直拉硅单晶中微缺陷的特征及演变

直拉硅单晶抛光片经过高温氧化后,腐蚀显示出氧化诱生缺陷,包括漩涡缺陷和氧化层错(oxidation induced stacking faults,OISF),其形状和分布与单晶生长过程中形成的微缺陷有一定的对应关系。文章通过试验显示出漩涡缺陷的内部特征及OISF的密度变化,推测出其对器件性能产生的影响,并确定控制单晶质量的特征参数。

大直径FZSi中的微缺陷研究

经过化学—机械抛光后 ,用常规的检验旋涡缺陷的方法没有观察到旋涡缺陷的FZSi片 ,用高温热氧化法有时则可以观察到明显的旋涡状分布的条纹图形。使用FTIR、XPS、SEM能谱分析等手段的测量结果表明 ,这种旋涡状分布的图形与晶体中的掺杂剂 (磷、硼 )和杂质氧、碳以及重金属杂质没有明显的依赖关系 ,它是硅中点缺陷在晶体径向截面上呈不均匀条纹状分布的结果。本文对大直径FZSi中的旋涡缺陷的形成机理和消除方法进行了初步的探讨。

直拉单晶硅片“黑心”现象性质分析

对一种黑心片样品进行了分析。在确认黑心区为低少子寿命区的基础上,发现其电阻率明显偏高;发现黑心区经Secco刻蚀后,表面密布重叠圆形蚀坑,但与普通位错蚀坑有明显特征性区别;从其密度、形状与出现条件来看,它与电子半导体业中普遍报告的氧化堆垛层错(OSF)也不一致;进一步发现黑心区经Sirtle刻蚀后,表面呈现典型的大小明显不同的两种漩涡缺陷蚀坑,其密度明显低于上述Secco蚀坑。根据所得结果推测:黑心区主要密布一种性质上与普通位错相近,而所造成晶格畸变特征与范围不同于普通位错的晶格缺陷,它不属于已知的OSF微缺陷,而可能是一种由结晶生长过程中过饱和氧沉淀诱发形成的位错环;此外,黑心区还含有少量漩涡缺陷。

铝合金扁锭铸造缺陷的产生及预防措施

研究了铝合金扁锭铸造缺陷产生的原因,分析了造成铝合金扁锭大面漏铝、锭尾余漏、锭尾回弹、锭尾塌陷、裂纹、氧化夹杂等19种铸造缺陷发生的原因,从缺陷发生的原因出发,以铸造速度、铸造温度、冷却水流量、液位高度为排除缺陷的前提,提出了铝合金扁锭铸造缺陷预防的措施,提高了铝合金扁锭的成品率。

CZ硅单晶中旋涡缺陷对低频大功率管制造的影响

CZ硅晶片中的旋涡缺陷在器件制造的热循环过程中 ,会转化成体内杆状层错 ,且易集结在发射结对应下方的基区和集电结附近 ,从而导致 EB结和 CB结的软击穿现象进行了研究 ,并采取了适当措施 。

直径52～65mm探测器级Si单晶的真空制备

为了制备纯度11N以上、直径φ大于45mm并且各项性能指标满足探测器级要求的大直径超高纯单晶Si材料，本文在真空气氛下提纯并生长垂52～65mm探测器级区熔（FZ，float zone）Si单晶，并对真空气氛和直径增加所带来的晶体不稳定生长、高断面电阻率不均匀率和漩涡缺陷等问题的产生原因和解决方式进行了深入研究。结果表明，丹麦加热线圈表面带有台阶和十字开口，是提纯和生长φ大于45mm多晶Si和单晶Si的理想线圈；适当提高单晶转速和生长速度有利于降低断面电阻率不均匀率，且提高转速的效果更加明显；真空气氛下，提高热场对中性可抑制漩涡缺陷的产生，其对漩涡缺陷的影响比单晶Si生长速度更加显著，这是与Ar气气氛FZ不同的；多晶Si提纯次数越多单晶Si寿命越低，降低多晶Si原料中的P／B和重金属原始含量有利于提高单晶2Si寿命；若要制备少子寿命大于800μs，符合探测器级标准的φ52～65mm Si单晶，多晶Si原料少子寿命应大于3000μs。