高温快速热处理对直拉硅单晶中杂质行为的影响.pdf

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1、论文作者签名：三一塑指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：舅南烈答辩委员会主席：韭耋燮熬援!浙江太堂挞牡丕2委员1：芒蜜数控(浙江太堂挝粒丕2委员2：叠剑数援(浙江太堂挝挝丕2委员3：筮筮至副熬接(浙江太堂挝牡丞2委员4：途型副数援(浙江太堂挝牡丕2委员5：昌建国副数援(浙江太堂挝牡丕2答辩日期：毖≮吝，毒．论文作者签名：兰整指导教师签名：论文评阅人l：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：男南砒答辩委员会主席：篮耋燮数援(浙江太堂盘魁丕2委员1．芒窒数援(逝婆太堂盐狴丕2委员2：叠剑敛援f浙江太堂盐粒丕2委员3：塞丛至副数授(逝江太堂挝盘丕2委员4

2、：盆刚副数援(逝塑太堂挝牲丕!委员5：昌建国副数控(浙江太堂挝牡丕!答辩日期：．，9知f，-冷浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迸’江盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：互哆签字日期：刈年3月f『日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解盘’江盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论

3、文被查阅和借阅。本人授权．逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：互虞厶导师签名：马向15日签字日期：纱}f年3月f1日签字日期：驯年)月I『日氧沉淀且空位浓度的深度分布可以受控。虽然高温RTP对轻掺直拉硅片氧沉淀的影响规律已经得到很好的阐明，但这些规律是否适用于重掺直拉硅片还不清楚。此外，实验发现氮气氛下的高温RTP对直拉硅片氧沉淀的增强作用强于氩气氛下的高温RTP，但其机理还没有彻底清楚。本文研究了高温RTP对重掺砷直拉硅片氧沉淀的影响；研究

4、了硅片在氮气氛下高温RTP过程中氮原子的内扩散行为，其目的在于理解氮气氛下的高温RTP对直拉硅片氧沉淀增强作用的机制。此外，还研究了氮气氛下高温RTP引入的氮杂质对硅片机械强度的影响。本文取得了如下主要结果：(1)对比研究了未经高温RTP和经过1100．1250℃下的RTP预处理的重掺砷直拉硅片在经历后续低温(450，650或800℃)处理4小时和高温(1000℃)处理16小时的氧沉淀情况。研究发现，RTP预处理可以明显促进重掺砷硅片中氧沉淀的形成，并且该促进作用在800℃形核时表现得最为明显，但650。C仍是氧沉淀的最易形核温度。根据这些结果，阐明了重掺砷直拉硅片在不同低温下的氧

5、沉淀形核机制及高温RTP对氧沉淀形核的影响。(2)对比研究了未经过RTP和经过1250℃的RTP预处理的普通和掺氮的重掺砷直拉硅片在经历后续低温(450，650或800℃)处理4小时和高温(1000℃)处理16小时的氧沉淀情况。研究表明，无论是否经过RTP预处理，氮杂质都能促进重掺砷直拉硅片的氧沉淀。未经过RTP预处理时，普通和掺氮样品中氧沉淀的最易形核温度为650。C，并且氮在650℃对氧沉淀形核的促进作用最为明显；当经过RTP预处理后，普通重掺砷硅片中氧沉淀的最易形核温度为650。C，而掺氮的重掺砷硅片中氧沉淀的最易形核温度为800℃，并且氮在800℃对氧沉淀形核的促进作用最为

6、明显。(3)研究了氮气氛下高温RTP过程中氮杂质在硅片中的内扩散过程。研究发现，在1150．1250℃的RTP过程中，氮杂质在硅片中发生了显著的内扩散，氮浓度随RTP温度的升高而增加。经过1250。C／90s的RTP后，扩散到硅片表面区域的氮杂质的浓度可达l×1016cm一，而扩散至深度为1001．tm处的氮杂质的浓度为5×1015cm～。研究还表明，在1250"(2进行30．90s的RTP时，氮杂质浓度随时间增加而升高。X光电子谱研究表明，RTP中的卤钨灯光照促进了硅片表面的氮化。与此同时，RTP的高温过程中硅片表面处的．Si-N．键被分解，从而使氮原子向硅。也AbstractR

7、apidthermalprocessing(RTP)，asanagilemanufacturingmeans，hasbeenwellemployedininternalgettering(IG)processofCzochralski(Cz)siliconinthepastdecade．TheessentialreasonforthisiSthatthevacanciesinducedbyhightemperatureRTPcarlenhanceoxygenpreci