Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 | 3 | 4 |   ...   | 5 |

У кремн спостергаються дислокацйн максимуми внутршнього тертя типу Бордон з параметрами релаксац: U 1,85 еВ, 0 = 51011 сЦ1 [32]. У пластично деформованих ниткоподбних кристалах кремню спостергали шсть максимумв внутршнього тертя, зумовлених колективним та ндивдуальним вдкрпленням геометричних перегинв 60градусних та гвинтових дислокацй. пх температури знаходяться в област 150 - 300 К (для частоти 1 - 3 Гц), енерг активац становлять 0,24 - 0,6 еВ, а частотн фактори - 109 - 1012 сЦ1. Ще чотири максимуми знаходяться в област 600 - 1100 К. Вони зумовлен утворенням та рухом поодиноких подвйних термчних перегинв на 60-градусних та гвинтових дислокацях. Енерг активац цих максимумв знаходяться у межах 1,5 - 2,55 еВ, а частотн фактори - 1012 - 1013 сЦ1 [33]. Бльш докладно дослджено максимум з енергю активац 1,85 еВ у кристалах, деформованих при 0,8 Тпл й частотним фактором 210- 10c [34]. Вн зумовлений термоактивованим утворенням подвйних перегинв на прямолнйних длянках дислокацйних сегментв, довжина яких контролються полем внутршнх напружень. Висота цього максимуму зроста з збльшенням ступеня попередньо пластично деформац до 1 %. Зростання амплтуди деформац в межах 610Ц6 - 810Ц5 призводить до збльшення висоти та пвширини пка, а подальше зростання - до суттвого змщення максимуму в область низьких температур.

Висок значення барТра Пайрлса, властив елементарним напвпровдникам (кремнй, германй), а також деяким ншим матералам, призводять до реалзац певних специфчних механзмв дислокацйного згасання. Одним з них дифузйно-дислокацйний (конденсацйний) механзм [35], який може реалзовуватися при як завгодно малих значеннях напружень. При стискуванн кристала внаслдок збльшення вльно енерг утворення вакансй виника пересичення, яке зумовлю рух надлишкових вакансй до стокв, що супроводжуться утворенням кластерв та дислокацйних петель у бездислокацйних та малодислокацйних кристалах, або переповзання наявних ростових та деформацйних дислокацй. При знятт навантаження концентраця вакансй ста меншою за рвноважну, що виклика утворення рух вакансй з поверхн кристала до його обТму. Багаторазове повторення таких циклв призводить до рзкого зростання розмрв та густини дислокацйних петель вакансйного типу. При певних умовах (температура, рвень напружень) за анало Складн системи процеси № 1- 2, гчним механзмом можуть утворюватися та зростати також мжвузловинн дислокацйн петл.

У напвпровдникових та делектричних кристалах дислокац можуть бути зарядженими [36], через що х взамодя з зарядженими домшками та точковими дефектами стотно залежить як вд заряду дислокац, так вд зарядв дефектв. Це може призводити до впливу освтлення на механчне згасання внаслдок генерування нервноважних носв заряду вдповдного змнювання зарядв дефектв [37].

Понад 90% дислокацй, що спостергаються методом сканувально електронно мкроскоп, електрично активними [38]. Найбльш стотний вплив дислокац виявляють на електричну провднсть кремню, час життя нервноважних носв заряду та дифузю домшкових атомв [26; 39; 40]. З крайовими дислокацями повТязана також ня люмнесценц з максимумом при 1,525 мкм [24]. Вплив дислокацй на електрофзичн властивост зумовлений наявнстю на них обрваних звТязкв, що призводить до формування додаткових станв у забороненй зон, а також утворенням на дислокацях домшкових атмосфер, вплив яких стотно залежить вд складу. У звТязку з цим поведнка ростових дислокацй та дислокацй, як уведено пластичною деформацю, рзною. Вплив дислокацй на питому електропровднсть слабколегованих кристалв виявляться [2] при х щльност понад - 108 смЦ2. При цьому бльш помтним вплив крайових, 60-градусних та розщеплених гвинтових дислокацй, як характеризуються найбльшими щльностями обрваних звТязкв. Суттвим також напрямок руху носв заряду вдносно нй дислокацй. Найбльший вплив вони виявляють, якщо х переважна орнтаця збгаться з напрямом току [26]. Крайов дислокац у кремн виявляють акцепторн властивост [41] у сильнодеформованих кристалах n-типу можуть виявляти нверсю типу провдност [42]. У слабколегованих напвпровдниках радус област позитивного просторового заряду поблизу дислокацй може сягати 10 - 100 мкм [43]. Тому у кристалах з електронною провднстю вона може розглядатися як включення матералу р-типу у n-типному напвпровднику.

