直拉單晶硅中氧沉淀和銅復(fù)合體的研究.pdf

1、用直拉法生長的單晶硅中，氧是最常見的雜質(zhì)，硅材料制備過程使用的內(nèi)吸雜工藝則是以氧沉淀及其誘生缺陷為基礎(chǔ)。銅作為最常見的過渡族金屬玷污之一，其沉淀及復(fù)合體將會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不同熱處理方式下硅中氧和銅的行為進行研究，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，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潔凈區(qū)的影響。結(jié)果表明，在N2氣氛下進行RTP，無論在哪一步引入銅玷污均無潔凈區(qū)生成;在O2、Ar氣氛下進行RTP，僅在第二、第三步熱處理

3、之前引入銅玷污時可以得到潔凈區(qū)，而且當(dāng)銅玷污引入順序相同時，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，通過光致發(fā)光法(PL）發(fā)現(xiàn)了一個位于約0.97eV處（峰值對應(yīng)的波長在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，通過對位于0.97eV處（峰值對應(yīng)的波長在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（對應(yīng)于間隙銅原子在硅中