微氮硅单晶中的热受主

本文研究了微氮硅单晶在经历不同温度热处理时电阻率的变化,发现在700℃以上退火时,n型微氮硅单晶的电阻率首先上升,随后逐渐下降,保持一稳定值,而p型微氮硅单晶的电阻率变化则相反.实验证明微氮硅单晶在 7 00℃以上退火时,产生了热受主(T A),其浓度可达 2 ×10~(14)个/cm~3,它的产生是氧氮杂质共同作用的结果,可能是一种硅中氮氧复合物.     

高温退火硅单晶中氧和氮杂质性质

利用低温红外光谱技术（８Ｋ），研究了微氮硅单晶中氧和氮杂质在高温１３００℃退火时的性质，实验指出，在此高温退火时，硅单晶中的原生氮－氧复合体被逐渐分解，氮杂质以很高的扩散速率，迅速外扩散     

氮杂质对直拉单晶硅中位错的作用

通过常温下压痕之后的高温热处理实验 ,研究了掺氮直拉硅单晶 (NCZSi)中氮杂质对位错滑移的钉扎作用 ,以及塑性变形能在热处理过程中通过位错的滑移释放的机理 .实验结果表明氮杂质对位错有着较强的钉扎作用 ,使掺氮直拉硅单晶中的位错在同一温度下热处理时的滑移距离均小于普通直拉硅单晶 (CZSi) .同时指出 ,NCZSi的位错激活能比 CZSi的要高 ,NCZSi中塑性变形能通过位错滑移释放较 CZSi快 ,并讨论了压痕造成的塑性变形能通过位错的滑移而释放的可能机理     

氮杂质对直拉单晶硅中位错的作用

通过常温下压痕之后的高温热处理实验,研究了掺氮直拉硅单晶(NCZSi)中氮杂质对位错滑移的钉扎作用,以及塑性变形能在热处理过程中通过位错的滑移释放的机理.实验结果表明氮杂质对位错有着较强的钉扎作用,使掺氮直拉硅单晶中的位错在同一温度下热处理时的滑移距离均小于普通直拉硅单晶(CZSi).同时指出,NCZSi的位错激活能比CZSi的要高,NCZSi中塑性变形能通过位错滑移释放较CZSi快,并讨论了压痕造成的塑性变形能通过位错的滑移而释放的可能机理.     

微氮硅单晶中氧沉滨

实验研究了微氮硅单晶在７００℃，１０５０℃单步退火及二步退火的氧沉淀，指出破、氮杂质对低温退火生成的氧沉淀有明显促进作用，而对中温退火的氧沉淀基本没有影响，主要取决于原始氧浓度．实验还研究了低温预退火促进氧沉淀及氧沉淀延迟现象，探讨了碳氮杂质在氧沉淀中的作用．     

微氮直拉硅单晶中氮杂质的施主行为

氮杂质在微氮直拉硅单晶中引入了不同于热施主（ＴＤ）和新施主（ＴＮＤ）的氮关施主（ＮＲＤ）（ｎｉｔｒｏｇｅｎ－ｒｅｌａｔｅｄｄｏｎｏｒ）．其形成于５００～９００℃，６００℃左右最为活跃．短时间热处理时，ＮＲＤ的形成与消除具有可回复性，并与氮—氮对的可逆变化──对应．随热处理时间的延长，可逆行为逐渐消失．硅中的氮最终固化于稳定的微沉淀态．     

直拉硅单晶中氮关新施主的研究

研究了微氮硅单晶在６００～９００℃温区的新施主形成特性，发现氧、氮杂质对新施主有重要影响．明确提出含氮直拉硅中存在不同于传统新施主的以氮硅氧复合体为成核中心的新型氮关新施主ＮＮＤ，其热处理行为类似于普通新施主，但形成特性受氮杂质的较大影响．对其形成机制也作了初步探讨     

微氮硅单晶中新施主的形成特性

借助于电学测量和低温（８Ｋ）红外分析技术，研究了微氮硅单晶中新施主的形成特性在６５０℃长时间热处理后，微氮硅单晶不产生新施主，其中氮破坏了新施主的可能形核中心低温４５０℃预退火能促进新施主生成，而高温１０５０℃预退火样品则同样没有新施主生成．     

铁杂质对微氮硅中氧沉淀的影响

通过研究微氮掺铁硅单晶的氧沉淀行为，发现低温预处理有助于高温退火时的氧沉淀，且氮、铁杂质均对氧沉淀有明显促进作用．首次发现氮杂质部分抑制了铁对氧沉淀的促进作用．     

微氮硅单晶中氧沉淀

实验研究了微氮硅单晶在７００℃，１０５０℃单步退火及二步退火的氧沉淀，指出碳、氮杂质对低温退火生成的氧沉淀有明显促进作用，而对中温退火的氧沉淀基本没有影响，主要取决于原始氧浓度，实验还研究了低温预退火促进氧沉淀及氧沉淀延迟现象，探讨了碳氮杂质在氧沉淀中的作用。     

氮气氛中高温热处理硅片表面的直接氮化

研究了直拉硅单晶片在氮气氛下热处理时的表面氮化,利用了XPS(X射线光电子谱)、SEM(扫描电子显微镜)、金相显微镜、XRD(X射线衍射仪)等手段研究了在高纯氮和非高纯氮保护条件下不同温度热处理后的样品表面,结果发现只有用高纯氮保护和温度高于110 0℃的条件下,氮气才能与硅表面发生反应,生成氮化硅(Si3 N4 )薄膜,否则氮保护中微量的氧气会和硅表面发生反应,生成二氧化硅(SiO2 )薄膜.     

