CZ硅单晶中氧含量轴向分布的测试研究

本文双ＣＺ硅单晶中氧含量的测试实验中找出了我厂４英寸电路级ＣＺ硅单晶中氧的轴向分布规律，为生产检测中按规定氧含量切割单晶提供了准确的实验数据。另外，本文还对影响ＣＺ硅单昌氧含量及轴向分布的因素作了初步的探讨。     

直拉重掺硼硅单晶的研究进展

系统介绍了直拉重掺硼(B)硅单晶研究的最新进展。主要内容包括重掺B硅单晶的基本性质，利用重掺B籽晶进行无缩颈硅单晶生长技术，重掺B硅单晶的机械性能，重掺B硅单晶中的氧和氧沉淀，以及B的大量掺杂与大直径直拉硅单晶中空洞型(Void)原生缺陷的控制关系。在此基础上，探讨了当前直拉重掺B硅单晶生产和研究中存在的主要问题。     

热处理对掺镓直拉单晶硅中缺陷及少子寿命的影响

抑制p型单晶硅太阳能电池的光致衰减现象是光伏科技领域的热点和难点。掺镓直拉硅单晶工艺的突破以及在晶硅电池上的应用破解了这一难题,成功地抑制光致衰减。因为镓原子与硼原子共价半径的差异以及在太阳能电池制备过程中单晶硅片仍会经历不同条件的热处理,所以探究不同热处理条件对掺镓单晶硅中缺陷以及少子寿命的影响是非常有必要的。本文使用专利工艺技术制备掺镓硅单晶,并对掺硼和掺镓两种不同单晶硅片进行不同温度和时间的退火实验,对比分析不同样品的氧含量和少子寿命。结果发现:退火温度的升高、时间的延长以及预热处理都会降低两种硅片中的间隙氧含量以及少子寿命,同时促进了两组硅片中氧沉淀的形成。通过两组不同硅片对比表明,在相同条件下的退火处理,原子半径差异导致掺镓硅单晶硅的间隙氧含量下降速度更快,易形成更多的氧沉淀。     

氧含量对硅片机械强度的影响

采用氧含量不同的直拉和区熔硅单晶,进行三点弯法测抗弯强度,研究硅中氧含量对硅片强度的影响。     

直拉硅单晶热处理过程中氧及碳的行为

本文研究了CZ硅单晶在热处理过程中碳对产生氧施主和加快氧沉淀的作用。实验证实了碳在450℃时能抑制热施主的产生,在750℃时碳能促使生成新施主。在1050℃时由于碳的存在加快了氧的沉淀。实验结果认为CZ硅单晶氧含量小于8×10~(17)cm~(-3)时电阻率的热稳定性较好。     

纵向磁场拉制硅单晶的工艺研究

用常规CZ法拉制的硅单晶质量与VLSI对材料的要求有较大差距。MCZ法可以抑制硅熔体的热对流,因而改变了硅单晶的氧含量和其他性能。作者采用VMCZ法详细地研究了磁场对硅熔体波动、温度起伏的影响,进而研究了磁场对热场分布、磁场对硅单晶中杂质的分布、磁场对硅单晶中氧、碳含量、磁场对硅单晶中微缺陷等的影响。发现:VMCZ的结果与资料报导的HMCZ数据相比有较大差别。通过调整拉晶参数也只能有限度地改善硅单晶的性能。     

VLSI时代CZ硅单晶工艺的新课题

VLSI 用硅片几乎全部由 CZ 法(切克芬斯基法)制备。CZ 法硅单晶中将有来自石英坩埚的氧混入,故可以利用 IG 效应。所以,用 CZ 法能否在拉制的长度方向上和截面内把氧含量控制在一定范围内,是个关键。当前 CZ 硅单晶的主要研究方向有如下几点:     

RH高效深度脱碳与协同脱氧关键技术

围绕IF钢RH精炼高效深度脱碳与协同脱氧目标，从RH精炼碳氧热力学入手，分析了RH脱碳与协同脱氧的可行性和策略；从脱碳反应动力学入手，分析了不同脱碳阶段高效脱碳策略。同时，研究了RH强制脱碳、吹氧流量与枪位控制等高效脱碳与控氧协同技术，以及真空压降控制、循环流量优化、真空罐内部吹氩强化脱碳等RH精炼高效脱碳关键技术和RH精炼脱碳终点氧含量控制、顶渣氧化性控制等控氧关键技术，进一步提出通过上述技术集成应用实现RH高效深度脱碳与脱氧的协同策略。     

氧沉淀对直拉硅单晶硬度的影响

研究了氧沉淀对直拉(CZ)硅单晶维氏硬度的影响.研究表明,在发生一定程度氧沉淀的情况下,硅单晶的硬度会由于氧沉淀导致的间隙氧浓度的降低而减小,此时间隙氧原子的固溶强化作用对硅单晶硬度具有显著的影响;而当氧沉淀足够显著时,由于氧沉淀的密度和尺寸较大,氧沉淀在硅单晶中的第二相强化作用得以显现,此时硅单晶的硬度不随间隙氧浓度的降低而减小,反而有较为显著的提高.     

