重掺砷直拉硅片被广泛地用于外延硅片的衬底,而外延硅片的内吸杂能力取决于衬底硅片的氧沉淀,因此研究重掺砷直拉硅片的氧沉淀行为具有重要的实际意义。到目前为止,关于重掺砷直拉硅片的氧沉淀的研究还很少报道。在直拉硅单晶中重掺砷会引起晶格应力并对影响点缺陷浓度,因而重掺砷直拉硅片的氧沉淀行为与轻掺直拉硅片的会有所差异。本文利用扫描红外显微术以及择优腐蚀结合光学显微术研究了普通和掺氮的重掺砷直拉硅单晶的氧沉淀行为,得到了如下结果:对比研究了普通和掺氮的重掺砷直拉硅单晶中的原生氧沉淀的长大行为,发现掺氮的重掺砷直拉硅单晶中的原生氧沉淀比普通重掺砷直拉硅单晶中的密度更高而且尺寸更大,初步认为这是由于前者可以在更高的温度下形成而且被氮杂质与空位和氧形成的复合体所促进,因而形成的原生氧沉淀的密度更高且有更长的时间长大。研究了高温快速热处理(RTP)对重掺砷直拉硅片中的原生氧沉淀的消融作用。结果表明,重掺砷直拉硅片中的原生氧沉淀经三次1200℃/60s的RTP可被有效地消除。通过对比研究重掺砷直拉硅片和轻掺N型直拉硅片经过低温(450—800℃)和高温(1000℃)两步退火的氧沉淀行为,阐明了低温退火对重掺掺砷直拉硅片的氧沉淀形核的作用。研究指出:重掺砷硅片在450℃和650℃退火时的氧沉淀形核比在800℃退火时更显著,这与轻掺硅片的情况截然相反;此外,与轻掺硅片相比,重掺砷硅片在450℃和650℃退火时氧沉淀的形核得到增强,而在800℃退火时氧沉淀的形核受到抑制。我们认为重掺砷硅片在450℃和650℃退火时会形成砷—空位—氧(As-V-O)复合体,它们促进了氧沉淀的形核;而在800℃退火时As-V-O复合体不能稳定的存在而缺少氧沉淀形核的前驱体,并且重掺砷会导致硅晶体中的晶格压应力,因此氧沉淀形核被显著地抑制。实验还表明,在重掺砷硅片中掺入氮杂质可以促进低温退火时的氧沉淀形核,这种促进作用在800℃退火时表现得更加明显,这与氮引入的异质形核中心有关。