Преципитация бора в кремнии при имплантации и отжиге : расслоение на стадии Оствальдовского созревания

• Автор: Феклистов, Константин Викторович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 211 с. : ил.

Перечень условных сокращений:

ВРЭМ — высокоразрешающая электронная микроскопия.

МСВИ — Масс-Спектрометрия Вторичных Ионов.

ПЭМ — Просвечивающая Электронная Микроскопия.

ЭДС — Электродвижущая Сила.

ТД — точечный дефект.

Bi — атом бора в междоузельном положении решетки кремния.

Во — атом бора в узловой позиции решетки кремния до имплантации.

Сво — концентрация атомов бора в узловых позициях до имплантации.

Bs — атом бора в узловой позиции после имплантации и отжига.

Cbs — концентрация атомов бора в узлах после имплантации и отжига.

BIC (Boron Interstitial Clusters) — бор-междоузельные кластеры.
Csoi — равновесная концентрация атомов бора в узлах решетки кремния (равновесная растворимость бора в кремнии).
EOR (End Of Range) — дефекты в конце пробега.
I (Interstitials) — (собственный) атом кремния в междоузельной позиции.
Ci — концентрация собственных междоузельных атомов.
1C (Interstitial Clusters) — кластеры междоузельных атомов.
LSW (Lifshitz, Slyozov, Wagner) — теория Лифшица, Слезова и Вагнера.
Rd- глубина максимума потерь ионов на упругие соударения.
Rp (Rp) — средний проецированный пробег ионов при имплантации.
Si — кремний.
Fz-Si — чистый кремний, полученный бестигельной зонной плавкой (Float Zone).
TED (Transient Enhanced Diffusion) — переходная ускоренная диффузия.

Перечень условных сокращений
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Обзор литературы '
§1.1 Неустойчивости в химически реагирующих системах. Образование пространственно неоднородных структур слаборастворимых солей в растворах. Эффект Лизеганга
§1.2 Примеры пространственного упорядочения ансамблей преципитатов в различных физических системах
§1.3 Формирование квазипериодических флуктуаций в распределении бора, имплантированного в кремний с высокой исходной концентрацией бора в узловых позициях
§1.4 Теория Лифшица-Слезова эволюции однородного ансамбля преципитатов в слабо пересыщенном твердом растворе на стадии Оствальдовского созревания
§1.5 Теория Оствальдовского созревания с учетом взаимодействия между преципитатами вида 1/г в приближении стационарной диффузии
§1.6 Оствальдовское созревание неоднородного в пространстве ансамбля преципитатов со стационарным диффузионным взаимодействием
§1.7 Точечные дефекты в решетке кремния, запасенные после ионной имплантации
§1.8 Кластеры междоузельных атомов кремния (1С)
§1.9 Протяженные {113} дефекты
§1.10 Дислокационные петли Франка и полные дислокационные петли
§1.11 Реакция Уоткинса
§1.12 Бор — междоузельные кластеры (В1С)

§1.13 Формирование протяженных дефектов в кремнии с высокой концентрацией бора в узловых позициях
§1.14 Диффузия бора в кремнии, ускоренная собственными междоузельными атомами
§1.15 Обобщение нерешенных задач и постановка задачи
ГЛАВА II. Методика эксперимента
§2.1 Анализ протяженных дефектов структуры методами просвечивающей и высокоразрешающей электронной микроскопии (ПЭМ, ВРЭМ)
§2.2 Измерение пространственного распределения концентрации электрически активных атомов бора методом эффекта Холла
ГЛАВА III. Концентрация электрически активных атомов бора в кремнии в области формирования квазипериодических флуктуаций полной концентрации бора
ГЛАВА IV. Два конкурирующих механизма кластеризации бора и междоузельных атомов кремния, приводящие к формированию преципитатов бора или дислокационных петель Франка
§4.1 Преципитация бора и расслоение ансамбля преципитатов бора по глубине.

§4.2 Параметры ансамбля преципитатов
§4.3 Захват бора в слое дислокационных петель Франка — конкурентный преципитации механизм деактивации бора
§4.4 Критерий реализации одного из механизмов кластеризации бора с междоузельными атомами кремния
ГЛАВА V. Моделирование преципитации бора в рамках классической модели Оствальдовского созревания
§5.1 Классическая модель Оствальдовского созревания
§5.2 Моделирование однородного ансамбля преципитатов в сопоставлении с

Здесь поток атомов на поверхность (/') задается через коэффициент диффузии атомов (О) и градиент концентрации атомов в растворе на поверхности преципитата (г=11).
т — количество атомов в преципитате, связано с радиусом сферического преципитата (К) концентрацию бора в фазе преципитатов (Сь) как:
т=кЯ3Сь (1.6)
Скорость роста преципитатов находилась в [24] в приближении точечных невзаимодействующих преципитатов, расположенных на больших расстояниях друг от друга). В этом случае скорость роста выражалась для одного изолированного преципитата в растворе. Для этого рассмотрено стационарное решение задачи диффузии в сферических координатах:
0-£-°Гс-1>±±[г) (1.7)
Второе граничное условие на бесконечности от преципитата: концентрация равна средней концентрации в растворе. Из-за этого граничного условия преципитаты в теории Лифщица и Слезова являются невзаимодействующими:
си=<С) (1.8)
Первое граничное условие на поверхности преципитата: концентрация в растворе на поверхности преципитата задается соотношением Гиббса-Томсона: