微氮直拉硅单晶中氮杂质的施主行为

氮杂质在微氮直拉硅单晶中引入了不同于热施主（ＴＤ）和新施主（ＴＮＤ）的氮关施主（ＮＲＤ）（ｎｉｔｒｏｇｅｎ－ｒｅｌａｔｅｄｄｏｎｏｒ）．其形成于５００～９００℃，６００℃左右最为活跃．短时间热处理时，ＮＲＤ的形成与消除具有可回复性，并与氮—氮对的可逆变化──对应．随热处理时间的延长，可逆行为逐渐消失．硅中的氮最终固化于稳定的微沉淀态．     

微氮硅单晶中新施主的形成特性

借助于电学测量和低温（８Ｋ）红外分析技术，研究了微氮硅单晶中新施主的形成特性在６５０℃长时间热处理后，微氮硅单晶不产生新施主，其中氮破坏了新施主的可能形核中心低温４５０℃预退火能促进新施主生成，而高温１０５０℃预退火样品则同样没有新施主生成．     

微氮硅中热施主和浅热施主的低温远红外研究

利用低温（８Ｋ）远红外吸收技术，研究了硅单晶中氮杂质对热施主及浅热施主形成的影响，指出氮原子有抑制硅中热施主形成的能力，而微氮硅中的浅热施主和氧－氮复合体直接相关。     

硅中的氮氧复合物及其施主行为

含氮ＣＺ硅的电学性能完全有别于含氮的ＦＺ硅和无氮的ＣＺ硅,研究表明,含氮ＣＺ硅能形成一种与氮有关的新施主,它随氮氧复合物的形成而形成,随氮氧复合物的消失而消失．文章进一步研究了氮—新施主的结构模型,并对氮—新施主的形成和消除与热处理条件的关系进行了探讨．     

微氮硅单晶热处理性质研究

实验对微氮硅单晶进行了不同温度、时间、时序的热处理研究，着重调查了硅晶体中氮杂质浓度在热处理时的变化．实验指出，热处理时氛浓度的下降取决于样品热历史，热处理温度及其它杂质的影响，实验发现微氮样品高温热处理时，氮浓度消失，低温再退火时氮浓度重新回升，以及碳杂质抑制氮浓度下降的新事实，并结合红外吸收光谱的研究，提出微氮硅单晶中存在稳定性不同的二种氧氮复合体的观点．     

气氛掺氮直拉硅单晶中氮关施主的光热电离光谱研究

以光热电离光谱方法指证了减压充氮气氛下生长的微氮直拉硅单晶中的氮关浅施主NRD（NitrogenRelatedDonor）．确认NRD的形成温区为300～800℃，900℃以上退火将被不可逆消除．指出NRD可能有N－O复合体和氧凝聚态浅施主两种形式，各有不同的热处理行为．     

微氮硅单晶中氧沉淀

实验研究了微氮硅单晶在７００℃，１０５０℃单步退火及二步退火的氧沉淀，指出碳、氮杂质对低温退火生成的氧沉淀有明显促进作用，而对中温退火的氧沉淀基本没有影响，主要取决于原始氧浓度，实验还研究了低温预退火促进氧沉淀及氧沉淀延迟现象，探讨了碳氮杂质在氧沉淀中的作用。     

微氮硅单晶中的热受主

本文研究了微氮硅单晶在经历不同温度热处理时电阻率的变化,发现在700℃以上退火时,n型微氮硅单晶的电阻率首先上升,随后逐渐下降,保持一稳定值,而p型微氮硅单晶的电阻率变化则相反.实验证明微氮硅单晶在 7 00℃以上退火时,产生了热受主(T A),其浓度可达 2 ×10~(14)个/cm~3,它的产生是氧氮杂质共同作用的结果,可能是一种硅中氮氧复合物.     

硅中氮的电学行为的研究

用红外光谱等方法研究了硅中氮的电学行为．结果指出：氮对热施主无明显的促进和抑制作用；ＮＣＺＳｉ中不存在“热受主”，ＮＣＺＳｉ的电学性质上的特点是氮氧复合物施主；氮氧复合物及其施主呈现可逆性；ＮＣＺＳｉ的电阻率稳定化处理温度初步可选为９００℃．     

杂质锗对CZ－Si性能的影响

杂质锗对ＣＺ－Ｓｉ性能的影响张维连，刘彩池，王志军，冀志江（河北工学院材料研究中心天津３００１３０）摘要ＣＺ－Ｓｉ中掺入等价元素Ｇｅ后能有效地抑制氧施主的形成速率和降低氧施主最大浓度，提高硅片的机械强度．对其机理进行了简要的探讨．ＰＡＣＣ：８１４０，...     

CZNTD Si中氧碳对缺陷-杂质复合体行为的影响

本文研究了CZNTD Si中氧碳和缺陷-杂质复合体的热处理行为.分析了辐照和退火中的氧碳沉淀、缺陷-杂质复合体的形成、演变与施主的关系.确定了辐照施主是很少的,而主要是退火中形成的新施主,并且碳对这种施主起着强烈的促进作用.     

