低温退火对重掺砷直拉硅片的氧沉淀形核的作用

摘要

通过对比研究重掺砷直拉硅片和轻掺n型直拉硅片经过低温(450-800℃)和高温(1000℃)两步退火的氧沉淀行为,阐明了低温退火对重掺掺砷直拉硅片的氧沉淀形核的作用.研究指出:重掺砷硅片在450℃和650℃退火时的氧沉淀形核比在800℃退火时更显著,这与轻掺硅片的情况截然相反;此外,与轻掺硅片相比,重掺砷硅片在450℃和650℃退火时氧沉淀的形核得到增强,而在800℃退火时氧沉淀的形核受到抑制.分析认为,重掺砷硅片在450℃和650℃退火时会形成砷-空位-氧(As-V-O)复合体,它们促进了氧沉淀的形核;而在800℃退火时As-V-O复合体不能稳定的存在而缺少氧沉淀形核的前驱体,并且重掺砷会导致硅晶体中的晶格压应力,因此氧沉淀形核被显著地抑制.实验还表明,在重掺砷硅片中掺入氮杂质可以促进低温退火时的氧沉淀形核,这种促进作用在800℃退火时表现得更加明显,这与氮引入的异质形核中心有关.