| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-9页 |
| 目录 | 第9-13页 |
| 第1章 前言 | 第13-18页 |
| §1.1 研究的背景和意义 | 第13-14页 |
| §1.2 本研究的目的 | 第14-15页 |
| §1.3 本文的结构安排及内容提要 | 第15-18页 |
| 第2章 直拉硅单晶的微缺陷及其缺陷工程研究现状 | 第18-46页 |
| §2.1 引言 | 第18-19页 |
| §2.2 直拉硅单晶中的氧和空位 | 第19-27页 |
| ·直拉硅单晶的生长技术 | 第19-21页 |
| ·直拉硅单晶中氧的基本性质 | 第21-24页 |
| ·直拉硅单晶中空位的基本性质 | 第24-27页 |
| §2.3 直拉硅单晶中的氧沉淀 | 第27-33页 |
| ·直拉硅单晶中氧沉淀的基本性质 | 第27-29页 |
| ·直拉硅单晶中氧沉淀形成的动力学过程 | 第29-31页 |
| ·杂质对直拉硅单晶中氧沉淀的影响 | 第31-33页 |
| §2.4 直拉硅片的内吸杂技术 | 第33-38页 |
| ·基于普通炉退火的内吸杂工艺 | 第33-36页 |
| ·基于快速热处理的内吸杂技术 | 第36-38页 |
| §2.5 直拉硅单晶中的空洞型缺陷 | 第38-44页 |
| ·空洞型缺陷的基本性质 | 第38-40页 |
| ·空洞型缺陷形成的动力学过程 | 第40-42页 |
| ·杂质对直拉硅单晶中空洞型缺陷的影响 | 第42-44页 |
| §2.6 本文研究方向的提出 | 第44-46页 |
| 第3章 实验样品和研究方法 | 第46-53页 |
| §3.1 晶体生长和硅片制备 | 第46-48页 |
| ·掺锗直拉硅单晶的生长及硅片制备 | 第46-47页 |
| ·高碳含量的直拉硅单晶的生长及硅片制备 | 第47-48页 |
| §3.2 研究方法 | 第48-53页 |
| ·退火工艺及热处理设备 | 第48-49页 |
| ·主要测试方法和测试设备 | 第49-51页 |
| ·基于第一性原理的计算 | 第51-53页 |
| 第4章 掺锗对直拉硅片氧浓度和电学参数的影响 | 第53-62页 |
| §4.1 引言 | 第53页 |
| §4.2 实验 | 第53-54页 |
| §4.3 掺锗直拉硅片中的氧杂质浓度分布 | 第54-56页 |
| ·原生直拉硅片中的氧杂质浓度分布 | 第54-55页 |
| ·退火直拉硅片中的氧杂质浓度分布 | 第55-56页 |
| §4.4 掺锗直拉硅片中电阻率的分布状况 | 第56-59页 |
| ·直拉硅片的轴向电阻率分布 | 第57-58页 |
| ·直拉硅片的径向电阻率分布 | 第58-59页 |
| §4.5 掺锗直拉硅片中少子寿命的分布状况 | 第59-61页 |
| ·不同导电类型直拉硅片的少子寿命 | 第59-60页 |
| ·直拉硅片少子寿命径向分布均匀性分析 | 第60-61页 |
| ·抛光硅片表面的金属含量分析 | 第61页 |
| §4.6 本章小结 | 第61-62页 |
| 第5章 掺锗对直拉硅片机械性能的影响 | 第62-72页 |
| §5.1 引言 | 第62-63页 |
| §5.2 实验 | 第63-65页 |
| §5.3 掺锗直拉硅片的弯曲度和翘曲度 | 第65-67页 |
| ·掺锗直拉硅片的主要几何参数 | 第65-66页 |
| ·掺锗直拉硅片由退火引起的翘曲度 | 第66-67页 |
| §5.4 掺锗对直拉硅片位错滑移的影响 | 第67-68页 |
| ·原生掺锗直拉硅片表面压痕引起的位错滑移 | 第67-68页 |
| ·热处理后掺锗直拉硅片表面划痕引起的位错滑移 | 第68页 |
| §5.5 掺锗对直拉硅片的断裂强度的影响 | 第68-71页 |
| ·小尺寸氧沉淀对掺锗直拉硅片的断裂强度的影响 | 第68-70页 |
| ·大尺寸氧沉淀对掺锗直拉硅片断裂强度的影响 | 第70-71页 |
| §5.6 本章小结 | 第71-72页 |
