Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 | 3 |

Вважаючи ж зародками МФК, змну паПрискорення формування термодоно- раметрв вдпалу можна пояснити вплирв спостергаться за наявност просто- вом пружних напружень в кристалчнй рового розподлу дефектв. Якщо дефек- рештц, як створюються МФК. Тобто ти, що вводяться при опромненн, розпо- збльшення однордност просторового длен по обТму кристала однордно, то розподлу домшки кисню при ПТО-опромнення не вплива на генерацю призводить до бльш однордного розпотермодонорв, або навть призводить до длу самих кисневих термодонорв. пх деуповльнення. Згдно з [18] опромнення формацйна взамодя послаблються, що кремню електронами з енергю 4 МеВ уповльню вдпал термодонорв [10].

при 300 К 670 - 720 К призводить до В основних моделях термодонорв [4], уповльнення формування термодонорв.

дифузя атомв кисню головним чинниЦе може свдчити про те, що мжвузло- ком, що лмту як процес утворення ТД, винн атоми кремню ваканс не беруть так процес х вдпалу. Отже, змна Еа участь в х формуванн.

може певною мрою характеризувати змКиснев термодонори на вдмну вд ну умов дифуз мжвузловинного кисню.

донорних домшок не виявляють стотно- Тод збльшення Еа псля ПТО-800 ознаго впливу на формування вторинних рад- ча уповльнення дифуз Оi. Базуючись ацйних дефектв при електронному на отриманих результатах, можна припуопромненн [11]. В n-Si такими дефекта- стити, що "прискорена" дифузя О в проми Е-центри, що виникають внаслдок цес генерац термодонорв властива кулонвсько взамод негативно заря- тльки тим атомам кисню, як знаходяться джених вакансй з термодонорами. Таку в напружених областях кристала всередивдмннсть можна пояснити двома спосо- н мкрофлуктуацй з високими значеннябами. По перше, якщо середнй розмр ми концентрац кисню [9, 15].

скупчень термодонорв малим порвня- Ус термодонори цлком вдпалюються но з довжиною вльного пробгу вакансй, за клька хвилин при 1100 оС [1 - 3]. Дваа остання - малою порвняно з серед- дцятигодинна витримка при 1100 - ньою вдстанню мж скупченнями, мов- 1200 оС призводить до прециптац кисрнсть взамод вакансй з термодонора- ню стаблзац зразка, у результат яко ми буде малою термодонори не мають при повторнй низькотемпературнй обвиявляти стотного впливу на утворення робц термодонори практично не утвовторинних радацйних дефектв. По- рюються. Витримка протягом 1 години друге, можна припустити утворення на- при 1300 - 1350 оС не призводить до ставколо термодонорв атмосфер з впрова- блзац, оскльки вдбуваться розчиненджених атомв кисню, що перешкоджа- ня прециптатв кисню, при повторнй ють проникненню вакансй до термодо- низькотемпературнй обробц термодононорних скупчень.

ри формуються так само, як у вихдних Вплив ПТО при температурах 510 оС кристалах.

515 оС на процес вдпалу термодонорв, За даними [19, 20] вдпал термодоноутворених при 450 оС, вивчався в роботах рв у кристалах, що мстять бор як осново [9, 10]. ПТО при 800 С стотно уповль- ну або фонову домшку, супроводжуться ню цей процес. Енергя активац (Еа) утворенням метастабльних електрично частотний фактор вдпалу () стотно зб- нейтральних комплексв, що мстять атольшуються псля ПТО: для рзних груп ми бору та кисню зникають при кмнатнй температур протягом 5 - 7 дб. Форзразкв Ea = 1,64 - 1,88 еВ; ( = 6,3108 - Складн системи процеси № 1, мування таких комплексв спостергаться зв'язкв одного атома кремню, у той час також на початкових етапах генерац по- як для негативно зарядженого стану двйних термодонорв при "низькотемпе- бльш стабльною конфгураця з атомом ратурних" вдпалах конкуруючим про- водню в антизв'язаному стан. О-Н взацесом. Вдзначаться пдвищення швид- модя ма зменшувати ефективну енергя кост генерац термодонорв за умови активац мграц кисню.

вдсутност стокв для власних мжвузло- У той же час експериментально в кривинних атомв кремню, що може свдчи- сталах кремню, вирощених методом Чоти про х участь у цих процесах. хральського та мплантованих протонами при 20 K, було виявлено [21] два компле3. ВПЛИВ ДОМШОК НА ФОР- кси, що включають по одному атому водМУВАННЯ ТЕРМОДОНОРВ ню кисню. пх структура вдрзняться вд структур, знайдених у теоретичних робоНа процес формування термодонорв тах. Крм того, було встановлено, що ц може стотно впливати введення в крис- комплекси нестйкими. При пдвищенн тал кремню щльних донорних та акцеп- температури кристалв до 200 K вони торних, зовалентних домшок (германю, зникають тому не можуть бути вдповолова, вуглецю), рдкоземельних металв, дальними за прискорену дифузю кисню водню та нших. Це повТязано з змною при температурах понад 300 оC. Таким характеристик утворення термодонорв та чином, можна констатувати, що загально центрв х зародження, розчинност кис- прийнято модел взамод атомв водню ню, параметрв дифуз рухливих оди- кисню, що дозволя описати вдом ексниць, що беруть участь у формуванн периментальн дан по прискорення водтермодонорв, а також можливстю утво- нем дифуз кисню, дотепер нема.

