Исследование микронеоднородностей распределения примеси кислорода и кислородсодержащих дефектов в монокристаллическом кремнии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

НАЦЮНАЛЬНА АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1НМ р г г (л п ШЗТИТУТ Ф13ПШ

На правах рукопису

КАБАДДШ СЛЕКСАТщГ ^ПСОЛАИ^ВИЧ

ДОСЛ1ДЖЕННЯ М1КР0НЕ0ДН0Р1ДН0СТЕИ Р03П0Д1ЛУ Д0М1ШКИ КИСНЮ ТА КИСНЕВМ1СНИХ ДЕФЕКТ 1В В

МОНОКРИОТМ1ЧНОМУ КРЕШШ

01.04 «07 - ф!зика твердого т1л1.

АВТОРЕФЕРАТ дисертацН на здобуття вченого ступеня

кандидата ф!зико-матвматичних наук

КиХв-1995

Дисвртвц1я нв правах рукопису

Робота виконана в 1нстатут1 ф!зики HAH Укра1ни.

Науковий кер!вник: доктор ф1зико-математачних наук,

профвсор Шахопцов Валер1й 1ванович

ООЗДйн! опоненти: доктор ф1зико-мат?мати'ошх наук,

профвсор Владимиров Вадаш Володамирович

доктор ф1зико-математичних наук, профвсор Литовченхо Петро Григорович

Пров1дав орган1зац!я: Ки1воышй ун1верситет 1м. Т.Г.Шэвченка.

Захист в!д0удвться "_"_1995 р. о _годин!

на зас1данн! Спец1ал1зовано1 Ради Д.01.96.01 при 1нститут1 ф1зшш HAH УкраТни за адресов: 252650, Ки1в-28, проспект Науки, 43.

S дисертац1вг можна ознайомитисъ в б1<Зл1отец1 1нституту Физики HAH УкраТни.

В1дгуки на автореферат у двох прим1рниках, зав!рен1 печаткою, прохання надсилати на вказану адресу на 1м'я вченого секретаря.

Автореферат роз!слано "_■__ 1995 р.

Вчвний секретер сшц1ал!зовано1 рада

с

1щук В.А.

ЗЛГЛЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОПОТИ

.•> ; <тг1, :.:•.! политься, сиитемптазовп»! л!торзгури1 та орл-" : .', . угул? вкслор^зп'гплытх асдокг !.Е ыишву -1'.. 1 лгжая1зчц11 доч1г."И кисгг та диф>?хт1в

; •. •..'..:1п • .¡>1:5кчи1 влаотиеост! и:)клкр-:стол1чвого 31.

Мпчпкрчотпл1чиий крп»."ч'Л зчл'жппт'-ся 00-!•. ки;--р1м:.хл супаснэ! ТЕорд.1т1л1,но1 м гиргтястрэтки. Тсх-н1чд1 хв^кгариглжа авектрошшх пр;мад!а, ствзрощпс н-и .чеков! цього мптер1злу, г,::знзчаитьсп Пого вих1дштми елвстивостямл, о

< * —»„

стьо!льн1сть е.гиэк1р^1!1зичн.1!х влаотивостей 51, а в1д1Юы1;а'ю нзд!Л-н!сть 1 тр:щпл1сть фугссиДнпашш прллад!в на йога основ!, суттйва звлокзть в!д дом1скозо-де;1влтного складу цього матер1!;лу.

Вкасл1док подалыю! м1н1атпризац11 елемент!в тЕордот?льнэ1 м1кроэлектрсн!ки, з переходом 1х розм!р!в в субм1крсюту 1 яопо-метрову область, вишкаа промислова потреба в однор1дному масштаба одж-птць 1 долей м!крона 1 тврмостаС1лъному нап1Еправ1дшковому кчтер1ал1. Однор1дн1сть парамэтр!в промыслового нзп1впроЕ1дш;ка визначавтьса в основному однор!дн1стю розпод!лу легуючо! дсм1ики та проатороЕоп леквл1зац1ев залишкавих технолог1чних дом!шок, як! в процэс! виробничих операц!й приЯмвють участь в утЕоренн! елэк-тр1г-шо акг.шних складних терм!чнжс 1 рад1ац1й1шх дефект!в.

