电子辐照直拉硅辐照效应的研究

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1、河北工业大学硕士论文电子辐照直拉硅辐照效应的研究摘要电子辐照在硅单晶体内产生的缺陷主要是点缺陷，这些缺陷在一定的热处理条件下相互作用或与硅中的杂质原子相互作用形成复杂的缺陷团，从而改变单晶硅的电学性能，同时还对单晶硅中氧沉淀的形成和变化产生很大的影响。本文通过Hall、四探针、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）和正电子湮灭谱（PAS）技术研究了电子辐照在硅中引入的缺陷随退火温度变化及其热稳定性，探讨了辐照缺陷对单晶硅电学性能以及与硅中氧相互作用的影响。实验结果表明经电子辐照后，直拉硅中的间隙氧含量将

2、下降，间隙氧含量的下降随辐-1-1照剂量的增大而增多。低于300℃热处理出现了与VO相关的830cm和860cm两个吸收峰，二者退火行为极其相似，认为是电荷态不同的A中心，随着热处理温度的提高逐渐转变成VO2复合体。电子辐照缺陷可以陷阱高浓度自由载流子，导致电阻率增加，载流子浓度和少子寿命下降，这些电学参数的变化与辐照剂量紧密相关。750℃热处理呈现施主态的缺陷被激活，导致电阻率下降，而且低温预处理辐照缺陷可以促进新施主的形成，同时也加速氧沉淀的进程。电子辐照直拉硅经高温一步退火后极大地促进了体内

3、氧沉淀的形成，但这只是一个瞬态过程，当温度达到1150℃时，缺陷密度有了很明显的下降。RTP预处理再经高温一步退火明显加速了氧沉淀的形成速率，并且形成了一定宽度的清洁区。随着RTP温度的升高，辐照样品中清洁区宽度逐渐变窄，层错长度与半环形位错的直径也随之减小。RTP预处理的降温速率也对氧沉淀有很大的影响，降温速率越快，样品中氧沉淀诱生缺陷的密度越高，而且清洁区宽度越窄。关键词：电子辐照，辐照缺陷，直拉硅，氧沉淀i电子辐照直拉硅辐照效应的研究INVESTIGATIONOFTHEEFFECTOFELE

4、CTRONIRRADIATEDDEFECTSINCZOCHRALSKISILICONABSTRACTThepointdefectsweremainlygeneratedinelectronirradiatedCzochralskiSilicon(CZ-Si).Thesedefectswereinteractedintheprocessofannealing,whichhadgreatinfluenceontheelectricsperformanceandoxgenprecipitationinC

5、Z-Si.InthispapertheinfluenceofelectronirradiationontheelectricsperformanceandtheirradiationdefectsinCZ-SiwereinvestigatedwithHallEffect,Four-PointProbeMeasurement,FourierTransformInfraredAbsorptionSpectrometer(FTIR)andPositionAnnihilationSpectrum(PAS)

6、.Oxygenconcentrationintheelectron-irradiatedsampleswasdecreasedandproportionalto-1-1electrondoses.Twoinfraredabsorptionbandsat830cmand860cmwereexhibitedthesamethermalstabilityviatheannealingtemperaturelowerthan300℃.Itwasconsideredthatthese0twopeakssho

7、uldhavedifferentchargestates,duetoneutralVO(VO)pairsandnegatively-chargedVO(VO)pairs,respectively.Withannealingtemperatureincrease,transformationofVOintoVO2occurred.Theresultsshowedthattheresistivityincreasedandtheminoritycarrierlifesdecreasedinelectr

8、onirradiatedCZ-Si,whichduetotheirradiateddefectscancapturefreecarriers.Itwasconsideredthatirradiationdefectspresenteddonorstatewhichledtheresistivitytodeclineinelectronirradiatedsamplesannealedat750℃.Pre-annealingatlowtemperaturecanprovidenucl