Some aspects of the effect of heat treatment on the minority carrier diffusion length in low resistivity p-type silicon

Abstract

Four different types of low resistivity p-type silicon, namely float-zoned and Czochralski-grown materials as well as EFG-grown ribbons containing high and low oxygen concentrations are subjected to heat treatments between 850 and 1050°C, followed by slow cooling to 600°C, after which they are air quenched. Subsequently, the response of their electron diffusion lengths to the flux of 1 μm photons is measured. The results show that in all materials a progressive destruction of the minority carrier diffusion length occurs as the heat treatment temperature increases. However, it appears that the dominant recombination centers in the oxygen rich materials differ from those present in the relatively oxygen free materials. It is concluded that a “gettering” effect based on oxygen occurs, which is not likely to be related to SiO2, precipitation, however. Es wird das Verhalten der Elektronendiffusionslange in Bor-dotiertem Silizium als Furiktion des Photonenflusses bei 1 μm Wellenlange in Abhangigkeit von vorhergegangenen Warmebehand-lungen des Materials untersucht. Dazu werden vier Arten von Silizium, namlich tiegelfrei gezogenes (FZ), tiegelgezogenes (CZ) und sauerstoffarme (OL) sowohl als auch sauerstoffreiche (OR) Bander die im EFG-Verfahren hergestellt waren, bei Temperaturen zwischen 850 und 1050 °C vorgetempert und anschliesend langsam auf 600 °C abgekuhlt; danach werden sie an Luft abgeschreckt. Die Untersuchungen ergeben, das bei allen Materialien eine Reduktion der Elektronendiffussions-lange eintritt, wenn bei hoheren Temperaturen vorbehandelt wird. Allerdings scheinen sich die erzeugten Rekombinationszentren in den sauerstoffreichen Materialien von denen in den sauerstoffarmen zu unterscheiden. Es wird geschlossen, das sich grosere Komplexe zwischen Sauerstoff-Silizium und Verunreinigungen bilden, bevor es zur Prazipitation von SiO2, kommt.