рення нових дефектв, що мстять легую- Уведення вуглецю при високих (понад чу домшку та кисень. 11017 см-3) концентрацях подавля утвоЩльн донори подавляють, а щльн рення низькотемпературних термодоноакцептори прискорюють генерацю тер- рв. Це може бути зв'язане з утворенням модонорв [4]. Це може бути повТязано з мжатомних комплексв типу CO CO2, х впливом на електронно-дркову рвно- енерг звТязку яких дорвнюють, вдповвагу у кристал рвноважн концентрац дно, 0,7 - 0,8 та близько 1,0 еВ [1, 4, 23].

електрично активних дефектв. Згдно з [23], у кристалах з близькими У [21] установлено, що в кристалчно- концентрацями кисню вуглецю процес му кремн, легованому воднем шляхом утворення СО пар може конкурувати з високотемпературно дифуз з концент- утворенням термодонорв призводити до рацями 1015 - 1016 см-3, спостергаються зниження х концентрац. За даними Ч значного зростання (до 106 разв при T < спектроскоп снують чотири типи СО 300 C) коефцнта дифуз кисню, а та- комплексв, що донорами [4].

Вплив вуглецю пояснюють також змекож швидкостей виходу Oi з твердого розчину генерац двозарядних термодо- ншенням концентрац вакансй при рознорв при термообробках кристалв в об- пад пересиченого твердого розчину вуглецю в кремн [23]. Однак це суперечить ласт температур T = 350 - 450 C. Ввависновкам [18] про те, що ваканс мжжають, що це пов'язане з зростанням рувузловинн атоми кремню не впливають хливост атомв кисню в результат х взана швидксть утворення термодонорв.

мод з атомами водню, який швидко диУ [24] встановлено утворення бстабфунду в глибину кристала.

ьних комплексв СОН, що виявляють Розрахунки [21, 22] показують, що для властивост щльного донора глибокого нейтрального позитивно зарядженого акцептора (D1Ццентра) та мають негативстанв енергетично вигдною конфгурацну кореляцйну енергю. Так ж дефекти ю комплекс, де атоми водню кисню можуть формуватися у кристалах кремрозташовуються на центрах двох сусднх Складн системи процеси № 1, ню з мжвузловинними радацйними де- ню. При цьому присутнсть германю сфектами (D1 прекурсорами) внаслдок тотно вплива також на рухливсть елеквведення водню шляхом хмчного трав- тронв [29]. Зрст рухливост при великих лення. D1 прекурсори стабльними при- часах вдпалу, на думку авторв [29], моблизно до 400 оС, що пдтверджу можли- же бути пов'язаний з екрануванням всть х участ в утворенн низькотемпера- центрв, що розсюють електрони, вакантурних термодонорв. сями, а в Si також з х гетеруванням Присутнсть германю подавля гене- атомами германя.

рацю та зменшу максимальн концент- При концентрац германю понад рац низькотемпературних термодонорв 51018 см-3 спостергаться поява ряду но[4]. При температур вдпалу 435 оС мак- вих лнй у спектр Ч поглинання, розтасимальна концентраця термодонорв у шованих близько до смуг поглинання кристалах з концентрацями Oi = термодонорв у спецально нелегованому 1,31018 см-3, Cs < 31016 см-3 досягаться германм кремн [30, 31]. Вимрювання [25] за 60 - 80 годин склада 151015 см-3 енергй онзац термодонорв у кристау чистому кремн, 91015 31015 см-3 при лах кремню твердих розчинв кремнйконцентрацях германю, вдповдно, германй (NGe = 21020 см-3) також пока31019 11020 см-3. Початкова швидксть зують [32], що набори термодонорв у них утворення термодонорв зменшуться з розрзняються. Ефективнсть введення ростом концентрац германю, але не за- вдповдних центрв стотно нижче, нж у лежить вд температури вдпалу в дапа- термодонорв у нелегованих германм зон 425 - 475 оС. Зниження ефективност кристалах, формування яких уповльнюутворення низькотемпературних термо- ться з ростом концентрац германю.

донорв при введенн понад 11019 см-3 ге- Знижуться також ефективнсть введення рманю вдзначалося також у [26]. Автори щльних термодонорв, що утворюються [27] припускають наявнсть сильно вза- на початковй стад термообробки при мод мж киснем германм, тому що 450 оС (t = 2 години).

