论文部分内容阅读
本文利用傅立叶红外光谱仪（FTIR）和光学显微镜观察的方法,研究了辐照剂量、退火条件等因素对快中子辐照掺氮直拉硅（NCZSi）中氧沉淀及诱生缺陷形成的影响以及快中子辐照直拉硅（CZSi）氮气氛下退火后硅中氮、氧杂质的行为。 快中子辐照掺氮直拉硅高温退火过程中间隙氧含量下降,生成氧沉淀。低温红外光谱中出现了对应于球状氧沉淀的1054cm-1吸收峰,对应于α-SiO2的1078cm-1吸收峰和对应于片状氧沉淀的1220cm-1吸收峰以及对应于氮氧复合体的803cm-1吸收峰。退火样品体内缺陷密度随着退火时间的延长而增大,体内缺陷大部分为层错,另外还有少量位错以及辐照引入缺陷诱生的位错环。 将快速热处理（RTP）引入到快中子辐照掺氮直拉硅的内吸杂工艺中。研究了不同RTP条件对快中子辐照掺氮硅中体缺陷和清洁区的影响。实验发现,RTP未能改变快中子辐照掺氮直拉硅中氧沉淀的进程。由于硅中的氮杂质可以促进氧的外扩散,快中子辐照在硅中引入了大量的空位型缺陷,使得快中子辐照掺氮直拉硅样品的RTP行为不同于普通直拉硅样品以及普通快中子辐照直拉硅样品。随着RTP温度的升高,降温速率的减小,样品清洁区宽度逐渐变宽。 快中子辐照未掺氮直拉硅在氮气氛下退火,诱生缺陷大部分为层错。与氩气氛下退火相比,间隙氧含量下降较快。低温红外光谱中出现了对应于氮氧复合体的803cm-1吸收峰,对应于片状氧沉淀的1220cm-1吸收峰。另外在高频段还出现了两个新的吸收峰,位于2850cm-1以及2920cm-1。它们的强度与硅中的氮、氧杂质的含量有关,认为它们是一种与氮有关的氧沉淀。氮气氛下退火过程中,部分氮原子扩散进入硅基体,并和硅中的氧发生反应,生成与氮相关的复合体,改变了氧的行为。