快速熱處理(RTP)對(duì)大直徑直拉單晶硅中氧沉淀的影響.pdf

1、近年來,快速熱處理(Rapid thermal processing,RTP)已經(jīng)用于控制直拉硅單晶的生產(chǎn)和研究.世界著名的硅材料供應(yīng)商—美國的MEMC提出了一種基于RTP的所謂的"魔幻潔凈區(qū)"(Magic Denuded Zone,MDZ)技術(shù),其基本思想就是利用RTP在硅片中形成濃度從表面到體內(nèi)逐步升高的空位分布,利用空位來控制后續(xù)熱處理中氧沉淀,從而在硅片體內(nèi)形成高密度的氧沉淀而在近表面形成潔凈區(qū).可以認(rèn)為MDZ技術(shù)是具有里程碑式

2、的意義,在它背后還蘊(yùn)涵了一個(gè)基本的科學(xué)問題,即:空位是如何影響氧沉淀的?該文就這個(gè)基本問題進(jìn)行了一系列的研究,得到了一些有意義的結(jié)果.研究了不同溫度的RTP對(duì)直拉(CZ)硅片在兩步(低-高)退火中氧沉淀的影響,結(jié)果表明:對(duì)于兩步退火來說,RTP引入的空位參與了氧沉淀核心的形成,因而促進(jìn)了隨后高溫?zé)崽幚碇械难醭恋?特別是在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):樣品經(jīng)過兩步退火后的氧沉淀量與RTP處理的溫度呈正相關(guān)關(guān)系.研究了經(jīng)過RTP處理過的直拉硅片在低溫和中溫(

3、650℃,750℃,850℃和950℃)下長(zhǎng)時(shí)間處理的氧沉淀行為,分析表明:由RTP引入的空位能促進(jìn)這些溫度下氧沉淀核心的形成.研究了經(jīng)過RTP處理過的直拉硅片在高溫(1050℃)下長(zhǎng)時(shí)間處理的氧沉淀行為,結(jié)果表明:在高溫下,空位沒有參與氧沉淀的成核,而是顯著加速了早期的氧沉淀,但是它沒有增加長(zhǎng)時(shí)間處理后的氧沉淀量.特別是,經(jīng)過高溫長(zhǎng)時(shí)間熱處理后,與未經(jīng)RTP預(yù)處理的直拉硅片相比,經(jīng)RTP預(yù)處理過的直拉硅片具有更低密度的氧沉淀,盡管它與