低起始温度的线性升温热处理对直拉硅中氧沉淀的影响

研究了直拉硅片从不同的温度线性升温(Ramping)到750℃,然后在750℃退火64 h过程中的氧沉淀行为. 结果表明,Ramping对硅片中氧沉淀的形成有明显的促进作用,且起始温度越低促进作用越强. 这是因为在Ramping处理中,低温(450—650℃)热处理阶段氧的扩散速率显著增强,促进了氧沉淀核心的形成,且较低的Ramping升温速率有利于氧沉淀核心的稳定和继续长大. 进一步的实验结果还表明,低起始温度的Ramping处理可应用于硅片的内吸杂工艺,能促进氧沉淀的生成提高硅片的内吸杂能力,减少热预 关键词： 直拉硅 氧沉淀 退火     

低起始温度的线性升温热处理对直拉硅中氧沉淀的影响

研究了直拉硅片从不同的温度线性升温(Ramping)到750℃，然后在750℃退火64 h过程中的氧沉淀行为. 结果表明，Ramping对硅片中氧沉淀的形成有明显的促进作用，且起始温度越低促进作用越强. 这是因为在Ramping处理中，低温(450—650℃)热处理阶段氧的扩散速率显著增强，促进了氧沉淀核心的形成，且较低的Ramping升温速率有利于氧沉淀核心的稳定和继续长大. 进一步的实验结果还表明，低起始温度的Ramping处理可应用于硅片的内吸杂工艺，能促进氧沉淀的生成提高硅片的内吸杂能力，减少热预     

直拉硅单晶中原生氧沉淀的透射电镜研究

利用透射电镜对掺氮(NCZ) 和普通 (CZ) 直拉硅单晶中的原生氧沉淀进行研究. 研究表明，在NCZ样品中，有高密度的粒径为5nm的氧沉淀生成，而在CZ样品中，没有观察到这种氧沉淀. 初步认为，这种细小的氧沉淀是以650℃低温下形成的N-O复合体为核心在随后的冷却过程中形成. 关键词： 直拉硅 透射电镜 氧沉淀     

低温退火对重掺砷直拉硅片的氧沉淀形核的作用

通过对比研究重掺砷直拉硅片和轻掺n型直拉硅片经过低温(450—800℃)和高温(1000℃)两步退火的氧沉淀行为,阐明了低温退火对重掺掺砷直拉硅片的氧沉淀形核的作用.研究指出：重掺砷硅片在450℃和650℃退火时的氧沉淀形核比在800℃退火时更显著,这与轻掺硅片的情况截然相反;此外,与轻掺硅片相比,重掺砷硅片在450℃和650℃退火时氧沉淀的形核得到增强,而在800℃退火时氧沉淀的形核受到抑制.分析认为,重掺砷硅片在450℃和650℃退火时会形成砷-空位-氧(As-V-O)复合体,它们促进了 关键词： 重掺砷直拉硅片 氧沉淀形核 低温退火     

微氮直拉硅单晶中氧化诱生层错透射电镜研究

利用透射电镜研究了热氧化过程中含氮（NCZ）和不含氮（CZ）直拉硅单晶的氧化诱生缺陷.研究表明，NCZ中的氧化诱生层错的尺寸随着湿氧氧化时间的延长而减小，并有冲出型位错产生.而在CZ中，生成了大量的多面体氧沉淀，并且随着热氧化时间的延长，层错的尺寸逐渐增大. 关键词： 直拉硅 透射电镜 氧化诱生层错     