氮气氛中高温热处理硅片表面的直接氮化

研究了直拉硅单晶片在氮气氛下热处理时的表面氮化,利用了XPS(X射线光电子谱)、SEM(扫描电子显微镜)、金相显微镜、XRD(X射线衍射仪)等手段研究了在高纯氮和非高纯氮保护条件下不同温度热处理后的样品表面,结果发现只有用高纯氮保护和温度高于1100℃的条件下,氮气才能与硅表面发生反应,生成氮化硅(Si3N4)薄膜,否则氮保护中微量的氧气会和硅表面发生反应,生成二氧化硅(SiO2)薄膜.     

用三点弯方法研究微氮硅单晶机械强度

通过三点弯方法研究普通和微氮硅单晶在室温下的机械强度,以及它们的高温抗弯强度．实验发现,由于氮的掺入,硅片室温下的机械强度有明显的改善,同时证实了高温下氮对位错的钉扎作用;研究还指出,硅片表面状态和晶向对室温时机械强度也存在影响．对室温下氮杂质增强机械强度的可能机理进行了探讨     

杂质对单晶硅材料硬度的作用

室温下使用维氏硬度计研究了硅单晶表面的接触损伤及硅单晶中杂质对表面损伤的影响.实验发现,硅单晶的硬度不仅与晶体的本身特性--晶向有关,还与所掺入杂质的种类和浓度有关.损伤造成的裂纹倾向于沿着〈110〉晶向扩展,而且{111}面上的硬度要大于{100}面.重掺n型单晶由于能带结构的变化而使硬度下降;相反,重掺p型和掺氮单晶的硬度则由于掺入原子对位错的钉扎作用加强而有所提高.     

微氮硅中热施主和浅热施主的低温远红外研究

利用低温（８Ｋ）远红外吸收技术，研究了硅单晶中氮杂质对热施主及浅热施主形成的影响，指出氮原子有抑制硅中热施主形成的能力，而微氮硅中的浅热施主和氧－氮复合体直接相关。     

杂质对单晶硅材料硬度的作用

室温下使用维氏硬度计研究了硅单晶表面的接触损伤及硅单晶中杂质对表面损伤的影响 .实验发现 ,硅单晶的硬度不仅与晶体的本身特性——晶向有关 ,还与所掺入杂质的种类和浓度有关 .损伤造成的裂纹倾向于沿着〈1 1 0〉晶向扩展 ,而且 { 1 1 1 }面上的硬度要大于 { 1 0 0 }面 .重掺 n型单晶由于能带结构的变化而使硬度下降 ;相反 ,重掺 p型和掺氮单晶的硬度则由于掺入原子对位错的钉扎作用加强而有所提高     

用三点弯方法研究微氮硅单晶机械强度

通过三点弯方法研究普通和微氮硅单晶在室温下的机械强度 ,以及它们的高温抗弯强度 .实验发现 ,由于氮的掺入 ,硅片室温下的机械强度有明显的改善 ,同时证实了高温下氮对位错的钉扎作用 ;研究还指出 ,硅片表面状态和晶向对室温时机械强度也存在影响 .对室温下氮杂质增强机械强度的可能机理进行了探讨     

掺氮6H—SiC材料电学性质温度依赖关系测量与分析

测量了７－１０００Ｋ的掺氮６Ｈ－ＳｉＣ材料基本电学性质，用电子性方程对载流子浓度温度倒数关系曲线进行拟合，利用化全物半导体散射机构计算了行 率。数据拟合分析得到样品的掺杂浓度、补偿浓度、杂质激光活能和载波子有效质量。分析结果表明，控制杂质能级和表观杂质激活能由补偿度和杂质浓度决定。掺氮６Ｈ－ＳｉＣ材料预期有０．０８ｅＶ、０．１２ｅＶ两个能级，当补偿杂质浓度大于较小能级浓度时，材料将由较高的能级控制     

气氛掺氮直拉硅单晶中氮关施主的光热电离光谱研究

以光热电离光谱方法指证了减压充氮气氛下生长的微氮直拉硅单晶中的氮关浅施主NRD（NitrogenRelatedDonor）．确认NRD的形成温区为300～800℃，900℃以上退火将被不可逆消除．指出NRD可能有N－O复合体和氧凝聚态浅施主两种形式，各有不同的热处理行为．     

硅单晶中氮－氧复合体的红外吸收研究

对不同条件下含氮和不含氮的硅单晶，在３００Ｋ和８Ｋ下进行红外吸收研究．实验结果表明：含氮硅单晶和氮一氧复合体相关的红外吸收峰为１０３０ｃｍ－１，１０００ｃｍ－１和８０６ｃｍ－１．