxygen in the silicon crystal is around $1.7{\times}10^{18}$ which induces the oxygen undersaturation in the silicon crystal. This situation results in the faster dissolution of the grown-in defects in the bulk of the silicon wafer than near the surface. This indicates the possibility that the presence of the higher concentration of silicon interstitial hinders the dissolution of the grown-in defects, which were known to compose of the vacancy clusters with surrounding silicon oxide film. This expectation was confirmed by the observation that the slower dissolution of the grown-in defects near the surface of the silicon wafer in the oxygen atmosphere than in the argon atmosphere. This result is quite opposite to the previous argument hat presence of the excess silicon interstitial leads to faster dissolution of the vacancy type defects.
규소 결정의 용융 온도 근처인 $1350^{\circ}C$에서 Ar과 $O_{2}$gas를 이용하여 규소 wafer의 열처리시 vacancy ty[e 결함의 거동에 대해 알아보았다. 이 열처리에서는 wafer의 표면보다 wafer내부에서 결함의 용해속도가 매우 높음을 확인하였다. 이는 $1350^{\circ}C$에서는 규소내의 평형산소농도가 대부분의 CZ silicon에서의 산소농도보다 높아 산소의 understaturation현상과 silicon interstitial농도의 영향에 기인된 것으로 예상된다. 열처리 분위기의 영향을 알아보기 위하여 Ar과 $O_{2}$ 분위기에서 열처리한 결과 vacancy type 결함의 용해속도는 wafer의 내부에서는 차이가 없었고, wafer의 표면에서는 Ar이 $O_{2}$의 경우보다 결함의 용해속도가 높았다. $O_{2}$의 경우에는 표면산화막 성장시 유입된 silicon interstitial의 농도가 높아 결함의 용해속도가 떨어지는 것으로 판단된다. 이는 기존 연구에서 예상된 silicon interstitial이 vacancy cluster로 알려진 결정결함의 제거에 기여한다는 예상과는 상반된다. 본 연구의 결과 silicon interstitial의 존재는 void외부 산화막의 용해속도를 늦추어 결함 용해속도를 떨어뜨리는 것으로 예상된다.
