Określanie koncentracji azotu w monokryształach krzemu otrzymywanych metodą Czochralskiego na podstawie widm absorpcyjnych w zakresie dalekiej podczerwieni

Monokryształy krzemu otrzymane metodą Czochralskiego (Cz - Si) domieszkowano azotem poprzez wzrost w atmosferze Ar + N2. Wykonując pomiary absorpcji optycznej po izotermicznych wygrzewaniach zbadano proces generacji płytkich donorów termicznych (STDs) związanych z kompleksami N[indeks dolny]i-O[indeks dolny]mi. Określono warunki procesów termicznych, w których koncentracja defektów ulega nasyceniu ( 650°C min. Igodz. lub 600°C min. 3 godz.). Przedstawiono metodę określania koncentracji azotu w monokryształach Cz - Si w zakresie l x 10[indeks górny]13 ≥ [N] < 5 x 10[indeks górny]14 at.cm-³ opartą o pomiar absorpcji w zakresie dalekiej podczerwieni w niskich temperaturach.

The nitrogen doping of Czochralski silicon crystals was accomplished by adding a small amount of N[sub]2 gas to the argon ambient in the growth chamber. The generation process of shallow thermal donors (STDs) attributed to N[sub]i-O[sub]mi complexes with the measurement of their optical absorption after isothermal annealing was investigated. On the basis of the obtained results, we proposed the annealing conditions when concentration of complexes reaches a saturated value (650°C, min. 1 h or 600°C, min. 3 h). We have defined the method for the quantitative measurement of nitrogen in CZ silicon crystals by means of low temperature Fourier transform infrared spectroscopy (LT-FTIR), based on measurement in the far-infrared range. This method can be used for the detection of the nitrogen concentration in the range of 1 x l0[sup]13 - 5 x l0[sup]14 at.cm-³.