直拉單晶硅中氧沉淀和銅復(fù)合體的研究.pdf

1、用直拉法生長(zhǎng)的單晶硅中，氧是最常見(jiàn)的雜質(zhì)，硅材料制備過(guò)程使用的內(nèi)吸雜工藝則是以氧沉淀及其誘生缺陷為基礎(chǔ)。銅作為最常見(jiàn)的過(guò)渡族金屬玷污之一，其沉淀及復(fù)合體將會(huì)較大程度地影響硅材料的性能。因此，研究氧沉淀和銅沉淀及其復(fù)合體在直拉硅單晶中的行為，除了具有重要的理論意義外，在實(shí)際生產(chǎn)中也可以提高硅器件的性能。本論文利用光學(xué)顯微鏡，傅立葉紅外光譜儀及熒光光譜儀對(duì)不同熱處理方式下硅中氧和銅的行為進(jìn)行研究，得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)研究了

2、線性升溫(Ramping)的起始溫度和升溫速率對(duì)硅單晶中氧沉淀行為的影響。結(jié)果表明，同一升溫速率下，Ramping的起始溫度升高，硅片體內(nèi)的氧沉淀密度降低;Ramping起始溫度相同時(shí)，升溫速率增大，硅片內(nèi)部的氧沉淀密度也降低。
　　(2)研究了不同氣氛下RTP-低-高三步熱退火后生成的銅沉淀對(duì)潔凈區(qū)的影響。結(jié)果表明，在N2氣氛下進(jìn)行RTP，無(wú)論在哪一步引入銅玷污均無(wú)潔凈區(qū)生成;在O2、Ar氣氛下進(jìn)行RTP，僅在第二、第三步熱處理

3、之前引入銅玷污時(shí)可以得到潔凈區(qū)，而且當(dāng)銅玷污引入順序相同時(shí)，O2氣氛下的RTP-低-高三步熱處理后獲得的潔凈區(qū)寬度比Ar氣氛下的大。在同一種氣氛下進(jìn)行的RTP-低-高三步熱退火，第二步熱退火前引入銅玷污的硅片中生成的潔凈區(qū)寬度大于第三步熱退火前引入的樣品。另外，通過(guò)光致發(fā)光法(PL）發(fā)現(xiàn)了一個(gè)位于約0.97eV處（峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)在1281～1285nm之間變化）的新發(fā)光峰，研究表明，其發(fā)光中心很可能為Cu-V復(fù)合體。
　　(3)研

4、究了線性升溫?zé)崽幚砑般~玷污引入溫度對(duì)氧沉淀及銅相關(guān)發(fā)光中心的影響。研究發(fā)現(xiàn)，低溫ramping有利于氧原子的沉淀，起始的溫度越低，最終得到的氧沉淀越多。而且，從低溫直接ramping至1050℃的單步熱退火比從低溫ramping至750℃，然后在該溫度下保溫6h的兩步熱退火得到了更多氧沉淀。此外，通過(guò)對(duì)位于0.97eV處（峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)在1281～1285nm之間變化）的Cu-V復(fù)合體發(fā)光峰的研究發(fā)現(xiàn)，銅玷污溫度（對(duì)應(yīng)于間隙銅原子在硅中