В монолр;'.стэл1чному кремнП технолог 1чно найб!льш вагугавоп дом1икою в цьому в!дношенн! в кисвнь. Перевищуючи в б1льшост! практично в&клхгг/х випэдк1в по концентрацП вс! 1ип1 дом!шки, сама :отсэнь влзначаз зм!ну алектричних властивоствй 51 при термооб-роОках (ТО) 1 п1д д!ею опром1аення. Це пов'язано з там, цо атоми таютв, олоктрэтяо пойтральп! у тсп.1дясму стал!, втодять до с:слзду основких електрично активних терм1чних та рад1ац11-ипгд. дефокт!в в Б1. Внасл1док того, що даяк! з таких дефэкт!в (низькотемпэратурн1 кисневм!сн1 термодонори (КТД), А-цэнтри) можуть утворшватися за м!сцам лекал1звц11 ц!еГ дом!шки, наявн!сть нводнор1дност! в II ттросторовому розподШ можэ призвэсти до иоконтрольовано! неощга-р'дно! зм!1ш електроф!зичнгх парамвтр1в вкх1дного матвр1алу.

Завдяки вдосконаленнш технологи вировдвання монокристал1ч-ного кремн1ю на сьогодапшн1й день досягнуто певккх роьультвт!в и коруваня! макроскопГокш однор!дн!стга рсзгюд1лу кисни. Так, стало можливим вироцунання монокристал!в 31 вэлтсих д!амэтр!в з наодно-

р1дн1стю осьового 1 раздельного розпод1лу ц1в1 дом'1шки не 01льшэ 15 %. Иоряд з Дим, досягнуто розум!ння того, що кисень в крэмнИ здатен утворювати такон 1 м1кроокоп1чн1 нгоднор1дност! розпод!лу розм1рвми в!д дасятк{в до долой м!крона, локальна концвнтрац1я в шшх значно первсиа^з в1дпои1\инв 1ито1'ралъне значения ц1а1 характеристики. Характарно, що так! неоднор1дност1 проявляють себе лише п!слл ТО в процес! ииготовлення 1 експлуатацП електронних пристроив 1 звичайно на еилвлйш-гься методами вх!дного контролю. ВнасШдок подалыло! м1н1ятюр«гзац11 елементно! бази проблема вияв-лвшш таких м1кроиЕ>одаор1дчо'/юй (МИ) стаа особливо актуальною. ПротЕ) традац1йя1 мв'ходи д1агностуьшшя крбмл1ю пря-щидово на мо-жуи засюс.аьан! для В1гр1шлшн цшго завданнл.

Метою роботя б ф1зичнэ обгрунтувашш новш. матод!в виявлення М1кроиеодиор1д1юс1'бй розпод1лу дом1шни кисию та кисивсм1сних де-фжт1в в мо1Ю1фИ15'гад1чному 31 та отрмьшм доитов1рно! к1льк!сноТ 1нформацП про параметра, що IX характернзують. В межах сформу-льоьано* задач1 нво0х1дно Оуло Еир1шати сл1дуюч1 питшшя:

1. Експериментально нерев1рити можлив!сть 1снуьышя в моно-кристал1чному кремнН м1кроскупчвьь кисневм1сш1х дьфокт1ь (МСКД) та МН розпод!лу кисшо. Визначити параметра, що Тх характеризують.

2. Вябчити вплпв цих неоднор1дностей на оптичн!, електричн1 та ыагн1ти! влаотивост! Са-31.

3. ДослШил вшвш МСКД на Елайтивост! окремих точкових де-фэкт1в, що входягь до складу м1кроскупчвнь.

)1аукова новизна робота полягае в настугшому:

1. Екогшриментально виявлено 1 шизчено ыиша скупчень КТД з розм}рами порядку 10 мкм на малокутова розс1ювання 1Ч-св1г.'ла в моиокристалах 31. Яапропонована 1нтерпрвтац1я немонотонного ходу залежлост! 1нтансивност1 розс1ювання в1д к1нетики накспичення термодонор1в.