При зворотному змщенн p-n переходу поблизу критичного для даного матералу поля спостергають лавиноподбне зростання току, повТязане з ударною онзацю або тунельним пробом [44]. Утворення лавини починаться в област так званих мкроплазм, одню з основних причин появи яких помтне (на 0,2 - 0,4 еВ) пониження ширини заборонено зони в област дислокацй.

Вплив дислокацй на час життя нервноважних носв заряду неоднозначним. З одного боку, наявнсть на дислокац обрваних звТязкв призводить до утворення у забороненй зон додаткових рвнв, за якими може вдбуватися рекомбнаця нервноважних носв заряду [26]. У достатньо чистих кристалах час х життя зворотно пропорцйним щльност дислокацй [1]. Проте вплив дислокацй стотно залежить вд типу та концентрац фонових домшок, а також вд складу утворювано атмосфери. Атмосфера може пасювати глибокорвнев домшки та дефекти призводити до пдвищення часу життя у дислокацйних кристалах порвняно з бездислокацйними [39]. Переважно на дислокацях скупчуються швидкодифундуюч домшки, зокрема мдь та золото, якщо х концентраця достатньо великою, що також призводить до пдвищення часу життя нервноважних носв заряду [1].

У спектрах фотолюмнесценц кремню присутн чотири н D1 - D4 з енергями 807, 873, 935 та 997 меВ, як зазвичай повТязують з дислокацями [45]. Дислокацйн центри виявляють стйксть до термчних обробок практично не пддаються деградац. Для пояснення механзмв виникнення люмнесценц для нй D1, D2 пропонувалися процеси, повТязан з перегинами та схдцями на дислокацях, дислокацйним потенцалом, домшково-дефектними комплексами й точками перетину дислокацй. Але жодна з запропонованих моделей не опису увесь комплекс експериментальних даних. У сильнодеформованих кристалах замсть н D1 сну досить широка смуга в област 750 - 850 мкм. При цьому у CZ-Si максимум змщуться до короткохвильового боку, а у FZ-Si - до довго Складн системи процеси № 1- 2, хвильового. Наявн данн дають пдставу вважати, що ця смуга повТязана з рекомбнацю донорно-акцепторного типу, в якй беруть участь киснев термодонори та акцепторн рвн дислокацй, що вдповдають за ню D1.

Енергя активац дифуз елементв III та V груп уздовж дислокацй у напвпровдниках становить 0,75 - 0,80 вд енерг активац обТмно дифуз, а коефцнт дифуз на - 5 порядкв вищим нж для обТмно дифуз [46]. Енергя активац дифуз вздовж крайово дислокац меншою нж вздовж гвинтово [40]. к дан, що для нкелю енергя активац дифуз уздовж поодиноко крайово дислокац дорвню енерг активац дифуз вздовж малокутово мжзеренно меж. У таблиц 2 наведено дан про параметри дифуз основних донорних та акцепторних домшок вздовж дислокацй у кремн.

Таблиця Параметри дифуз домшок уздовж дислокацй у кремн [40; 46] Дом- In Sb P As B Al шка D0, 10000 450 11000 75000 190 см2/с 290 Е, еВ 3,31 3,0 3,38 3,6 3,24 3, 3,1 3,Згдно з [47] статичний чотирьохточковий згин з вссю [112] при температурах 1070 - 1320 К, зовншнх напруженнях 0,3 - 2,7 кГ/мм2 та легуванн кристалу бором з концентрацю менш нж 41018 смЦ3, або фосфором (< 11019 смЦ3) призводить до прискорення дифуз домшок у стиснутих областях та уповльнення у розтягнутих. Така деформаця да можливсть забезпечити максимальн напруження за одню з площин ковзання та увести дв системи 60-градусних дислокацй. За бльш високих концентрацй домшок спостергаться уповльнення х дифуз незалежно вд знаку деформац та величини зовншнх напружень. Припускають, що рух дислокацй при такому навантаженн вдбуваться шляхом ковзання 60-градусних сегментв дислокацйних петель одночасно з неконсервативним перемщенням схдцв з одн площини ковзання до ншо. Залежност коефцнтв дифуз вд знаку та величини прикладених напружень при цьому можуть бути пояснен тим, що при перековзанн схдцв 60-градусних дислокацй на вищележач площини ковзання у дифузйнй област народжуються мжвузловинн атоми кремню, як можуть англювати з вакансями, зменшуючи х концентрацю у дифузйно област , вдповдно, коефцнт дифуз, або витсняти до мжвузловин атоми фосфору та бору, пдвищуючи ефективн коефцнти х дифуз.