大规模集成电路用硅单晶

本文简要介绍了美、日集成电路发展水平以及硅单晶的质量、直径大型化、等径化的进展情况。并结合国内情况指出了LSI对硅材料的质量要求。硅单晶电阻率的径向不均匀性将决定器件的最小尺寸、金属杂质将导致器件性能恶化、微缺陷、氧含量与LSI质量密切相关。文内对于利用氧沉淀的本征吸杂和作为LSI工艺中的头道工序——硅片加工的质量要求也作了扼要介绍。     

直拉法生长的硅单晶中碳氧平衡

硅中碳和氧是重要的非金属杂质,它们对硅单晶的性质有着重要影响。硅中碳、氧浓度关系引起了国内外的重视。本文利用已有的研究成果,从物理化学的角度,进一步提出了硅中碳氧平衡模型,用实验证实了这一平衡的存在,并为降低和控制硅中碳、氧含量进行了实验研究。     

氮化铝陶瓷中氧质量分数及其分布的测定

氮化铝陶瓷以其优异的导热性能成为集成电路、半导体及大功率器件的重要封装材料，然而杂质氧含量（质量分数）直接影响着氮化铝陶瓷的导热性能。准确测定氮化铝陶瓷内氧含量（质量分数）及其分布十分重要。在惰性熔融红外吸收法基础上，对氮化铝陶瓷中不同形式氧含量分析方法进行了研究。通过步进式升温模式对样品中的表面吸附氧、晶界氧和晶格氧的氧含量进行分开测定，探讨了坩埚、裕料的选择及测试过程对结果的影响，分析了石墨粉含量对晶界氧的释放作用，最终优化了升温程序、加粉顺序以及称样量。通过氮化铝陶瓷样品多次平行试验对测定方法的准确性进行了验证，实测晶界氧和晶格氧含量的相对标准偏差分别为4.5%、8.5%，能够满足相关科研要求。     

密闭热系统中拉制硅单晶

本文介绍采用密闭热系统拉晶工艺拉制硅单晶的情况。试验表明：密闭拉晶不仅有利于减少电耗和氢气消耗，而且可有效地降低硅单晶的氧含量和热氧化层错密度。文中还对密闭系统的材料、形状、放置及作用作了具体描述。     

水平磁场对熔体热对流抑制作用的理论分析

在直拉硅单晶生长过程中,熔体热对流对单晶质量有很大影响。一方面,热对流引起的温度波动可引起生长速率的变化,因晶体回熔而引入微缺陷,降低单晶的均匀性;另一方面,热对流将直接影响单晶中的间隙氧含量,并进一步影响到随后的氧沉淀形成。因此,在单晶生长过程中如何控制或抑制熔体的热对流越来越受到重视。     

日本研究提高硅单晶少子寿命的最新进展

众所周知,硅单晶中的少子寿命是评价硅单晶质量的重要参数之一,因而找出影响少子寿命的主要因素,从而提高少子寿命是一个具有重要意义、又很热门的课题。最近日本电报和电话大众公司发表了一篇科研报告,介绍少子寿命是与硅单晶中的氧沉淀密切有关,并深入地定量讨论了它们之间的关系。在直拉硅单晶中,由于氧浓度较高,所以硅单晶在生长后的冷却过程中或以后的热     

转炉钢水氧含量变化规律的研究

转炉钢水中的氧含量直接影响合金收得率和钢水的质量。采用钢水定氧技术测定转炉炼钢过程中各工序的氧含量，通过实验找出了炼钢流程中钢水中氧含量的变化规律，用它来指导炼钢各生产过程中的操作，从而提高钢的质量，降低钢的生产成本。     

直拉硅单晶时旋转磁场的获得

一、引言大规模和超大规模集成电路的发展,对硅单晶质量提出了越来越高的要求。直拉硅单晶中的杂质氧,使晶体在生长或器件制造的热处理过程中,产生堆垛层错、位错环和硅氧沉淀等缺陷。另一方面,氧化物沉淀引入的位错对表面沾污有本征吸杂的作用。因此硅中氧浓度是单晶质量的重要标志。一般直拉硅单晶中的氧浓度都超过1×10~(18)原子/厘米~3,而且单晶头部含量高于尾部。纵向     

硅中的点缺陷的控制和利用

介绍依靠拉晶速度和固液界面处的轴向温度梯度之比，影响空位和自间隙原子在直拉硅单晶中的分布。合理设计热场分布，减少直拉硅单晶中的缺陷。低剂量氧离子注入能降低SIMOX硅片项层硅中的间隙原子浓度，从而降低穿透位错的密度。最近开发了一种称为MDZ的内吸除新技术，通过快速热退火控制硅片中空位浓度的分布，从而得到理想的氧沉淀行为，实现了可靠、可重复的内吸除。     

炼钢

20管钢铸坯低倍缺陷控制；应用钢液定氧技术优化脱氧工艺；优质高碳钢高拉碳前期脱磷过程控制；中间包夹杂物的去除与控制新技术；微合金非调质钢的发展及现状；控轧控冷技术的发展和应用；降低轴承钢氧含量工艺探讨；镁基石灰复合钢水脱硫工艺生产实践。[编者按]     

直拉法生长硅单晶时采用减压工艺与气体导流

直拉硅单晶历来都是在真空或氩气氛条件下生长的。在真空中生长,有利于杂质挥发,但电阻率不易控制;在氩气氛条件下生长,则恰好相反,但需消耗大量氩气。特别在硅单晶生产进入大容量化之后,氩气的消耗是相当惊人的。如果高纯氩气的售价不能大幅度下降,硅单晶的成本也就无法降低。另外,直拉硅单晶工艺中用到石英坩埚。石英即二氧化硅,在熔硅与石英的反应中势必有大量氧被溶解,从而增加了硅单晶中的氧