快中子辐照直拉硅中氧沉淀及诱生缺陷研究

论文摘要

本文中利用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、光学显微镜和透射电子显微镜(TEM)观察的方法,研究了辐照剂量、退火条件等因素对快中子辐照直拉硅(CZSi)中氧沉淀及诱生缺陷形成的影响。由于高温退火过程中氧沉淀的生成,辐照样品的常温红外光谱中间隙氧吸收峰向低频端宽化。低温下,宽化的位置分裂出对应于球状氧沉淀和八面体氧沉淀的吸收峰,另外还出现了对应于盘状氧沉淀的吸收峰。快中子辐照直拉硅经高温退火后体内产生了大量氧沉淀诱生的体层错和位错以及辐照引入缺陷诱生的位错环。随着退火时间的延长,氧沉淀诱生层错逐渐长大,同时伴随有新的层错产生。位错环的腐蚀形貌由多条位错线组成,随着退火时间的延长,其形貌变为由一条位错线组成的半环形。延长退火时间,缺陷密度增加。利用TEM观察到多面体氧沉淀,其体内氧原子与硅原子之比为1. 5。首次将快速热处理(RTP)引入到快中子辐照直拉硅的内吸杂工艺中。研究了不同的RTP条件对快中子辐照硅中体缺陷和清洁区的影响。实验发现,RTP未能改变快中子辐照直拉硅中氧沉淀的进程。快中子辐照在硅中引入了大量的空位型缺陷,使快中子辐照直拉硅样品的RTP行为不同于普通直拉硅样品。随着RTP温度的升高,辐照样品中清洁区宽度逐渐变窄。经历氮气氛预处理的辐照样品中有一定宽度的清洁区形成。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1-1 引言
• 1-2 文献综述
• 1-2-1 直拉硅中氧的性质及作用
• 1-2-2 氧在硅中的扩散
• 1-2-3 氧沉淀
• 1-2-4 直拉硅的本征吸除效应
• 1-2-5 直拉硅的中子辐照
• 1-3 本文主要研究内容
• 第二章 样品与实验方法
• 2-1 样品的处理
• 2-2 主要实验设备
• 2-2-1 快速热处理（RTP）炉
• 2-2-2 傅立叶红外光谱仪（FTIR）
• 2-2-3 透射电子显微镜（TEM）
• 2-3 缺陷的腐蚀
• 第三章 快中子辐照直拉硅中氧沉淀的FTIR研究
• 3-1 引言
• 3-2 实验过程
• 3-3 结果与讨论
• 3-3-1 快中子辐照直拉硅中氧沉淀的常温红外光谱研究
• 3-3-2 快中子辐照直拉硅中氧沉淀的低温红外光谱研究
• 3-4 小结
• 第四章 快中子辐照直拉硅中氧沉淀及诱生缺陷的形貌
• 4-1 引言
• 4-2 辐照样品解理面缺陷的光学显微镜观察
• 4-2-1 实验过程
• 4-2-2 实验结果与讨论
• 4-3 快中子辐照直拉硅中氧沉淀的TEM观察
• 4-3-1 实验结果
• 4-3-2 分析与讨论
• 4-4 小结
• 第五章 快速热处理对快中子辐照直拉硅中氧沉淀的影响
• 5-1 引言
• 5-2 实验过程
• 5-3 实验结果与讨论
• 5-3-1 RTP对快中子辐照直拉硅中氧沉淀进程的影响
• 5-3-2 RTP对快中子辐照直拉硅中清洁区宽度的影响
• 5-4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果