谁来给我讲一下晶体硅中氧沉淀和原生氧沉淀什么意思?有什么区别啊?

Question

谁来给我讲一下晶体硅中氧沉淀和原生氧沉淀什么意思?有什么区别啊?

Answer 1

氧在硅熔点时的最大溶解度约为2．75×1018cm-3,在硅单晶生长过程中随着硅单晶离界面距离的增加,氧的溶解度随着硅单晶温度的下降而下降,氧以过饱和形态出现.氧沉淀就是由于氧受硅中平衡溶解度的限制,过饱和的间隙氧和硅基体作用所产生的硅氧相.在硅晶体生长后以较快速率冷却时,由于远离平衡态,只有很少的原生氧沉淀生成,绝大部分氧以间隙态存在.当晶体随后在某温度长时间退火时,晶体逐渐接近平衡态,过饱和的间隙氧就会沉淀.直拉硅晶体在l050℃热处理,氧沉淀量随热处理时间的延长而逐渐增加,最终增加变得缓慢,趋于饱和.
初始氧浓度是决定氧沉淀的最重要因素.Chiou及其合作者曾详细地研究过初始氧浓度
和氧沉淀的关系.他们发现初始氧浓度和氧沉淀的关系曲线有些像“S’’形,当氧浓度小于某个极限时,氧沉淀几乎不产生,氧浓度和氧沉淀的关系的斜率为0；当初始氧浓度大于某个极限
时,氧沉淀大量产生,形核率均匀,曲线的斜率基本为l；当初始浓度适中时,曲线的斜率在3～7之间.这种初始氧浓度和氧沉淀的“S”形关系曲线,已被其他研究者所证实.他们的实验还指出,初始氧浓度和氧沉淀的关系并非固定不变,热处理温度降低,热处理时间增长或碳浓度增加都能使整个曲线向左移动,氧沉淀形成的阈值降低(即较低的初始氧浓度也能形成氧沉淀)；反之,则“S”曲线向右移动,氧沉淀形成的浓度域值升高.
不仅氧的初始氧浓度影响氧沉淀,氧的初始状态也能影响它.当晶体生长完成后,晶体尾部迅速降温到400℃以下,而晶体头部在晶体生长期间在炉内的时间较长,从高温到低温缓慢冷却时,晶体头部相当于经历了一定程度的热处理.因此,在晶体中可能有原生氧沉淀生成,这些原生氧沉淀和原生晶体中的点缺陷,以及可能的其他杂质,都能在随后的热处理工艺中影响氧沉淀的形成.