Post-Diffusion Gettering Effects Induced in Polycrystalline Silicon

(Received 19 December 1994, revised 15 March 1995, accepted 10 May 1995)

Abstract
Large grain polycrystalline silicon wafers have been subjected to post-annealing (900 °C/45 min) after POCl ₃ pre-diffusion at different temperatures. For the first time we have investigated the effect of the furnace starting and quenching temperature on the gettering efficiency. The optimisation of thermal cycle parameters include the determination of the best combination of starting temperature, of post-annealing, heating rate, cooling rate, post-annealing temperature (duration), quenching temperature and POCl ₃ diffusing condition result in an increase by 275% of the minority carrier diffusion length. The second advantage of this post-annealing is the improvement of the homogeneity of activated phosphorus distribution and of the electrical properties.

Résumé
Nous avons effectué des "post-recuits" (900 °C/45 min) sur des échantillons de silicium multicristallin à larges grains après une diffusion de POCl ₃ à différentes températures. Nous avons étudié pour la première fois l'effet de la température d'introduction des échantillons dans le four (starting température  ) et la température de trempe  , sur l'efficacité de l'effet "getter" dans le silicium multicristalfin. Le meilleur choix de l'optimisation des paramètres du cycle thermique tels que : la température d'introduction d'échantillons  , la vitesse de montée en température, la température et la durée du plateau, la vitesse de refroidissement en condition de trempe thermique et la température de diffusion du POCl ₃ ; il en résulte une très importante amélioration de la longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans la base de l'ordre de 275 % ( 35 à 160  m). Cet accroissement de la longueur de diffusion s'accompagne d'une redistribution du profil de phosphore.