退火直拉硅中小于10nm的微缺陷

直拉硅中氧的浓度高达10~(18)at/cm~3,在器件工艺的热处理过程中,会产生氧的沉淀或形成硅氧团(SiO_x)。经过650℃下较长时间热处理所形成的与氧有关的缺陷,在表观上起施主陷阱中心的作用,引起硅片电阻率的漂移,影响器件的阈值电压,降低VLSI的成品率。近些年来,人们越来越注重研究施主陷阱的产生及其微观结构。这一方面是由于VLSI生产向低温工艺发展后,不可避免地会遇到施主陷阱问题,另一方面,新近的研究表明,在较低温度退火中形成的施主陷阱或硅氧团,在器件的后续工艺中,会成为氧进一步沉淀的核心,促进了更为复杂的沉淀物一位错络合物(PDC)的形成。因此研究在较低温度(例如650℃左右)热处理所形成的微缺陷的性质、结构及其它杂质对它生成的影响,无疑对弄清硅中与氧有关施主陷阱的本质,对改善用于VLSI器件的材料性能,都会具有十分重要意义的。     

高温快速热处理对硅中热施主的影响

研究了不同气氛(N2、O2、Ar)下高温快速热处理(RTP)对热施主形成和消除特性的影响.研究发现无论在何种气氛下进行高温RTP,对热施主的形成均无影响.扩展电阻的分析结果表明,热施主在硅片纵向的分布是均匀的.根据高温RTP后硅片的空位特征,认为点缺陷对热施主的形成特性无影响.同时研究了高温RTP预处理对热施主消除特性的影响,发现氧气和氩气高温RTP的样品其生成的热施主经过650℃退火即可消除,和普通的热施主消除特性相同.而N2气氛下高温RTP的样品,650℃退火后仍有部分施主存在,经950℃退火才能彻底消除,这可能是由于RTP处理中发生氮的内扩散,在后续热处理中形成氮氧复合体浅施主中心所致.     

p型微氮直拉硅中氧施主的电学特性

研究了p型含氮以及不含氮直拉(CZ)硅中热施主(TD)以及氮氧(N-O)复合体的电学性质.硅片在350～850℃范围进行不同时间的退火后,利用四探针和通过室温傅里叶红外光谱(FTIR)分别测量其载流子浓度和间隙氧浓度的变化.实验结果表明:p型含氮直拉硅(NCZ)中热施主的电学特性基本与n型NCZ硅相同,但N-O复合体的消除温度明显低于n型NCZ硅,这是由于p型NCZ硅中硼促进了N-O复合体的消除.     

p型微氮直拉硅中氧施主的电学特性

研究了p型含氮以及不含氮直拉(CZ)硅中热施主(TD)以及氮氧(N-O)复合体的电学性质.硅片在350～850℃范围进行不同时间的退火后,利用四探针和通过室温傅里叶红外光谱(FTIR)分别测量其载流子浓度和间隙氧浓度的变化.实验结果表明:p型含氮直拉硅(NCZ)中热施主的电学特性基本与n型NCZ硅相同,但N-O复合体的消除温度明显低于n型NCZ硅,这是由于p型NCZ硅中硼促进了N-O复合体的消除.     

热处理硅中的新施主(Ⅰ)

本文研究了LSI常用的p型CZ硅单晶经700℃热处理后产生的新施主。它与经450℃热处理后产生的热施主相似,都与杂质氧有十分密切关系。但是,新施主又具有很不相同的热处理特性,它的生成率比热施主慢。经长时间(100小时)热处理后,新施主的最高浓度为10~(16)cm~(-3),而且杂质碳能促进新施主的产生。关于新施主产生的机理问题也进行了扼要讨论。     

掺铒硅光致发光激子传递能量机制

铒离子在硅中呈现弱施主特性,O、Er双掺杂可提高施主浓度两个数量级.氧杂质与铒离子形成复合体,其施主能级可能是铒离子发光能量转换的重要通道.提出了掺铒硅光致发光激子传递能量模型,建立了发光动力学速率方程,并进行了详细推导.发光效率与光激活铒离子浓度、激发态寿命及自发辐射寿命等因素有关.指出铒离子-束缚激子复合体的热离化和激发态铒离子能量反向传递是引起铒离子发光温度猝灭的主要原因.拟合PL测量实验结果表明：它们对应的激活能分别为6.6meV和47.4meV.     

掺铒硅光致发光激子传递能量机制

铒离子在硅中呈现弱施主特性 ,O、Er双掺杂可提高施主浓度两个数量级 .氧杂质与铒离子形成复合体 ,其施主能级可能是铒离子发光能量转换的重要通道 .提出了掺铒硅光致发光激子传递能量模型 ,建立了发光动力学速率方程 ,并进行了详细推导 .发光效率与光激活铒离子浓度、激发态寿命及自发辐射寿命等因素有关 .指出铒离子 -束缚激子复合体的热离化和激发态铒离子能量反向传递是引起铒离子发光温度猝灭的主要原因 .拟合 PL测量实验结果表明 :它们对应的激活能分别为 6.6me V和 47.4me V.     

霍尔测试估计含氮直拉硅单晶中的氧施主

本文对含氮ＣＺ硅单晶中的氧施主进行了探讨，测试样品是６５０℃下处理的含氮ＣＺ硅单晶在７００℃的温度下继续热处理。通过变温霍尔测试发现，材料中除了热施主外，还存在一种浅施主能级。这种浅施主在６５０℃下不能完全消除，７００℃下继续处理浓度减少而引起电阻率上升。     

NTDCZSi中辐照施主的研究

本文对中子嬗变掺杂直拉硅(NTDCZSi)中辐照施主(ID)的退火行为和性质进行了研究,并探讨了不同中子辐照剂量和氧、碳含量对辐照施主形成的影响。首次报道了低于750℃热处理所产生的施主平台现象,并分别利用低温Hall测量和透射电镜对其进行了研究。结果表明,ID在禁带中产生～20meV的浅施主能级,其电活性起源于硅和二氧化硅沉淀的界面态。