铜沉淀对直拉硅单晶中洁净区形成的影响

研究普通热处理和快速热处理工艺下直拉单晶硅中过渡族金属铜杂质对洁净区生成的影响. 通过腐蚀和光学显微镜研究发现,常规高-低-高三步洁净区生成热处理样品中, 第一步高温热处理前对样品铜沾污,样品中没有洁净区生成,高密度的铜沉淀布满了样品整个截面. 而第二步、第三步热处理过程中引入铜杂质不影响洁净区的生成. 研究表明,高温热处理过程中生成的铜沉淀不能溶解是导致洁净区不能形成的最主要原因. 另外,由于不同温度下热处理,导致引入铜杂质的平衡浓度不同,会在一定程度上影响洁净区的厚度. 对于快速热处理样品,可以得到相似的结果. 关键词： 直拉单晶硅 铜沉淀 洁净区     

点缺陷对硼掺杂直拉硅单晶p/p~+外延片中铜沉淀的影响

系统研究了点缺陷对晶体硅中氧沉淀生成的影响,及点缺陷和氧沉淀对重掺硼直拉硅单晶p/p⁺外延片中铜沉淀的影响.样品先在不同的气氛下进行1250℃/60 s快速热处理,随后在750℃/8 h+1050℃/16 h常规热处理过程中引入铜沾污.通过腐蚀结合光学显微镜研究发现,以O₂作为保护气氛时,p⁺衬底中的沉淀密度较小,以Ar和N₂作为保护气氛时,重掺硼p⁺衬底中生成了高密度的沉淀,且在上述所有样品的外延层中均无缺陷生成.研究认为,以O₂作为保护气时引入的自间隙硅原子（Si_I）可以抑制沉淀的形成,而以Ar和N₂作为保护气氛时引入的空位则会促进沉淀的生成,这是导致此差异的主要原因.另外,研究还发现,p/p⁺外延结构能很好地吸除硅片中的铜杂质,从而保持了外延层的洁净.     

掺铒高硅氧玻璃光谱性质的研究

应用Judd-Oflet理论计算了新型掺铒高硅氧玻璃中铒离子的强度参量Ω_t(t=2,4,6)，Ω₂=8.15×10^-20，Ω₄=1.43×10^-20，Ω₆=1.22×10^-20，相比于其他氧化物玻璃，表现出较大的Ω_2,6值，反映了铒离子周围的近邻结构不对称性和Er-O键的离子键成分较高.利用McCumber理论计算得到了能级^{关键词： 掺铒高硅氧玻璃 Judd-Ofelt理论 量子效率}     

高剂量注氮对注氧隔离硅材料埋氧层中正电荷密度的影响

为研究注氮改性对注氧隔离硅材料中埋氧层性质的影响,向其埋氧层内注入了10¹⁶ cm^-2的高剂量氮.实验结果表明,与未注氮的埋氧层相比,所有注氮的埋氧层中的正电荷密度显著增加.实验还发现,注氮后的退火可使埋氧层内的正电荷密度进一步上升.但与注氮导致的埋氧层内正电荷密度的显著上升相比,退火时间对注氮的埋氧层内正电荷密度的影响不大.电容-电压测量结果显示,在埋氧层内部,注氮后未退火的样品与在1100 ℃的氮气气氛下退火2.5 h的样品相比,二者具有近似相同的等效正电荷 关键词： 注氧隔离 埋氧 注氮 正电荷密度     

氧、氮掺杂硅基薄膜的荧光光谱

采用磁控溅射法制备了氧、氮掺杂的非晶硅膜 ,测量了薄膜的荧光光谱 ,获得了包括红光、绿光、蓝光及紫光和紫外的强荧光发射 ,其荧光特性受氮、氧含量及沉积时基片温度的影响。结果表明 :红光包括起源于量子限制效应的宽带及氧缺陷能级引起的分立峰 ;绿光依赖于氮的掺杂 ,起源于氮的缺陷能级跃迁 ,其峰型和峰位受基片沉积温度的影响 ;蓝光部分表现为多个分立峰的叠加 ,起源于复杂的氧缺陷能级 ;紫光部分包括一对双峰和多个宽发射带 ,发射带的强度受掺杂种类、掺杂浓度及沉积时基片温度的影响。当基片温度为750℃、中等氧氮掺杂时 ,可获得强的绿光和紫光发射。     

