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本文对直拉硅样品进行了不同剂量的快中子辐照,在硅中引入大量的亚稳态缺陷,研究这些亚稳态缺陷的形成,并在较宽的温度范围内对辐照样品进行了退火处理,研究退火后亚稳态缺陷的转化及同硅中氧的相互作用,应用傅立叶变换红外光谱技术(FTIR)、正电子湮没技术(PAT)和扫描电镜(SEM)进行了测试。 实验结果表明,快中子辐照在硅品格内引入了大量的辐照缺陷,这些缺陷作为正电子的俘获中心使得正电子湮没平均寿命升高,当辐照剂量高于1×1018 n.cm-2,正电子湮没平均寿命不再升高。另外,快中子辐照对于直拉硅的间隙氧含量有很大影响,间隙氧含量随着辐照剂量的增加而减少,这主要归于样品中产生了大量的(V-O)复合体。 在辐照硅中,实验发现了一个新的红外吸收峰,其波数为485cm-1。该峰只与辐照有关,对应复杂辐照缺陷,400℃退火可以基本消除。同时快中子辐照后硅中产生V-O复合体等缺陷,在低于600℃、1小时的退火也难以消除,表明快中子辐照直拉硅中的氧相关缺陷更加复杂。正电子湮没技术测试证明,快中子辐照直拉硅中在大约600℃退火时产生的多空位缺陷具有较长正电子寿命,可以使正电子平均寿命增加,当样品的正电子平均寿命达到最大时(360ps),其间隙氧含量降到一个极小值(4×1017atoms/cm3),这说明氧参与了这些缺陷的形成。 本文对快中子辐照直拉硅中的缺陷和氧的相互作用进行了研究,快中子辐照促进了直拉硅中的氧沉淀,与以往NTDCZSi研究结果相比,其促进作用更加明显。辐照缺陷在1100℃高温热处理下快速分解、复合,形成了大量的形核中心,从而促进了硅中氧的沉淀。不同气氛下快中子辐照直拉硅中缺陷形成的差异很大,1100℃的高温退火中,与氩气氛相比,氮气氛退火样品中出现了更多缺陷。