| 第6章 掺锗直拉硅单晶中的氧沉淀 | 第72-94页 |
| §6.1 引言 | 第72-73页 |
| §6.2 实验 | 第73-75页 |
| §6.3 掺锗对直拉硅单晶中原生氧沉淀的影响 | 第75-79页 |
| ·原生氧沉淀的形成 | 第75-76页 |
| ·原生氧沉淀的分布特征 | 第76-78页 |
| ·原生氧沉淀的长大 | 第78-79页 |
| §6.4 掺锗直拉硅单晶低温退火下的氧沉淀 | 第79-83页 |
| ·低温单步退火中的氧沉淀 | 第79-81页 |
| ·低-高两步退火中的氧沉淀 | 第81-83页 |
| §6.5 掺锗直拉硅单晶高温退火下的氧沉淀 | 第83-85页 |
| ·原生硅晶体在高温退火下的氧沉淀 | 第83-84页 |
| ·消除热历史后的硅晶体在高温退火下的氧沉淀 | 第84-85页 |
| §6.6 掺锗直拉硅单晶中氧沉淀的热稳定性 | 第85-90页 |
| ·原生氧沉淀的热稳定性 | 第85-86页 |
| ·氧沉淀在普通炉退火下的热稳定性 | 第86-88页 |
| ·氧沉淀在快速热退火下的热稳定性 | 第88-90页 |
| §6.7 掺锗影响直拉硅单晶中氧沉淀的机理 | 第90-93页 |
| §6.8 本章小结 | 第93-94页 |
| 第7章 掺锗直拉硅片的内吸杂工艺 | 第94-117页 |
| §7.1 引言 | 第94-95页 |
| §7.2 实验 | 第95-99页 |
| §7.3 掺锗直拉硅片中氧杂质的外扩散 | 第99-102页 |
| ·掺锗直拉硅片中氧杂质的高温外扩散 | 第99-100页 |
| ·锗促进硅中氧原子外扩散的机理 | 第100-102页 |
| §7.4 掺锗直拉硅片的内吸杂工艺研究 | 第102-110页 |
| ·高-低-高三步退火内吸杂工艺 | 第102-104页 |
| ·高温单步退火内吸杂工艺 | 第104-106页 |
| ·基于快速热处理的内吸杂技术 | 第106-110页 |
| §7.5 掺锗直拉硅片在模拟DRAM制造热工艺中的内吸杂 | 第110-116页 |
| ·基于普通炉退火的DRAM制造热工艺的模拟 | 第110-111页 |
| ·具有快速热退火预处理的DRAM制造热工艺的模拟 | 第111-112页 |
| ·掺锗直拉硅片洁净区和吸杂区的热稳定性 | 第112-114页 |
| ·掺锗直拉硅片对重金属原子的内吸杂能力 | 第114-116页 |
| §7.6 本章小结 | 第116-117页 |
| 第8章 掺锗直拉硅单晶中的空洞型缺陷 | 第117-132页 |
| §8.1 引言 | 第117-118页 |
| §8.2 实验 | 第118-119页 |
| §8.3 掺锗直拉硅片中的晶体原生颗粒 | 第119-124页 |
| ·锗浓度对掺锗直拉硅片的晶体原生颗粒的影响 | 第119-120页 |
| ·硼浓度对掺锗直拉硅片的晶体原生颗粒的影响 | 第120-121页 |
| ·间隙氧浓度对掺锗直拉硅片晶体原生颗粒的影响 | 第121-122页 |
| ·退火气氛对掺锗直拉硅片晶体原生颗粒消除的影响 | 第122-123页 |
| ·氢气氛下掺锗直拉硅片晶体原生颗粒退火消除行为 | 第123-124页 |
| §8.4 掺锗直拉硅片中的流动图形缺陷 | 第124-129页 |
| ·掺锗直拉硅片流动图形缺陷腐蚀工艺参数优化 | 第124-125页 |
| ·掺锗直拉硅片的流动图形缺陷的径向分布 | 第125-126页 |
| ·锗浓度对掺锗直拉硅片流动图形缺陷的影响 | 第126页 |
| ·硼浓度对掺锗直拉硅片流动图形缺陷的影响 | 第126-127页 |
| ·间隙氧浓度对掺锗直拉硅片流动图形缺陷的影响 | 第127-128页 |
| ·掺锗直拉硅片流动图形缺陷退火消除行为 | 第128-129页 |
| §8.5 掺锗影响直拉硅单晶中空洞型缺陷形成的机理 | 第129-130页 |
| §8.6 本章小结 | 第130-132页 |
| 第9章 高碳含量的直拉硅单晶中的氧沉淀 | 第132-146页 |
| §9.1 引言 | 第132-133页 |