На поверхн ептаксйних шарв кремню товщиною близько 30 мкм з змнним рвнем легування, питомий електричний опр яких змнювався за товщиною вд 1 до 100 Омсм, осаджених на пдкладках КЭС-0,01 (111) даметром 76 мм товщиною 380 мкм щльност дислокацй та дефектв пакування не перевищують 10 смЦ2 [48]. Поблизу меж роздлу пдкладки та шару ц композиц мстять стку дислокацй невдповдност, що складаться з похилих дислокацй та петель, як проникають до ептаксйного шару на вдстань 5 - 10 мкм. У 5 мкм вд пдкладки щльнсть дислокацй дорвню 102 - 103 смЦ2. Крм того, у таких композицях спостергаються н ковзання, як переважно виходять з джерел Франка-Рда на боках пластини. У пдкладц вони складаються з одного або двох паралельних рядв дислокацй, а у ептаксйному шар - з сполучення дислокацйних петель та дефектв пакування рзного розмру.

2. Взамодя дислокацй з домшками Взамодя домшкових атомв з дислокацями виявля стотний вплив на деяк фзичн Складн системи процеси № 1- 2, властивост кристалв. По-перше, це зумовлено тим, що утворюван на дислокацях атмосфери суттво змнюють швидкост руху та розмноження дислокацй. Характер цього впливу залежить вд типу кристала [2]. У металах взамодя домшок з дислокацями переважно пружною. Тому домшков атмосфери ефективними стопорами руху дислокацй, а також пдвищують критичн напруження х утворення. Це призводить до пдвищення меж плинност помтно змни нших механчних характеристик кристала, що визначаються рухом дислокацй. У напвпровдникових кристалах стотною електрична поведнка домшок. Вони можуть суттво змнювати енергю дефектв пакування, яка визнача можливсть розщеплення гвинтових дислокацй. Домшки, що призводять до пдвищення енерг дефекту пакування, , вдповдно, до зменшення моврност розщеплення дислокацй, полегшують х поперечне ковзання. Домшки ж, як знижують енергю дефекту пакування, полегшують розщеплення дислокацй та ускладнюють х рух. При температурах приблизно понад 0,7 Тпл у напвпровдникових кристалах, як у металах, визначальним ста пружна взамодя домшок з дислокацями, домшков атоми будь-якого типу ускладнюють рух та розмноження дислокацй.

Другим фактором, що визнача характер впливу взамод домшок з дислокацями та дефектами структури на властивост кристалу, змна характеристик домшкових атомв (тип та енерг рвнв, створюваних домшкою в забороненй зон, перерзи захоплення нервноважних носв заряду, локальн спотворення кристалчно рештки тощо) при х переход з обТму кристалу до атмосфери дефекту. Якщо домшка стотно вплива на т чи нш властивост кристала частка атомв, що перейшли до атмосфери, достатньо великою, то утворення домшкових атмосфер може стотно впливати на вдповдн властивост кристала. Вдомим прикладом такого впливу пдвищення часу життя нервноважних носв заряду у кремн при переведенн атомв мд з обТму до дислокацйних атмосфер [39].

Дислокац та нш дефекти ефективними центрами прециптац мд й ряду нших перехдних металв. У цьому раз атмосфера складаться з видлень силцидв та прециптатв, що мають пдвищену електропровднсть [49]. Згдно з [50] прециптати, що декорують ядра дислокацй у кристалах кремню та германю, вирощених за методом Чохральського, мають кристалчну структуру локалзован в област, де домнують напруження розтягнення. Прециптати не металевими фазами й мстять велику кльксть кисню. пх розмр зроста з збльшенням вектора Бюргерса дислокац.

Третм фактором змна характеристик дефектв при утворенн атмосфери. Зокрема формування домшково атмосфери може призводити до помтного пдвищення полв пружних напружень поблизу дислокац, що використовуться для взуалзац дислокацй при х дослдженн методами рентгенвсько топограф [39]. Прикладом комбнованого впливу другого та третього факторв стотне пдвищення низькотемпературно рухливост дрок внаслдок зменшення х розсювання на домшкових атомах дислокацях при утворенн атмосфери з атомв ндю на дислокацях, що утворюються пд час електропластично деформац монокристалв кремню [51].

Дислокац та ростов мкродефекти ефективними стоками для домшок у кремн [52]. Псля вдпалу при 1470 К протягом 2 год концентраця фосфору у кристалах зменшуться вд 8,31012 до 4,61012 смЦ3 вд 5,551012 до 2,761012 смЦ3, а бора - вд 8,31012 до 3,951012 смЦ3 та вд 7,531012 до 2,761012 смЦ3. Концентраця оптично активного кисню при цьому практично не змнються. Згдно з [51; 53; 54], атмосфери ростових дислокацй у монокристалах кремню можуть бути заповнен киснем, вуглецем, азотом, атомами легувальних елементв та ншими домшками. У [55] вдзначають можливсть декорування мкродефектв А-, В- D-типв у кремн атомами водню у процес лужного селективного травлення при 370 К.

Pages:     | 1 | 2 | 3 | 4 |   ...   | 5 |    Книги по разным темам