集成电路特征线宽的不断减小使直拉硅单晶中的微缺陷的控制变得越来越重要。随着硅片直径不断增大以及磁控拉晶技术的应用,硅中的氧浓度有所下降,这对氧沉淀的形成不利。另一方面,在大直径直拉硅单晶中形成的空洞型缺陷(Void)会影响金属-氧化物-半导体(MOS)器件的栅极氧化层的完整性,对器件的性能产生不利影响。利用共掺杂技术来控制直拉硅单晶中的微缺陷是目前硅材料研究的重要方向。本文在生长掺入高浓度锗的直拉硅单晶的基础上,对其性能进行了表征。此外,研究了掺锗直拉(GCZ)硅单晶中的Void缺陷以及粒子辐照对掺锗直拉硅单晶中氧沉淀的影响,取得了如下主要研究结果：(1)生长了掺锗浓度为1020cm-3的无位错直拉硅单晶,通过二次离子质谱法测量晶体不同部位的锗浓度,结合晶体生长的工艺参数,计算得到锗在硅中的有效分凝系数为0.56。研究表明,与空洞型缺陷相关的流动图形缺陷(FPD)的密度从硅晶体的头部到尾部逐渐降低,说明锗的掺入可以抑制硅单晶中FPD的形成。研究还表明,在相同的硅片加工条件下,来自上述硅晶体头部附近的硅片的翘曲度要比来自尾部附近的硅片高。考虑到锗浓度从硅晶体头部到尾部逐步提高,因此可以认为掺锗可以有效提高硅片的机械性能。(2)研究了各种掺锗直拉硅中的FPD。研究表明,在轻掺直拉硅单晶中,GCZ硅中的FPD密度随着Ge浓度的增加而降低。与重掺B的CZ硅相比,重掺B的GCZ硅中的FPD密度更高；而重掺P的GCZ硅中FPD密度低于CZ硅。分析认为,在轻掺GCZ硅的生长过程中,锗原子可以消耗自由空位从而抑制与FPD相关的大尺寸Void缺陷的形成；而在重掺B的GCZ硅中,B与Ge原子的应力补偿作用可以增加空位浓度,从而促进了与大尺寸Void缺陷相关的FPD的形成。(3)研究了粒子辐照对直拉硅单晶中氧沉淀的影响。实验发现,电子辐照可以促进氧沉淀的形成,且辐照剂量越大,促进作用越明显。中子辐照的GCZ硅样品中,在450℃就能发生显著的氧沉淀形核；而在中子辐照的CZ硅样品中,只有当温度提升至650℃才能形成氧沉淀核心；在未受辐照的CZ与GCZ硅样品中,只有当形核温度提升至800℃才能形成氧沉淀核心。上述结果表明中子辐照对GCZ硅中氧沉淀形核的促进作用更加明显。