直拉硅中亞穩(wěn)態(tài)缺陷的形成及其與氧的相互作用.pdf

1、本文對(duì)直拉硅樣品進(jìn)行了不同劑量的快中子輻照,在硅中引入大量的亞穩(wěn)態(tài)缺陷,研究這些亞穩(wěn)態(tài)缺陷的形成,并在較寬的溫度范圍內(nèi)對(duì)輻照樣品進(jìn)行了退火處理,研究退火后亞穩(wěn)態(tài)缺陷的轉(zhuǎn)化及同硅中氧的相互作用,應(yīng)用傅立葉變換紅外光譜技術(shù)(FTIR)、正電子湮沒(méi)技術(shù)(PAT)和掃描電鏡(SEM)進(jìn)行了測(cè)試.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,快中子輻照在硅晶格內(nèi)引入了大量的輻照缺陷,這些缺陷作為正電子的俘獲中心使得正電子湮沒(méi)平均壽命升高,當(dāng)輻照劑量高于1×10<'18>n.cm

2、<'-2>,正電子湮沒(méi)平均壽命不再升高.另外,快中子輻照對(duì)于直拉硅的間隙氧含量有很大影響,間隙氧含量隨著輻照劑量的增加而減少,這主要?dú)w于樣品中產(chǎn)生了大量的(V-O)復(fù)合體.在輻照硅中,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的紅外吸收峰,其波數(shù)為485cm<'-1>.該峰只與輻照有關(guān),對(duì)應(yīng)復(fù)雜輻照缺陷,400℃退火可以基本消除.同時(shí)快中子輻照后硅中產(chǎn)生V-O復(fù)合體等缺陷,在低于600℃、1小時(shí)的退火也難以消除,表明快中子輻照直拉硅中的氧相關(guān)缺陷更加復(fù)雜.正電子

3、湮沒(méi)技術(shù)測(cè)試證明,快中子輻照直拉硅中在大約600℃退火時(shí)產(chǎn)生的多空位缺陷具有較長(zhǎng)正電子壽命,可以使正電子平均壽命增加,當(dāng)樣品的正電子平均壽命達(dá)到最大時(shí)(360ps),其間隙氧含量降到一個(gè)極小值(4×10<'17>atoms/cm<'3>),這說(shuō)明氧參與了這些缺陷的形成.本文對(duì)快中子輻照直拉硅中的缺陷和氧的相互作用進(jìn)行了研究,快中子輻照促進(jìn)了直拉硅中的氧沉淀,與以往NTDCZSi研究結(jié)果相比,其促進(jìn)作用更加明顯.輻照缺陷在1100℃高溫?zé)?/p>