Minority carrier lifetime in annealed silicon crystals containing oxygen

The influence of oxygen on the minority carrier lifetime of silicon is reported. Bulk annealed, oxygen‐rich crystals subsequently sliced into wafers show lifetime degradation with annealing time. Silicon oxide precipitates and punched out dislocation loops induced during annealing are identified as electrically active defects responsible for the observed lifetime degradation. Increase in device yields (diodes) and improved lifetime in epitaxial films obtained with oxygen‐rich wafers as substrates are a result of “intrinsic gettering” of oxygen‐rich wafers. It is shown that “external gettering” cannot improve minority carrier lifetime in silicon wafers if during processing “intrinsic gettering” is activated. It is also shown that “external gettering” such as impact sound stressing (ISS) is very effective in improving lifetime for wafers not containing “intrinsic gettering” sources. Der Einfluß von Sauerstoff auf die Minoritätslebensdauer von Silizium wird untersucht. Volumengetemperte, sauerstoffreiche Kristalle, die anschließend in Wafer geteilt wurden, zeigen Lebensdauerverringerung mit der Temperungsdauer. Siliziumdioxidpräzipitate und austretende Versetzungsschleifen, die während der Temperung induziert werden, werden als elektrisch aktive Defekte identifiziert, die für die beobachtete Lebensdauerverringerung verantwortlich sind. Der Anstieg in der Bauelementeausbeute (Dioden) und die verbesserte Lebensdauer in Epitaxieschichten, die mit sauerstoffreichem Wafer als Substrat erhalten werden, sind das Ergebnis eines “inneren Getterungsmechanismus” der sauerstoffreichen Wafer. Es wird gezeigt, daß eine “äußere Getterung” die Minoritätslebensdauer in Siliziumwafer nicht verbessern kann, wenn während der Herstellung “innere Getterung” aktiviert worden ist. Es wird auch gezeigt, daß eine “äußere Getterung”, wie Schallstoßbeanspruchung (ISS) sehr effektiv für die Verbesserung der Lebensdauer von Wafern ist, die keine “inneren” Getterungsquellen enthalten.