掺杂剂对重掺n型直拉硅片OSF生长的对比研究

本研究论文深入探讨了掺杂剂对重掺n型直拉硅片（Czochralski silicon）氧化诱生层错（OSF）生长的影响，发表于2015年的《物理学家报》上，作者包括张越、赵剑、董鹏、田达晰、梁兴勃、马向阳和杨德仁。论文的标题为"掺杂剂对重掺n型直拉硅片的氧化诱生层错生长的影响"，其主要关注点在于比较了电阻率相近的重掺锑（Sn）和重掺磷（P）直拉硅片在相同热氧化条件下的OSF生长特性。 研究结果显示，尽管两种掺杂剂的硅片电阻率接近，但重掺锑直拉硅片的OSF长度显著高于重掺磷硅片。这一差异源于掺杂剂对空位行为的调控。通过第一性原理的密度泛函理论计算，发现锑原子比磷原子更有效地捕获空位，阻止了空位与自间隙硅原子的复合。因此，在热氧化过程中，由于锑的这种特性，氧化产生的自间隙硅原子与空位复合后剩余的比例更高，这导致了OSF在重掺锑硅片中形成更长。 这一发现对于硅基半导体器件的设计和制造具有重要意义，因为OSF可能会引起电子传输的缺陷，影响器件的性能。理解并控制OSF的生长对于提高硅片的质量，特别是在高掺杂度下，是至关重要的。此外，论文还引用了该领域的其他研究，如He离子辐射在6H-SiC中的缺陷研究、沉淀剂对ZnO压敏陶瓷的缺陷影响、Er3+在KPb2Br5中的选择性替位对上转换发光的影响以及氮掺杂金刚石的磁性研究，这些内容表明了作者对半导体材料缺陷行为的广泛兴趣和研究深度。 总结来说，这篇论文不仅提供了关于掺杂剂如何影响硅片氧化过程的实验证据，还展示了理论计算在解释这些现象中的作用，为优化重掺n型直拉硅片的生产过程提供了科学依据。通过阅读这篇论文，读者可以了解到掺杂剂选择对硅片质量控制的重要性，并进一步探索其他半导体材料的缺陷工程。