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《摻氮直拉單晶硅中氧沉淀及其誘生缺陷的行為研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摻氮直拉單晶硅中氧沉淀及其誘生缺陷的行為研究姓名：王宏杰申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：楊德仁;闕端麟20040101浙江大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文摘要近年來的研究表明，在直拉單晶硅(Czochralskisilicon，CZ．Si)中摻氮可以用于調(diào)控原生氧沉淀和空洞型缺陷，同時，摻氮直拉單晶硅(NCz—Si)中的缺陷也得到了深入的研究。本論文結(jié)合FTIR、TEM、SRP、EBIC和光學(xué)顯微鏡等測試分析手段，對摻氮直拉單晶硅中的氧沉淀及其誘生缺陷進行了研究，并取得了以下主要結(jié)論：1．摻氮對直拉單晶硅中氧沉淀的影響對800。C和10000C處理后NCZ—S
2、i樣品中的氧沉淀行為進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，摻氮能夠在中、高溫促進氧沉淀的形成，并且氧沉淀的尺寸小而密度高：經(jīng)過1000。C／225h處理的NCZ—Si樣品中，片狀和多面體兩種形貌的氧沉淀共存，而CZ—Si樣品中，只存在片狀的氧沉淀，說明摻氮能夠改變氧沉淀的形貌。2．摻氮對直拉硅中氧沉淀及其誘生缺陷的熱穩(wěn)定性的影響研究了800。C／225h和1000。C／225h熱處理后，CZ．Si和NCZ．Si樣品中存在的氧沉淀及其誘生缺陷的熱穩(wěn)定性。研究表明NCZ—Si樣品中的氧沉淀在1200。C和12500c的常規(guī)退火和RTP處理都能被消除，而CZ—Si樣品中的氧沉淀需要在1250。C的常規(guī)退火和
3、RTP處理才能消除，這主要是由于225h處理后，NCZ．Si樣品中存在高密度、小尺寸的氧沉淀。研究發(fā)現(xiàn)，短時間的高溫RTP和長時間的高溫常規(guī)退火對氧沉淀的溶解有相同的效果，這表明高溫RTP對氧沉淀的溶解主要依賴于溫度，而受處理時間影響較小。3．摻氮對氧化誘生層錯(osFs)的影響研究了單步退火(6500c一1150。c)和低一高兩步退火后，再經(jīng)過熱氧化，CZ—Si和NCZ．Si樣品中的OSFs行為，主要是為了揭示不同的氧沉淀對OSFs形成的影響。對于CZ—Si樣品，單步850。C以下溫度退火后，再熱氧化，很少形成OSFs；而NCZ．Si樣品經(jīng)過650。C退火，再熱氧化，OSFs也很少形
4、成；對于NCZ—Si樣品，當處理溫度為7500C和850。C時，預(yù)處理分別達到16h和8h，再熱氧化，OSFs才出現(xiàn)；在1050。C和1150。C分別處理32h，再熱氧化，CZ—Si和NCZ．Si樣品中產(chǎn)生的OSFs密度均最高，隨著1050。C和1150。C預(yù)處理時間延長，再熱浙江人學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文氧化，OSFs密度降低，這是由于當1050。C和11500C單步處理時間延長，氧沉淀將誘生出更多的位錯，這些位錯將優(yōu)先吸收熱氧化過程產(chǎn)生的自間隙硅原子，從而抑制了OSFs的形成。對于低一高兩步處理，再熱氧化后的CZ．Si和NCZ—Si樣品：(1)，當650。C低溫處理時，CZ．Si中的O
5、SFs密度基本不隨時間延長而改變，NCZ—Si樣品中的OSFs密度則升高，這是由于氮在低溫促進了氧沉淀的形核，從而促進了OSFs的形成；(2)，當750。C低溫處理時，CZ—Si樣品中的OSFs密度隨750。C處理時間延長而升高，而NCZ—Si樣品在750。C／8h后，再高溫處理(1050。C／16h)和熱氧化，OSFs密度最高，隨750。C處理時間延長，OSFs密度反而降低；(3)，當?shù)蜏?50。C處理4h后，再高溫和熱氧化，CZ—Si與NCZ．Si樣品中的OSFs密度均達到最高，隨著8500C處理時間延長，密度降低。(2)和(3)中OSFs密度變低是由于低一高處理后形成的位錯優(yōu)先吸
6、收熱氧化中釋放的自間隙硅原子而抑制了OSFs的形成。4．氧沉淀及誘生缺陷的Cu吸雜能力研究研究了800。C／225h，800。C／225h+1250。C／2h和750。C／16h+1050。C／32h三種預(yù)處理后，樣品中形成的氧沉淀誘生缺陷對cu的吸雜能力。對于CZ—Si樣品而言，經(jīng)過750oC／16h+1050。C／32h預(yù)處理后的樣品中，cu同時被沖出型位錯和不全位錯(Frankpartials)吸雜，EBIC襯度很高；而經(jīng)過800。C／225h和800。C／225h+1250。C／2h預(yù)處理后，再進行Cu擴散，Cu主要被不全位錯吸雜，EBIC襯度較低。經(jīng)過相同預(yù)處理和cu擴散工藝
7、的NCZ．Si樣品中，EBIC表征的缺陷襯度比CZ．Si樣品低，這是由于預(yù)處理后的NCZ—Si樣品中存在高密度、小尺寸的誘生缺陷。當體內(nèi)的吸雜中心不是很多，ⅨrP會促進cu擴散樣品中缺陷密度和EBIC襯度，反之，RTP對cu在氧沉淀誘生缺陷處的吸雜影響不大。關(guān)鍵詞：直拉硅，摻氮，氧沉淀，快速熱處理，氧化誘生層錯，Cu吸雜浙江大學(xué)碩上研究生畢業(yè)論文AbstractInrecentyears，ithasbeenprovedthatnitrogen—
