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氮杂质对单晶硅的性能有重要影响,氮在硅中的性质,相关缺陷的作用机理,以及对硅电学性能的影响一直为人们所研究。本文通过氮离子注入的方法在单晶硅中掺入杂质,经常规退火和快速热退火(RTP)处理后,利用傅立叶红外光谱仪(FTIR)和金相显微镜等仪器,研究了注入剂量、注入能量、退火条件等因素对氮离子注入单晶硅的本征吸除效应、电学性能、氧沉淀及诱生缺陷的影响。利用FTIR对经不同温度RTP处理的氮离子注入硅片进行测量,发现经650～800℃温区热处理后出现799 cm-1、998 cm-1和1018 cm-1三个氮氧复合体吸收峰;当RTP温度升高到800℃时,氮空位复合体吸收峰出现,且具有一定的稳定性;RTP处理使得氮相关复合体的形成不充分;氮气氛下热处理,硅片表面的氮向硅片体内扩散,氮氮对和氮氧复合体吸收峰有所增强。不同剂量的氮离子注入后,电阻率有所减少,且注入剂量越高电阻率越低。氮离子注入的单晶硅中能形成一种与氮有关的新施主,随着氮氧复合体的生成而出现,随着氮氧复合体的分解而消失;氮关新施主改变了注氮单晶硅的电学性能;氮氧复合体具有一定的稳定性,在650～750℃温区之间能稳定存在。本文对注氮硅单晶中的本征吸除效应进行了研究,结果表明,经氮离子注入后,单晶硅经一步短时退火即可以在硅片表面形成完整的清洁区。氮离子注入单晶硅经高温退火后体内产生了大量氧沉淀诱生的层错、位错和位错环。这些层错、位错以及位错环随着退火时间的延长而逐渐长大,缺陷密度随之增加,清洁区质量也越来越好。氮离子注入的剂量和能量对单晶硅体内的缺陷有着巨大影响,注入的剂量越小,单晶硅表面的缺陷密度越小,清洁区质量越好;注入能量越小氮掺杂位置越浅,氮杂质越容易外扩散,表面清洁区的质量越好。RTP预处理对硅单晶体内缺陷同样有着重要的影响,预处理温度越高,缺陷密度越大,清洁区宽度越小,且层错长度和位错环直径随预处理温度的升高而减小。