| §9.2 实验 | 第133-134页 |
| §9.3 碳对基于CFA的内吸杂工艺过程中氧沉淀的影响 | 第134-140页 |
| ·普通炉高-低-高三步退火过程中的氧沉淀 | 第134-137页 |
| ·普通炉Ramping退火过程中的氧沉淀 | 第137-140页 |
| §9.4 碳对基于RTA的内吸杂工艺过程中氧沉淀的影响 | 第140-142页 |
| ·快速热处理-低-高两步退火过程中的氧沉淀 | 第140-141页 |
| ·快速热处理-高温单步退火过程中的氧沉淀 | 第141-142页 |
| §9.5 高浓度碳影响直拉硅单晶中氧沉淀的机理 | 第142-144页 |
| §9.6 本章小结 | 第144-146页 |
| 第10章 高碳含量的直拉硅片的内吸杂工艺 | 第146-163页 |
| §10.1 引言 | 第146页 |
| §10.2 实验 | 第146-148页 |
| §10.3 高碳含量的直拉硅片基于普通炉退火的内吸杂工艺 | 第148-154页 |
| ·洁净区的形成 | 第149-150页 |
| ·洁净区的热稳定性 | 第150-154页 |
| §10.4 高碳含量直拉硅片基于Ramping退火的内吸杂工艺 | 第154-156页 |
| ·低温Ramping单步退火中洁净区的形成 | 第155页 |
| ·高温-低温Ramping两步退火中洁净区的形成 | 第155-156页 |
| §10.5 高碳含量的直拉硅片基于快速热处理的内吸杂工艺 | 第156-161页 |
| ·基于快速热处理的洁净区形成工艺 | 第156-159页 |
| ·快速热处理工艺形成洁净区过程中的影响因素 | 第159-161页 |
| §10.6 本章小结 | 第161-163页 |
| 第11章 高碳含量的直拉硅单晶中的空洞型缺陷 | 第163-171页 |
| §11.1 引言 | 第163-164页 |
| §11.2 实验 | 第164页 |
| §11.3 高碳含量的直拉硅片中的原生流动图形缺陷 | 第164-165页 |
| §11.4 高碳含量的直拉硅片流动图形缺陷普通炉退火行为 | 第165-167页 |
| ·CFA退火温度对流动图形缺陷的影响 | 第165-166页 |
| ·CFA退火时间对流动图形缺陷的影响 | 第166页 |
| ·CFA保护气氛对流动图形缺陷的影响 | 第166-167页 |
| §11.5 高碳含量的直拉硅片流动图形缺陷快速热退火行为 | 第167-169页 |
| ·RTA退火温度对流动图形缺陷的影响 | 第167-168页 |
| ·RTA退火时间对流动图形缺陷的影响 | 第168页 |
| ·RTA退火后的冷却速率对流动图形缺陷的影响 | 第168-169页 |
| §11.6 高浓度碳影响直拉硅单晶空洞型缺陷形成的机理 | 第169-170页 |
| §11.7 本章小结 | 第170-171页 |
| 第12章 同族元素掺杂直拉硅单晶中复合体和微缺陷形成的理论依据和物理模型 | 第171-188页 |
| §12.1 引言 | 第171页 |
| §12.2 计算模型和实验方案 | 第171-173页 |
| §12.3 掺锗直拉硅单晶中的锗关复合体 | 第173-182页 |
| ·锗-空位复合体 | 第173-178页 |
| ·锗-空位-氧复合体 | 第178-182页 |
| §12.4 高碳含量的直拉硅单晶中的碳关复合体 | 第182-184页 |
| ·碳-空位复合体 | 第182-183页 |
| ·碳-空位-氧复合体 | 第183-184页 |
| §12.5 同族元素杂质影响直拉硅单晶中微缺陷的机理 | 第184-186页 |
| §12.6 本章小结 | 第186-188页 |
| 第13章 总结与展望 | 第188-191页 |
| §13.1 主要创新性结果 | 第188-190页 |
| §13.2 未来工作展望 | 第190-191页 |
| 参考文献 | 第191-210页 |
| 致谢 | 第210-212页 |
| 附录:攻读博士学位期间取得的科研成果 | 第212-213页 |
