重掺杂直拉硅单晶既可以消除CMOS器件的闩锁效应,也能够有效地降低器件的功耗,而广泛用作硅外延片的衬底材料。氧沉淀和空洞型缺陷是硅单晶的重要微缺陷,对器件制造的成品率有显著影响,因此它们被广泛研究。重掺磷直拉硅单晶的电阻率最低,是一种重要的重掺直拉硅单晶材料,有着广阔的应用前景。但是,目前很少有关于其氧沉淀及微缺陷的研究。本文系统地研究了重掺磷直拉硅单晶的氧沉淀行为和空洞型缺陷的消除,并研究了该单晶的氧外扩散行为。得到的主要研究结果如下：(1)研究了重掺磷硅单晶中的氧沉淀行为及共掺锗对其的效应。结果表明：重掺磷直拉硅单晶在650℃、800℃和900℃均可有效形成氧沉淀的核心。其中,在650℃的氧沉淀形核最为显著。此外,1020cm-3数量级的共掺锗抑制了重掺磷硅单晶中的氧沉淀,但增大了氧沉淀的尺寸。其原因有可能是共掺杂的锗浓度过高,导致了晶格应力的过补偿,从而抑制了氧沉淀。(2)研究了各种气氛下的快速热处理和氧沉淀热处理工艺对重掺磷硅单晶中的空洞型缺陷的消除作用。结果表明：在氩气、氧气和氮气氛下1200℃及以上的高温快速热处理均可以有效消除空洞型缺陷。其中,氩气氛下1200℃快速热处理60s是优化的消除空洞型缺陷的条件。此外,通过典型的650℃/8h+1000℃/16h低-高两步氧沉淀热处理工艺也可显著地消除重掺磷硅单晶中的空洞型缺陷。研究还表明,1020 cm-3数量级的共掺锗会抑制上述热处理对空洞型缺陷的消除。(3)利用二次离子质谱研究了重掺磷直拉硅单晶在800-1200℃的氧外扩散行为。研究发现,相比于轻掺磷硅单晶,重掺磷硅单晶的氧外扩散受到了显著的抑制。在低于1000℃时,共掺锗对重掺磷硅单晶的氧扩散起到了一定的促进作用,但在高于1000℃时,共掺锗则起到了一定的抑制作用。