用傅立葉變換紅外光譜(FTIR)研究直拉單晶硅中氧氮雜質(zhì).pdf

1、氧和氮是直拉硅單晶中非故意摻雜的重要雜質(zhì),它們顯著影響直拉硅單晶的性能。傅立葉變換紅外光譜(FTIR)是研究上述兩種雜質(zhì)在直拉硅單晶中行為的有效手段。本文的主要工作就是利用FTIR研究了直拉硅單晶中氮氧復(fù)合體的形成與消失、氮雜質(zhì)在高溫下的內(nèi)擴(kuò)散、高壓下氧熱施主的行為以及重?fù)戒R硅單晶中氧濃度的測(cè)量,得到了如下主要結(jié)論:
　　 1.具有電活性的氮氧復(fù)合體在650℃熱處理時(shí)形成,在初始階段由氮對(duì)和間隙氧原子形成NNO復(fù)合體,隨著熱處理

2、時(shí)間的延長(zhǎng),NNO復(fù)合體與間隙氧結(jié)合生成NNOx(x≥2)復(fù)合體,直至氮對(duì)幾乎被耗盡。上述過(guò)程的逆過(guò)程,即氮氧復(fù)合體完全分解成氮對(duì)和間隙氧,在普通爐退火時(shí)需經(jīng)1200℃熱處理1h后完成,而在快速熱處理(RTP)時(shí)僅需在1000℃維持10s后即可完成。
　　 2.在氮?dú)夥障缕胀t處理時(shí),氮在直拉單晶硅中發(fā)生明顯內(nèi)擴(kuò)散的最低溫度為1150℃,而在氮?dú)夥障翿TP時(shí),在1050℃時(shí)即可發(fā)生氮的內(nèi)擴(kuò)散。在相同的溫度下,RTP導(dǎo)致的氮內(nèi)擴(kuò)散

3、飽和所需的時(shí)間比普通爐處理情況下的要短得多。上述現(xiàn)象可能與RTP的紫外光輻射有關(guān)。
　　 3.重?fù)戒R硅單晶中氧濃度的FTIR測(cè)量至今尚未解決,雖然本文亦未能最終解決這一問(wèn)題,但通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)低溫中紅外吸收光譜中與氧相關(guān)的1115cm-1到1140cm-1吸收峰的積分面積與樣品的厚度幾乎無(wú)關(guān),這一面積或許可以作為計(jì)算氧濃度的依據(jù)。不過(guò),相應(yīng)的轉(zhuǎn)換系數(shù)仍有待確定。
　　 4.高壓(0.1-1GPa)熱處理對(duì)與氧相關(guān)的熱雙施主(