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硅碳棒中轴向强度分布

    利用从杂质气团中释放位错的激活理论计算了掺氮FZ--Si中每个锁固点处杂质氮与位错的相互作用能,得出在900℃时,从相距一个原子间距的锁固点释放位错的作用能为eVo如此之高的相互作用能不可能用一个位错与一个因四面体半径失配而孤立存在于间隙位置的单个氮原子之间的弹性相互作用能来解释。因此,认为氮在硅中的锁固作用可能是氮以氮原子团或含氮络合物形式沿位错聚集,从而产生了较高的相互作用能。发现在掺氮C-Si的红外光谱中除963cm一及I6Bc与氮有关的吸收峰外,还有五条与氮有关的伴生峰:996cm103$cm,102Ben11.801cm及$lOcm-i。它们是由氧氮络合物引起的。也有文章从间隙氧插人到与氮键合的硅原子上影响了吸收蜂来解释伴生峰的位置和强度。我们铡定了掺氮CZ-Si锭中不同部位的硅片中gg$cm-峰与伴生峰强度的关系,列于表2。可以看出,从锭首到锭尾,随着的增加既吸收峥强度的增加,各伴生峰均呈现一致的增长关系。这说明伴生峰所代表的络合物在晶体生长过程中已经形成,且其含量与体中氮的含量有某种密切的依赖关系。笔者认为,氮元素以氮氧络合物的形式在晶体生长与冷却过程中聚集在位错周围,对位错起到了强有力的钉扎作用。从图I还可看到,户单晶硅碳棒尾部碳含量增长很快,达2xlalTcm-,与图2x3比较,则23#试样尾部碳含量与头部相近。可以肯定,晶硅碳棒尾部强度的增加是氮含量增加所致,与碳无关,即碳含量达2xIpcm-3时碳对NCZ一i的强度无明显影响。INC2硅碳棒中,机械强度分布呈头低尾高形态,头部强度变化平稳,在尾部sa一aa内随氮浓度急增强度亦急增,说明n1S-。左右的氮对位错的钉扎能力大于a'T二一9的氧,从而使硅碳棒中轴向强度分布发生颠倒。原生NCZ!单晶中氮氧硅络合物的含量密切依赖氮氮对的含量。氮主要是以这些络合物的形式聚集于位错周围,与位错发生强有力的相互作用而钉扎位错的。IVCZ-Si单晶中碳浓度高达2x1p1cm时碳浓度对强度无明显影响。www.beritawan.com

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