直拉单晶硅中洁净区形成后铜沉淀行为的研究

本文研究了直拉单晶硅中形成洁净区后过渡族金属杂质铜的沉淀行为. 样品经过高低高三步常规热处理形成洁净区后, 在不同温度下引入杂质铜, 然后对样品分别进行普通热处理和快速热处理, 通过腐蚀和光学显微镜研究发现, 在700 ℃引入铜杂质后经过普通热处理和快速热处理都不会破坏洁净区, 在900 ℃和1100 ℃引入铜杂质后经过普通热处理不会破坏洁净区, 而经过快速热处理会破坏洁净区. 研究表明, 快速热处理可以使硅片体内产生大量的空位, 空位的外扩散是破坏洁净区的主要原因. 关键词： 直拉单晶硅 铜沉淀 洁净区     

Accelerated oxygen precipitation in fast neutron irradiated Czochralski silicon

Annealing effect of the oxygen precipitation and the induced defects have been investigated on the fast neutron irradiated Czochralski silicon （CZ-Si） by infrared absorption spectrum and the optical microscopy. It is found that the fast neutron irradiation greatly accelerates the oxygen precipitation that leads to a sharp decrease of the interstitial oxygen with the annealing time. At room temperature （RT）, the 1107cm^-1 infrared absorption band of interstitial oxygen becomes weak and broadens to low energy side. At low temperature, the infrared absorption peaks appear at 1078cm^-1, 1096cm^-1, and 1182cm^-1, related to different shapes of the oxygen precipitates. The bulk microdefects, including stacking faults, dislocations and dislocation loops, were observed by the optical microscopy. New or large stacking faults grow up when the silicon self-interstitial atoms are created and aggregate with oxygen precipitation.     

Fast and slow lifetime degradation in boron‐doped Czochralski silicon described by a single defect

A demonstration that boron–oxygen related degradation in boron‐doped Czochralski silicon could be caused by a single defect with two trap energy levels is presented. In this work, the same two‐level defect can describe the fast and slow lifetime decay with a capture cross‐section ratio of electrons and holes for the donor level of σ_n/σ_p = 19 ± 4. A model is proposed for the multi‐stage degradation involving a single defect, in which the product of the slow reaction is a reactant in the fast reaction. After thermal processing, a population of interstitial oxygen (O_i) exists in a certain state (the precursor state) that can rapidly form defects (fast degradation) and another population of O_i exists in a state that is required to undergo a slow transformation into the precursor state before defect formation can proceed (slow degradation). Kinetic modelling is able to adequately reproduce the multi‐stage degradation for experimental data. Dark annealing is also shown to impact the extent of ‘fast’ degradation. By decreasing the dark annealing time on pre‐degraded wafers, a more severe ‘fast’ degradation of the samples can be enabled during subsequent illumination, consistent with this theory. The paper then discusses possible candidates for the chemical species involved. (© 2016 WILEY‐VCH Verlag GmbH &Co. KGaA, Weinheim)     

FTIR研究快中子辐照直拉硅中的VO2

快中子辐照直拉硅(CZ-Si)经400-450℃热处理后，空位-双氧复合体(VO2)是其主要的缺陷．在300-500℃热处理快中子辐照的CZ-Si后，IR光谱中有919．6cm^-1和1006cm^-1两个吸收峰伴随VO2(889cm^-1)出现，这两个IR吸收峰是VO2的一种亚稳态缺陷(O-V-O)引起的，此缺陷态是由一个VO(A中心)与次临近的一个间隙氧原子(Oi)相互作用所形成的．在300℃延长退火时间或升高退火温度，都会使(O-V-O)转变为稳态VO2．辐照剂量在10^19数量级，经400-450℃热处理所形成的缺陷主要为多空位型，而VO2被抑制．