2. лкипариментально виявлено 1 к!лък1сно проанал1зовано два тшш ан1ао?роп11 холл1всько! рухливост! в кремнП з КТД. Запропо-новаио теорегичну модель, що враховув ан1зотроп!ю форми м1кро-скупчонь термодонор1в (розм!рами 10"6- Ю^см) та' шарову макроне-однор!дн1сть розиод!лу самих' скупчень (з перЮдом порядку 10~3см) в яыидах руху носПв в нап1впроа1дниках.

3. Нкявлен! та проанал!зован1 осо0ливост1 впливу м1крофлук-туац!й концектрацП атоы1в 1сисню на процеси прецип1тац11 кисни та ухвчрання термодонор1в при 650°0 у нейтронно опром1неному Б1.

4. Еколериментально отримыно нел1н!йн1 польов! та темпера-

турн! зплокност! ствти'то! магн1тно1 сприйнятливс.:т1 в 31, да И-стить кисное! рад!ац1йн! та тер:.:оде>фекти. Встановлэно п1дттов1-даяьн!сть Л-цп!1тр1Б" та КТД за пгаг/.гашшш нал!н!йност!. Доел'дкгчга пштв зарядового стану цих но язяпп м"г н 1 тнпго упирядау-

вашш кооперативного типу.

5. 3 анал!зу температурных звлахаюствй холл!всько1 рухливос-/! в опром1ноному 51 з КТД оцХноио к1льк1сть тотксчит лофе7ст!в (4-10) в «{яроскутгшгтях тврпэдэиор1в з розм!рг»'я м<31шю ;у 6 см.

6. Доечдг.но, ко ввигстэння в 31 м1кроскупчедь нпзькстьипора-турних КТД в процес! ТО тз А-центр!1< г.1д опромШэгням г.умовлэно налвн1стю у вкпттпи!' .......» ^ _

с! т<пц?атрац!са тогок- порядку.

На захкст вкносяться наступи! полокоиня.

1. Особлнв!стю просторово! локал1зац!1 кисни та кисноем1сних двфект1в в е неоднор!дн1сть "х розпод!лу як в макро-, так 1 в м!кромасатаб1, що проявлявться в 1снуванн1 дом1шкавих страт, до-м1шкових м1крофлуктуац!й та м1кроскупчень киснэвм1сних дефэкт!в.

2. Осноен! вида кисн8ем 1 снкх дефакт1в (А-центри та КТД) в монокристал1чному 31, що вирощоютй за методом Чохрэлъського, здатн; утзорювоти м!кронеоднор!дност! розм!рами Ю^-Ю^см; концентрация цих дв<!»кт!в в скутпеннях складав Ю^-ХСГ'см"?

3. 1снувзння в Сг-51 МСКД призводить до виникнення в цьому матвр!ал! додаткових оптичних, елзктричних та магн!тних властиво-ствй:

а) налвк1сть м1крсг1:ул-з.&нь КТД призводить до суттзвого зростання 1Ч-розс!ювання в такому матер!ал! внрсл1док зм!;л1 д!-електрично! проншотост! М1нргщ1 31 в оОлзст! ло?.ал!зац!1 м1кро-скутепл;

й) М1гСр0СКуПЧ9ННЯ КТД в 0Щ50М1Н0НОМУ Б1 ядятн! СУТТСГО змэп-ш^ват;! руххиЕ1сть носив струму в облает! температур фонотшого розс1ввакня за рахучок нводпор!дного розпод!лу цросторового заряду;

в) наявн1сть м!кроскупчень кисневм!сних рад!ац!йшя та тэр-модефэкт1в в 02-31 призводить до зм!ни магн1тноТ сггрийпятливост! вих1диого материалу, що эксперимента-.ьцо виявляеться у вшшкнвнн! нел!н!йних польових та темперэтуршис залеяностай цього параметру в опром1нвному вбо, в1дпов!дно, тэрмообробланому монокристал1чр->-му кремнП.

