重掺杂硅单晶中氧的研究

摘要

该文重掺杂硅单晶中氧的定量测试，热过程中氧沉淀行为等的研究，得出如下结论:1.在国内外首次采用合法弹性前冲分析技术(CERDA)，以能量为27.4MeV的<'12>C作为入射粒子，计算出实验条件下的散射截面及有效电荷后，利用散射粒子<'12>C的能谱，定量测量了重掺杂硅单晶中的氧含量;2.通过化学热力学计算和掺杂原子在硅晶格中引起的应变分析，首次提出了重掺锑硅单晶中氧含量下降的原因，是离子半径较大的锑元素的大量掺入，在硅晶格中引起了较大应变，降低了氧在硅中的固溶度;3.重掺杂硅单晶在热过程中氧沉淀行为研究表明，沉淀形态依赖于热处理温度，而与掺杂剂种类无关;4.建立了一个与掺杂剂有关的氧沉淀成核模型，很好地解释了掺杂剂对重掺杂硅单晶中氧淀成核的影响。该文从经典成核理论出发，考虑到沉淀成晶核界面的挂键，对经典同质成核理论进行了修正，推导出成核临界半径与掺杂剂的关系式，很好地解释了有关实验事实。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章前言

第二章文献综述

摘要

2.1引言

2.2直拉硅单晶中氧的基本性质

2.2.1氧的来源

2.2.2硅单晶中氧的结合及分凝

2.2.3氧的固溶度

2.2.4氧的扩散

2.3普通直拉硅单晶中氧沉淀的性质

2.3.1氧沉淀的形态

2.3.2氧沉淀的成核长大

2.4重掺杂硅单晶中氧及氧沉淀

2.4.1重掺杂硅单晶中氧含量

2.4.2重掺杂硅单晶中氧含量测量技术

2.4.3重掺杂硅单晶中氧沉淀行为

2.4.4掺杂剂对重掺杂硅单晶中氧沉淀的影响

2.4.5掺杂剂对重掺杂硅单晶中氧沉淀影响的几种模型

2.5氧沉淀的观测

2.5.1红外吸收光谱技术

2.5.2腐蚀显示技术

2.5.3电子显微技术

2.6本工作主要研究内容

参考文献

第三章符合法弹性前冲分析技术测定重掺杂硅单晶中氧含量

摘要

3.1引言

3.2符合法弹性前冲分析（CERDA）测量原理

3.2.1弹性前冲探测分析运动学

3.2.2元素含量计算公式的推导

3.2.3能谱的分析

3.3 CERDA测量重掺杂硅单晶中氧含量实验与结果

3.3.1样品制备

3.3.2实验条件

3.3.3计算能谱的选择

3.3.4实验数据与氧含量的计算

3.4影响因素与分析

3.5小结

参考文献

第四章掺杂剂对重掺杂硅单晶中氧含量的影响

摘要

4.1引言

4.2化学热力学分析

4.3掺杂剂对氧在硅单晶中结合的影响

4.4小结

参考文献

第五章重掺杂硅单晶中氧沉淀行为的研究

摘要

5.1引言

5.2样品制备

5.3氧沉淀形成速率

5.3.1化学腐蚀显微观察

5.3.2 X射线双晶衍射分析

5.4氧沉淀形态

5.4.1实验条件

5.4.2实验结果及分析

5.5掺杂剂对重掺杂硅单晶中氧沉淀成核的影响

5.5.1经典同质成核理论

5.5.2重掺杂硅单晶中氧沉淀成核模型

5.6小结

参考文献

第六章结论

在读期间发表论文