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快速热处理(RTP)对大直径直拉单晶硅中氧沉淀的影响

林磊

  近年来,快速热处理(Rapid thermal processing,RTP)已经用于控制直拉硅单晶的生产和研究。世界著名的硅材料供应商—美国的MEMC提出了一种基于RTP的所谓的“魔幻洁净区”(Magic Denuded Zone,MDZ)技术,其基本思想就是利用RTP在硅片中形成浓度从表面到体内逐步升高的空位分布,利用空位来控制后续热处理中氧沉淀,从而在硅片体内形成高密度的氧沉淀而在近表面形成洁净区。可以认为MDZ技术是具有里程碑式的意义,在它背后还蕴涵了一个基本的科学问题,即:空位是如何影响氧沉淀的?本文就这个基本问题进行了一系列的研究,得到了一些有意义的结果。研究了不同温度的RTP对直拉(CZ)硅片在两步(低-高)退火中氧沉淀的影响,结果表明:对于两步退火来说,RTP引入的空位参与了氧沉淀核心的形成,因而促进了随后高温热处理中的氧沉淀;特别是在实验中发现:样品经过两步退火后的氧沉淀量与RTP处理的温度呈正相关关系。研究了经过RTP处理过的直拉硅片在低温和中温(650℃,750℃,850℃和950℃)下长时间处理的氧沉淀行为,分析表明:由RTP引入的空位能促进这些温度下氧沉淀核心的形成。研究了经过RTP处理过的直拉硅片在高温(1050℃)下长时间处理的氧沉淀行为,结果表明:在高温下,空位没有参与氧沉淀的成核,而是显著加速了早期的氧沉淀,但是它没有增加长时间处理后的氧沉淀量。特别是,经过高温长时间热处理后,与未经RTP预处理的直拉硅片相比,经RTP预处理过的直拉硅片具有更低密度的氧沉淀,尽管它与前者具有相同的氧沉淀量。进一步的分析表明:这是由于在RTP预处理阶段,直拉硅片中的一部分原生氧沉淀被消除。在论文的最后,还研究了快速热处理对直拉硅中氧沉淀消融的作用,发现用快速热处理在较短的时间内就可以消除直拉硅片中的部分氧沉淀,这表明热处理温度是氧沉淀消融的最主要的决定因素。……   
[关键词]:;氧沉淀;快速热处理
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2004年