直拉硅單晶中氧沉淀的熟化.pdf

1、氧是直拉硅單晶中最重要的非故意摻入的雜質(zhì)，與此相關(guān)的氧沉淀一直是硅材料的重要研究課題。在某一溫度下，氧沉淀在達(dá)到平衡狀態(tài)后會(huì)出現(xiàn)所謂的“熟化現(xiàn)象”。到目前為止，對(duì)這一現(xiàn)象的研究還不夠系統(tǒng)深入。此外，摻氮對(duì)直拉硅氧沉淀熟化的影響還有待揭示。本論文在借助傅立葉紅外光譜(FTIR)和擇優(yōu)腐蝕結(jié)合光學(xué)顯微術(shù)的基礎(chǔ)上，利用掃描紅外顯微術(shù)(SIRM)對(duì)摻氮和普通直拉硅片經(jīng)低溫和高溫兩步退火的氧沉淀的熟化現(xiàn)象進(jìn)行了對(duì)比研究，得到如下主要結(jié)果：

2、 研究了普通直拉(CZ)硅單晶和摻氮直拉(NCZ)硅單晶經(jīng)800℃/8 h和1000℃/X h(X=4、8、16、32、64、128、256)兩步熱處理后的氧沉淀行為。結(jié)果表明：CZ硅單晶在1000℃熱處理64 h后出現(xiàn)氧沉淀的熟化，而NCZ硅單晶中氧沉淀的熟化則在1000℃熱處理32 h后即可發(fā)生，這表明氮加速了直拉硅單晶中氧沉淀的熟化過程。這是由于氮的引入提供了氧沉淀的異質(zhì)形核中心，使得NCZ硅單晶在低溫?zé)崽幚頃r(shí)形成的氧沉淀核心顯著

3、增多，因而在高溫?zé)崽幚頃r(shí)氧沉淀在較短的時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到平衡狀態(tài)而進(jìn)入熟化過程。SIRM明確地顯示氧沉淀進(jìn)入熟化過程后，小尺寸的氧沉淀被消融而大尺寸氧沉淀進(jìn)一步長大并誘生出二次缺陷。氧沉淀與基體間的界面能的降低被認(rèn)為是氧沉淀熟化過程的驅(qū)動(dòng)力。 研究了普通的和摻氮的重?fù)缴橹崩鑶尉Ы?jīng)650℃/8 h和1000℃/X h(X=4、8、16、32、64、128、256)兩步熱處理后的氧沉淀行為。研究表明，與普通重?fù)缴橹崩鑶尉啾?，摻氮?/p>