硅单晶资料

超大规模集成电路用硅单晶材料的制备和缺陷工程 人类经历了石器时代，铜器时代和铁器时代，在本世纪的六十年代进入了硅时代。在硅材料基础上微电子工业的崛起，对本世纪世界经济和科技的高速发展起了决定性的作用。在人类跨入21世纪的时候，超大规模集成电路的发展依旧很快，并仍然按照摩尔（Moore）定律发展，目前，国际微电子工业已进入深亚微米时代，主流硅晶片的直径是200毫米，特征线宽是0.18微米，生产着256M的DRAM。微电子已成为国民经济的支柱产业，在国家经济、国防和科技的现代化上起着举足轻重的作用。

毫无疑问，硅材料是微电子的基础材料，在过去的四十年，硅材料的发展直接促进了集成电路和整个微电子产业的进步。国际半导体材料专家们共同认为，在本世纪前20－50年，硅材料作为微电子的基础材料是不会改变的。在经济和技术发展的推动下，超大规模集成电路将“更快、更好、更便宜”，技术特征上将出现“硅片直径更大，特征线宽更小”。深亚微米集成电路的超速发展对硅材料的科学研究和技术进步提出了新的挑战，它要求硅单晶材料“大直径、无缺陷”。

集成电路和硅单晶材料的大直径化的根本动力在

于经济成本，国际市场竞争激烈，虽然从200毫米到

300毫米的转变，整个工业界需要花费150-500亿美圆，

但直径的增加，可以使每一硅片上的芯片数增加2.5

倍，整体成本可以降低20-30%，因此，硅单晶材料的

大直径研制和发展是必然的。

随着线宽的变小，在早期不成严重问题的微缺陷问题

更加突现，如200毫米硅材料中出现的void微缺陷的

尺寸在100纳米左右，对集成电路已形成致命的影响。

实际上，当单个缺陷的尺寸达到最小特征线宽的二分

之一或三分之一时，将导致线路的失效。因此，硅材

料的发展，在今后20年中，其技术特征是大直径化，

其关键的问题则是：晶体的完整性。这完整性包括三

方面，一是晶体生长中体材料的晶格完整，无缺陷。

二是晶体加工过程中表面的完整性。三是器件制造过

程中，器件有源区的晶格完整性。

本实验室从50年代初就开始半导体硅材料研究，

至今已取得了一系列重要成果。在硅单晶生长技术，探测器级高纯硅单晶，硅单晶中碳、氧的控制，以及硅单晶的电学测量等方面取得过重大成果，在国际上首创了减压充氮硅单晶生长技术获得国家发明二等奖l项，三等奖2项，省部级科技进步奖十余项。

本研究方向主要研究8－12英寸超大规模集成电路用硅单晶的制备、加工和缺陷工程。揭示8-12英寸超（特）大规模硅集成电路（ULSI）用硅材料中轻元