A study on point defects in silicon crystal induced with neutron irradiation

중성자 조사에 의해 생성된 실리콘 결정내의 점결함 연구

반도체 소자의 기판 재료로 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼는 그 정밀도가 매우 중요하다. 본 연구에서는 균일한 Dopant 농도 분포를 얻을 수 있는 중성자 변환 Doping을 이용하여 실리콘에 인(P)을 Doping하는 연구를 수행하였다. 중성자 변환 Doping, 즉 NTD(Neutron Transmutation Doping)란 원자번호 30인 실리론 동위원소에 중성자가 조사되면 원자번호 31인 실리콘으로 변환되고, 2.6시간의 반감기를 갖고 decay 되면서 인(P)으로 변하게 되어 실리콘 웨이퍼에 n-type 전도를 갖게 하는 것을 말한다. 본 연구에서는 하나로 원자로를 이용하여 고저항(1000-2000Ω㎝) FZ 실리콘 웨이퍼에 중성자 조사하여 저항의 변화를 관찰하였고, 중성자 조사시 발생하는 점결함을 분석하여 점결함이 저항 변화에 미치는 영향을 알아보았다. 중성자 조사 전 이론적 계산에 의해 16.8Ω㎝와 4.76Ω㎝의 저항을 얻을 수 있을 것으로 예상되었고, 중성자 조사 후 SRP로 측정한 결과 실리콘 웨이퍼가 3Ω㎝과 2.5Ω㎝의 저항을 가지고 있을 확인할 수 있었으며, FT-IR 분석결과 점결함의 변화 양상을 확인할 수 있었다.