Наукова та практична ц!нн1сть роботи визнвчс^ться там, що 01льш!сть експвриментальних та тэорэтичнкх рэзультат!в этримвно

внершв i вош! мокуть бути використан! для розробк^ мэтод!в керу-вашш властшюстими та контролю парамвтр!в пап1впров!дник1в в процас! технолоПчнок: операц1й по виготовлвнни илэктрошшх приладив на ïx основ!. Так, доеягнутв в дисертоцший робот! розум!ння рол! м!кронеоднор!днск:тэй розиод1лу кисню в ироцесах генврацП електрично вктиьних термодсфокт!и доиаолао сфорааулювоти пршцшго-во новкй п!дх!д да Biipliatiinw проблемы твркостабШ.ьост! Si та пршшд!в на Лого основ 1. В1н палпгаз у г.ошуку засоб!в п!двищашш од!юр1дност! розиод!лу кйсшз в кристалах краш!ю на в!дм!ну в!д традицШ;ого з^йвлоння Е.ч1сту кисню вц!лому.

Отрш.шн! в работ! експерпминтьльн! дан1, що св!дчать про 1с-нувакпя м1кроскупчань з надвисокою локальною концентрацией атом!в iuîc;iii (до Я)'"' см''), дозьоляють запропонувати своа поясншшя го-лоыклч) протнр1ч4я класи'ио! модал! утворэнм термодонор!в Ki:ß3t)j;rj-i'jiiaia-Püi!ca - так званого "дафузШюго парадокса".

Засшоована в робот! методолог !н експерш.'.энт!в по вшшленню МН р1;зпод!лу кисш в Si можв бути використанз при розробц! нових мвход!в входного контролю матар!алу в шшнарн1Ь те.шологП.

Особистий вяасок автора жши-ае у виконани1 аксперишнталь-Ш!х дос;л!джень, оОробц1 ïx результат^ та участ! у проведанн! частики тесретичних обгрунтуЕаиь.

Основн! методики досл!дкзнь. Шд чао виконання роботи Оуло викориотаио ряд експерш/йнтальних мэтодхв:

- ышрювання малакутоЕОх^о розс!юааннн 1Ч-св1тла;

- Еим1ривашм статично! магн!тко! сиряоантлиьост!;

- вкм!ршвання ефыкту Холла та питомого елэктричпога опору;

- ыил!рювання часу життя нэосиовних. HociïB струму от спаду нар!вновагаю1 фотопров!дностЛ.

Б!лыи!(;ть застасованих методик мала високий ступ!нь ВЕТома-тизацИ eKcnepiLv.oHTy, а обрабка огрилшних експаримантальних даних виконувалась за допомогой еом.

Достов!рн!сть отрнмвких резулг1'гат1в забазпечуаалась винорис-таншш добре апроОованих експериментальних методик ! н!дтверджу-етьоя ïx в!дтворюввн1стю та з0!ш1!стю окремих разультат1в з дани-м;:, отримаякми 1ншими авторами.

¿;гроОпц!я робот. Матер!вли дисертацИ допов!дались i обго-BopÄiBüJiücb на I Нац!ональн1й конфаронцИ по дефектам в нап!Епро-в!дликах в С.-Петербург! (Pocia, 1992 р.), 16-й м1кивродн1й Пека-р1ЕСЬк1й конфирвнц!Ï з теоретично! ф!зики в Одео1 (УкраЛнз, 1994 р.), на HÉiyKOBH* ctiMltüipax 1 конфзренц!ях 1нетитугу Ф!зшот HAH

УкрзПм.

Т1уОл};сац,П. Па матвр1влвх дисертацИ опуОл!ковано В-друковв-

нях у;сО!т, список як их пригудтглй s автор^рэт t.

Со' см 1 структура ix;f.,4u. Дясртац!« склодчвгься 1з встуиу, 6 глав. виг.новк1в 1 списку л'то^атури, що цитувалпсь. Дисертяц1я м1сткть JP.U utoplhok tpkctv, 2 tndjíiíui, 36 малшк!в та 160 610-лШг^^'-ццх цайкзиуьвйь.