ентальпя утворення Ge2 стотно вище, У робот [33] виявлен так закономрнж Si2 CO2 (вдповдно 5,90; 2,73 ност процесв формування низькотемпе3,94 еВ). Однак таке припущення не пд- ратурних термодонорв у твердих розчитверджуться наявними експерименталь- нах кремнй - германй. Характеристичн ними даними про вплив германю на роз- часи утворення центрв зародження терчиннсть коефцнт дифуз кисню в модонорв бстабльных термодонорв у кремн, а також результатами аналзу [1]. кристалах з концентрацю германю блиРазом з тим, отриман у [27] дан про зько 1020 см-3 збльшен у 3 - 5 разв, а вплив германю на формування термодо- стацонарн концентрац цих центрв у норв пдтверджують висновок про вдно- 1,5 - 2 рази вищими, нж у кристалах з тсно невисоке (0,15 - 0,20 еВ) значення ю же концентрацю кисню, що не мсенерг зв'язку атомв кисню германю в тять германю. Сумарн стацонарн кремн. При стотно бльшй величин швидкост генерац термодонорв знижебльшсть атомв кисню була б зв'язана в н в 2 - 3 рази, причому з зниженням текомплекси з атомами германю, утво- мператури термообробки (400 427 оС) це рення термодонорв не спостергалося б. розходження збльшуться. Константи Згдно з [28], вдпал легованих германм швидкостей прямих реакцй утворення (51019 - 1,31020 см-3) монокристалв кре- термодонорв знижен в 3 - 5 разв. Примню з концентрацю фосфору 51013 - пускають, що поля пружних напружень, 11014 см-3 на повтр при температур як формуються атомами германя, збль450 оС призводить до появи додаткових шують енергетичн бар'ри формування донорних рвнв з енергями Ec - 0,24 Ec кисневих комплексв. Однак, слд вдзна - 0,35 еВ. Так рвн не спостергали в ко- чити, що в робот [34] не виявлено стотнтрольних зразках, що не мстили герма- них розходжень у кнетиц формування Складн системи процеси № 1, термодонорв при 450 оС у кристалах p-Si У робот [41] показано, що характер p-Si (71019 - 31020 см-3 германю) з впливу домшок, як швидко дифундують, вихдною величиною питомого електрич- на генерацю низькотемпературних терного опору 90 Омсм, отриманих як мето- модонорв стотно залежить вд типу додом Чохральского, так безтигельною мшки температури вдпалу; це може бузонною плавкою. ти пов'язане з тим, що х атоми входять до Олово, як германй та вуглець, пода- складу термодонорв, причому, тип тервля утворення низькотемпературних модонора залежить вд типу клькост термодонорв [35]. Вдмчаться однако- атомв металу в ньому. За даними [42] вий характер впливу цих елементв на ос- атоми золота у кремн можуть знаходиновн параметри утворення термодонорв. тися у вид кластерв AuxOy, що утворюПри цьому ступнь та величини ефектв ються при взамод золота з щльними впливу визначаються деформацйним за- кисневими комплексами, якими можуть рядом домшки зростають у напряму ге- бути термодонори.

рманй - олово - вуглець. Вплив германю У роботах [43, 44] дослджений вплив та олова на процеси формування термо- магню на процес формування термододонорв може бути повТязаний [4] з тим, норв. Введення магню дифузю подавщо створюван ними деформац рештки ля утворення термодонорв [43]. При за знаком спвпадають з деформацями, введенн магню з розплаву в процес вищо створюють мжвузловинн атоми кис- рощування кристала концентрац термоню та кремню. Тому присутнсть дом- донорв у Si Si стотно не розрзшок ма зменшувати рвноважн концент- няються [44]. У кристалах, вирощених рац цих дефектв. Крм того, зовалентн методом Чохральского, що мстять 4домшки ефективними центрами захоп- - 81017 см-3 магню, (7 - 11)1017 см-3 кислення власних точкових дефектв, що мо- ню менш 51016 см-3 вуглецю, електричжливо беруть участь в процесах форму- но активних центрв, як б включали атовання термодонорв. ми магню, не виявлено [44]. КонцентраУтворення ростових термодонорв по- ця термодонорв у них корелю тльки з давляться також при вирощуванн крис- концентрацю кисню. Згдно з [44] у моталв в атмосфер азоту [36]. У кристалах, нокристалах Si велик за розмром що мстять азот, спостергаться утворен- кластери з концентрацю магню до ня при середнх температурах (близько 51021 см-3. На думку авторв, вони мо650 оС) щльних донорв, як комплек- жуть бути включеннями Mg чи Mg2Si сами NOm, як комплексами мжвузло- практично вс атоми магню знаходяться в винного атому азоту m (m = 2, 3, 4) ато- склад таких кластерв. Автори [44] ввамв кисню [37]. жають, що ефект подавлення формування к дан, що присутнсть у кремн до- термодонорв, який спостергався в [43] мшок, що швидко диффундирують в при дифузйному легуванн магнм може глибину кристалу, наприклад золота, на- бути пов'язаний з взамодю атомв магвпаки значно пдвищу максимальну кон- ню кисню.

Pages:     | 1 | 2 | 3 |    Книги по разным темам