2024年4月19日发(作者：)

浙江大学

硕士学位论文

快速热处理(RTP)对大直径直拉单晶硅中氧沉淀的影响

姓名：***

申请学位级别：硕士

专业：材料物理与化学

指导教师：阙端麟;杨德仁

20040201

浙江人学碱Ｉ－．－日ｆ究牛毕业论，文

摘

近年来，快速热处理（Ｒａｐｉｄ

ｔｈｅｒｍａｌ

要

ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＲＴＰ）已经用于控制直拉

硅单晶的生产和研究。世界著名的硅材料供应商一美国的ＭＥＭＣ提出了一种基于

ＲＴＰ的所谓的“魔幻洁净区”（Ｍａｇｉｃ

Ｄｅｎｕｄｅｄ

Ｚｏｎｅ，ＭＤＺ）技术，其基本思想就是

利用ＲＴＰ在硅片中形成浓度从表面到体内逐步升高的空位分布，利用空位来控制

后续热处理中氧沉淀，从而在硅片体内形成高密度的氧沉淀而在近表面形成洁净

区。可以认为ＭＤＺ技术是具有里程碑式的意义，在它背后还蕴涵了一个基本的科

学问题，即：空位是如何影响氧沉淀的？本文就这个基本问题进行了一系列的研

究．得到了一些有意义的结果。

研究了不同温度的ＲＴＰ对直拉（ｃｚ）硅片在两步（低一高）退火中氧沉淀的影

响，结果表明：对于两步退火来说，ＲＴＰ引入的空位参与了氧沉淀核心的形成，因

而促进了随后高温热处理中的氧沉淀；特别是在实验中发现：样品经过两步退火

后的氧沉淀量与ＲＴＰ处理的温度呈正相关关系。

研究了经过ＲＴＰ处理过的直拉硅片在低温和中温（６５０℃，７５０℃，８５０℃和

９５０。Ｃ）下长时问处理的氧沉淀行为，分析表明：由ＲＴＰ引入的空位能促进这些温

度下氧沉淀核心的形成。

研究了经过ＲＴＰ处理过的直拉硅片在高温（１０５０℃）下长时间处理的氧沉淀

行为，结果表明：在高温下，空位没有参与氧沉淀的成核，而是显著加速了早期

的氧沉淀，但是它没有增加长时间处理后的氧沉淀量。特别是，经过高温长时间

热处理后，与未经ＲＴＰ预处理的直拉硅片相比，经ＲＴＰ预处理过的直拉硅片具有

更低密度的氧沉淀，尽管它与前者具有相同的氧沉淀量。迸一步的分析表明：这

是由于在ＲＴＰ预处理阶段，直拉硅片中的一部分原生氧沉淀被消除。

在论文的最后，还研究了快速热处理对直拉硅中氧沉淀消融的作用，发现用

快速热处理在较短的时间内就可以消除直拉硅片中的部分氧沉淀，这表明热处理

温度是氧沉淀消融的最主要的决定因素。

炎键词：硅氧沉淀快速热处理