Сгислий 'лм1ст робота.

У ECTVní плппвгвио _____.ч.и uuuui». «.пгантп.

и»иШШ1И'1:ТЬ TBMW rvT^-r,.... — ^.-'.-..»i, i.H-H'JStli р2-

зультати та пологанпя, цо виносяться на захист.

В порт1й глав! подано огляд л!тературних дзпих про фззовий стан киснп в S1, його розпод1л, □ також простороЕу лскол1зац1га дефект 1в з участи ц!аТ дом1шки в Чохральскому í вирощеному за методом Оезгтгбльно! зонноТ плавки кремнП. На п!дстав! анал1зу цих данях було зроблено висноеок про можлив1сть в монокристзлах S1 неоднор1дпо1. просторово! локал1зац11 в м1кромасштаб! як. кксшв, так í дефектов за його учпстю. Пг.оанал1зована застосовн1сть 1спу-ючих експерккэнтвльних нвтод1в для контролю за розпод1лом дом1шки кисню í кисневм!сних дефект 1в в 31. На звк1нчення сформульован! основн! запдания, як1 пропонувалось вир!шити з дан!й робот!:

I. Експоримэнтально перев1рити моклив1сть !снуввняя в мопо-кристал1чаому 31 м!кроскупчэнь кисновм!сних дефект!в та МН розпо-д1лу кисню. Бизначиш параметри, ¡до 1х характеризуют.

Я. Вивчигл еплие цях неоднор1дкостей на оптитн!, елэктричя! та магн!тн1 властивост! Cz-Sl.

3. Досл1дити вшит МСКД на властавост! окремих точкових да-. SbktIb, що входить до складу цих м1кроскупчень.

3 м'этои виконаигня зопропонованях завдань пропонувалось провести сл1дуюч! конктретн1 експэриментальн! досл!даення:

1. Досл1дити роль кисню у виникиенн! оптичних неоднор!днос-тей в монокристалах SI шляхом вивчення впливу кисневм1сних дефектов, що утворштъся в процес! ТО при 450"С, на мвлокутовэ розс!п-вання 1Ч-св1тла в Чохральськоку кремнП.

2. Вивчити вплив м1кроскупчень кисн9вм1сних термодонор 1в на пов'д1яку холл!вськоГ рухливост! в опром!пеному 1 нвалром!неному крр д!1 в 1нтэрвал1 температур: 30 - 300К.

3. Досл1дати вплив кисневм1сних дефект1в на статичну магп!т-

ну сприйнятлив1сть Cz-Sl.

4. Внвчити вшшв наоднор1дностей просторово! локал1зац11 Oj на ефоктнвн1сть прот1кацня процес1в првцип1тацП кионга i ганэра-цП терг,юдонор1в при G5Cf(J в нойтронно опром1неяому та попапсдньо в1диалоному при 45Q°C кремнП.

В друг!й глав! наведено сяшс досл1дкуваних зразк!в та засто-сованих аг.сперимэнталышх методик.

Для досл1дкення використовувалисъ зразки монокристал!чного краш1ю п-типу, вирзщиного за методом Чохральського а аих1дним питомш плвктроопором 0,3 - 75 Ом-см. Вм1ст кисню в кристалах зм1н№авси в маках: (7 -г I2)-Tif' см"3, а конценграц1а вуглецш на поровшцувала 5 - IQto cm"j.

0пром1шш1я кристал1в проводилось электронами а анерг1аю 3 ЫеВ в 1нтервал1 флюенс1в Ю^-б - 1С1" см"1" (гусиша струму 0,2 -8 мк,',/смг, Т01Г <В0°С), або 1нтагралышм потоком тешювих нейтро-Н1в к 1нтарвал1 доз I • Шй-5 - Ю^н/см2 (Т <100°0).

