半導体用語集
窒素添加
英語表記：nitrogen doping
窒素はシリコン結晶中でリンなどと同様に置換位置を占めるが、特殊な条件の時にしかドナー化しない。しかし、微量の添加で以下の種々の効果を及ぼす。
FZシリコンに5×10¹⁴～5×10¹⁵ cm⁻³ 程度の窒素を添加するとA欠陥とD欠陥の発生を抑制する効果がある。結晶中での存在状態がN₂分子状であることが、同位元素¹⁵Nと¹⁴Nを二重添加した試料の赤外吸収法で確認されている。分子状であることからN₂の拡散係数は酸素より3桁ほど大きく、高温で容易に内方・外方拡散する。
CZ結晶でもN₂雰囲気ガス中で結晶を引き上げたり、シリコン融液中にSi₃N₄膜を溶解することにより窒素を添加することができる。成長結晶中の窒素は点欠陥を凝集させず、そのまま結晶中に固定する働きがある。窒素添加はgrown-in欠陥（空洞欠陥）を抑制する効果や、ウェハの酸素析出を増速する効果を持つ。空洞欠陥の発生する成長条件で10¹⁴cm⁻³程度の窒素を添加すると、空洞欠陥は板状または棒状の形態をとり、高温アニールで容易に消滅する。CZ-Si中で窒素は、酸素とONC複合体を形成し、ESRで検出可能である。
また窒素は1×10¹⁵ 程度以上の添加で、転位に固着してその運動・増殖を阻害して結晶強度を強化したり、格子歪を緩和したりする効果を持つ。
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