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本文将CZ硅单晶片在Secco腐蚀液中择优腐蚀后,用光学显微镜和原子力显微镜对流动图形缺陷(flow pattern defects, FPDs)在硅片中的形态、分布及其端部的微观结构进行了仔细地观察和研究,并讨论了腐蚀时间对FPDs缺陷端部结构的影响;本文还通过研究Ar气氛下快速退火(rapid thermal annealing,RTA)对FPDs缺陷密度的影响,初步探讨了FPDs的消除机理。本文首次揭示了FPDs缺陷的空洞特性。用原子力显微镜对FPDs结构的研究结果表明,FPDs缺陷形如抛物线,并且在其端部存在有和COPs、LSTDs缺陷相同的由{111}面构成的八面体空洞。这个空洞随着在Secco腐蚀液中腐蚀时间延长,其在(100)面上的截面逐渐由正方形变为圆形,而且各个内壁也逐渐变缓,使空洞成为浅坑直至最终消失,最后只有流动图形留在了硅片表面上。本次的实验结果与Takenold等人对FPDs的研究结果大大相反,他们认为FPDs的端部是一些间隙型的位错环,而本实验的实验结果却支持了FPD缺陷属空位型缺陷的观点。本文还研究了快速退火对FPDs密度的影响,探讨了该缺陷的消除机理。Ar气氛下对硅片进行的快速退火(rapid thermal annealing,RTA)的实验表明,FPDs缺陷在1100℃以下非常稳定,但是,在1100℃以上的温度对硅片进行RTA处理后,硅片中FPDs的密度大大降低,而且随着的退火时间的延长,密度不断下降。FPDs端部八面体空洞的消失分为两个阶段:(一)覆盖在空洞各个内壁上的氧化膜由于高温下硅片表面区域的间隙氧原子,尤其是空洞型缺陷周围的间隙氧原子的外扩散及自间隙硅原子的进入,而逐渐变薄直至最终消失。(二)无氧化膜的空洞,在高温下发出一个个空位,同时八面体空洞周围的自间隙硅原子不断的从空洞的边缘迁移至空洞的底部,使空洞逐渐变浅直至最后消失。