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第３０卷第５期上海金属Ｖ０１．３０．Ｎ０．５１

２００８年９月ＳＨＡＮＧＨＡＩＭＥＴＡＩ５Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２００８

半导体硅及硅基材料研究中的几个问题

屠海令

（北京有色金属研究总院半导体材料国家工程研究中心，北京１Ｏ０Ｏ８８）

【摘要】叙述了大直径硅单晶生长，计算机数值模拟以及绝缘体上硅（ＳＯＩ）、锗硅

（ｓｉＧｅ）和应变硅等硅基材料的研究进展，讨论了硅中缺陷演化、杂质特性、缺陷工程和表

面与界面质量控制，展望了后摩尔时代半导体硅及硅基材料的发展前景。

【关键词】大直径硅单晶硅基材料缺陷杂质

ＳＥＶＥＲＡＬＩＳＳＵＥＳＩＮＳＥⅣⅡＣｏＮＤＵＣＴｏＲＳＩＬＩＣｏＮＡＮＤ

ＳＩＬＩＣｏＮＢＡＳＥＤＭＡＴＥＲＩＡＬＳＲＥＳＥＡＲＣＨ

ＴｕＨａｉｌｉｎｇ

（ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏＳｅｍｉｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒＭａｔｅｒｉａｌｓ，

ＧｅｎｅｒａｌＲｅｓｅａｃｒｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｒｏｎｆｅｒｒｏｕＭｅｔｓａｌｓ）

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｓｈａｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｒｅｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｍａｊｏｒ

ｓｉｌｉｃｏｎｗａｆｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｓｈｉｆｔｉｎｇｔｏ３００ｍｍ．Ｔｈｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｃｏｎｆｒｏｎｔｅｄｂｙｄｅｍａｎｄｉｎｇｈｉｓｈｅｒｑｕａｌｉｔｙａｎｄ

ｌｏｗｅｒｃｏｓｔｈａｓｂｅｅｎｔｈｅｍｏｓｔｐｒｅｓｓｉｎｇｉｓｓｕｅｏｆｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｉｌｉｃｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｐｔａｐｅｒ

ｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒｓｉｌｉｃｏｎｃｒｙｓｔａｌｇｒｏｗｔｈ，ｄｅｆｅｃｔｓ，ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓｉｎｓｉｌｉｃｏｎ，ｔｈｅ

ｓｕｆｒａｃｅｎａｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｄｅｆｅｃｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｅｍｅｒｇｉｎｇｓｉｌｉｃｏｎｂａｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ：ｓｉｌｉｃｏｎ

ｏｎｉｎｓｕｌａｔｏｒ（ＳＯＩ），ｓｉｌｉｃｏｎｇｅｒｍａｎｉｕｍ（ＳｉＧｅ）ｎａｄｓｔｒａｉｎｅｄｓｉｌｉｃｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｄ。Ｔｈｅｐｒｏｓｐｅｒｉｔｙ

ｏｆｂｕｌｋｓｉｌｉｃｏｎｎａｄｓｉｌｉｃｏｎｂａｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｉｓｎｔｈｅ“ＭｏｒｅｔｈａｎＭｏｏｒｅ”（ＭｔＭ）ｅｒａｈａｓｂｅｅｎｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ．

【ＫｅｙＷｏｒｄｓ】ＬａｒｇｅＤｉａｍｅｔｅｒＳｉｌｉｃｏｎＣｙｒｓｔａｌｓ，ＳｉｌｉｃｏｎＢａｓｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｄｅｆｅｃｔｓ，Ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ

１前言和发展，已在器件与电路应用方面取得了引人注

半导体硅作为信息产业的基础材料已有半个目的进展。

世纪的历史。近年来，微／纳电子、光电子技术２大直径硅单晶生长

的发展不断对半导体硅材料提出新的需求。２００７进入２１世纪以来，大直径硅单晶一直是热