Введение
ГЛАВА 1. Примеси кислорода и углерода в кремнии и методы их определения (литературный обзор). 10
1.1. Кислород и углерод в кристаллическом кремнии. 10
1.1.1. Свойства и форма присутствия примеси кислорода в кремнии. 10
1.1.2. Свойства и форма присутствия примеси углерода в кремнии. 19
1.2. Методы определения кислорода и углерода в кремнии. 22
1.2.1. Высокотемпературная вакуумная экстракция. 22
1.2.2. Метод рентгеновской дифракции. 23
1.2.3. Активационный анализ . 24
1.2.4. Определение содержания кислорода по сопротивлению растекания. 27
1.2.5. Исследование методом ЭПР с использованием диффузии Li. 28
1.2.6. Масс-спектрометрия вторичных ионов. 28
1.2.7. Времяпролетная лазерная масс-спектрометрия на ТЛМР. 31
1.2.8. Абсорбционная ИК-спектроскопия. 31
1.3. Задачи исследования. 36
ГЛАВА 2. Экспериментальное оборудование и аналитические методики . 3 8
2.1. Технология получения высокочистого изотопно обогащенного кремния. 38
2.2. Характеристика исследованных образцов. 40 2.3 ИК-спектрометры для регистрации спектров пропускания кремния. 41 2.3.1 Фурье-спектрометр IFS-113v (Bruker) с приставкой для измерений при температурах 16-300К. 41
2.3.2. Оптическая система ИК- Фурье спектрометра IRPrestige-21 (Shimadzu). 47
2.4. ИК -спектроскопические методики определения примесей
кислорода и углерода в природном монокристаллическом кремнии. 49
2.4.1. Абсолютный и дифференциальный способы определения примесей по спектрам ИК пропускания. 49
2.4.2. Характерный ИК спектр монокристаллического природного кремния. 52
2.4.3. Проверка правильности используемых ИК-спектроскопических методик.
Выбор образца сравнения . 56
2.4.4. Определение градуировочного коэффициента для примеси кислорода приТ=16К. 59
2.4.5. Погрешность измерений. 60
ГЛАВА 3. Определение примесей кислорода и углерода в кремнии, обогащенном изотопами 28Si, 29Si H30Si. 62
3.1. Изучение влияния изотопного обогащения на фононный и примесный спектр кремния. 63
3.2. Основные параметры полос поглощения кислорода и углерода в изотопно обогащенном кремнии . 67
3.2.1. ИК- спектр примеси углерода в изотопно обогащенном кремнии. 67
3.2.2. ИК- спектр примеси кислорода в изотопно обогащенном кремнии. 72
3.3. Влияние температуры на спектры поглощения примесей в кремнии-28 Определение градуировочного коэффициента для линии 1136 см-1 в 28Si при Т=16К. 79
3.4. Обсуждение результатов. 82
Глава 4. Определение примесей кислорода и углерода в поликристаллическом кремнии методом ИК- спектроскопии. 88
4.1. Характеристика образцов поликристаллического кремния. Условия экспериментов. 89
4.2. Вид спектров поглощения образцов поликристаллического кремния различного происхождения . 90
4.3. Определение градуировочного коэффициента для линии углерода 1205 см1. 93
4.4. Сопоставительное исследование содержания примесей кислорода и углерода в поликристаллическом кремнии. 95
4.5. Исследование поликристаллических образцов с низким содержанием примесей С и О. 98
4.6. Влияние высокотемпературной термической обработки поликристаллических образцов на результаты анализа. 99
4.7. Обсуждение результатов. 106
5. Выводы. 108
6. Список литературы.