3. В тратШ глав! викладен1 результата досл1дв1внь впливу ТО при 45cfc на малокутове розс1юБа!шя 1Ч-св1тла (МКРО) в Oz-Si. Bit— явлено, що така ТО в цьому матар1ал1 моей з01льшити МКРС б!льшв, hIjk на порядок - Отрпмаяо залежност! нормсаано! максимально! 1н-тансивнаст1 мелокутового роз1;1ювання (i„), ха характерного розм!-ру розс1юючих неоднор1днастей (R) в!д тривалост! Т0-450. Виявле-ш, що залазшосИ 10 та H(tTO) ыаыть як Ich и схожий, немонотонний характер з максимумом при tTO=25 год. i м1н!мумом при 50 год. В результат! акзл1зу i сп!вставлешш цнх залежностай зроОгано вис-новок, що в процэс1 T0-45Q виникають оптичн I И9однор1дност1 роз-Mlpamt поражу 10 мкм, як1 а афактшними розс1юючими централи для 1Ч-св1тла а довжиною XBiuit х=10,6 мкм. Шдкраслано, що проведена ТО призвлдить до появи значно! неодаор1дност1 параматр1в 10 та Е по шющ! зразка, що мока св!дчпти про суттаво неиднор1дний розпо-д1л розс.юючих центр1в 1, мокливо, а проявом макроскон1чно1 наод-нар1дност! Ix розпод!лу.

Проанал1зован1 причини, що могли призвасти до виншшання на-однор1дноствй такого виду. Показано, що в ход! Т0-450 до зм!ш них 1дноi олактрично! однар1дност1 кристала можуть призвасти лише Д1*а ироцаси: ганарац1я кисневм1сних тармодонор1р. та парврозпод!л просторово! локал!зац1Т швидко дифундуючих дом 1 шок (11ЩЦ). Вивчано к1ньт1лш прот1кання oöox процас1в (экспериментальна досл1даува-лииь napaölr зм!яи часу ниття неосновних носПв струму т в проца-oi '10-450 та Klusтика накопичання КТД в цьому матар!ал1). Проана-

Шзоглно роль ЩДД У ввяшакнШ шлг-лглсу.к н<юднор1дн1ч,той. Показано, ко н проц»с1 Т0~4!>0 рЛдСч'втться ппрэропнод1л. ЩВД,. протв пэ-

?гя!ОТОШ11г.7Ь по№ц';>нп 1нт~ш:1^.ност1 ».«ояокутового рожМрчшня в ход! т:!"'|* ТО мом'т-у.ипо нч.чг'нии: грот^»тл-л ¡(Ьг,ю иртгесу.

3 мотога перэв1рки стугт-эня в 1лнов} дольноот 1 КТД за сто гор I-гзем! (><-гл'гмгзст1 МКГС п то|.»«обробл<чих при 450"С криствлах rty.ru' прор.ол'мю ТО досл{дкувашх зрззк1в при ЖО'С протягом 20 хв., що, пк л! дот, п!-.г.!полить до в! ппплу г; рои)11» вродг.кпх КТД. Ввяв -леио, що тяиэ 'Го пркгвоялгь до тшлрн^иня виидплх оитйтшх вла-стивоствЯ мзтор1алу, в той час як вс! знзчення т иозктп-и пи::ку-

ВТЬПЯ. 114 -3" .„.,,„„,^«1 далндтштви пг >

стянпинчя "гр!"."?тт:*т „ „»нхллчо ариояти еисисеок, що

са;.п чаягаИсть КТД зуковлвз осо6лиеост1 розс1ювэння се1тлэ, ЯК1 спостер1гают>ся в теркооброблоному при 4б0"с 31.

Грунтугшсь на отргааттх результатах, припущенн! про наяв-н!сть Б11х1дно1 неоднор1дност I розпод1лу дом1шки кисни в 51-та моде л! Кайзера щодо кехан!зму утворення КТД-450, запропоковано 1н-терпрвтац1ю немонотонно! повед1нки задекностей й(1:то) в про-цвс1 тзко! ТО Е-цьому матер!ал1. II суть полягзе у кшикквнн! та веолюцП в процос! Т0-450 за м!сцем локал!ззцП зиххднях м!кро-неолнор1диостей ("яисневих хмарккок") м1кроскупченъ КТД. Самэ ц! г-!крпскупчення е безпосередньою причиною виникнення вкявлених опта ш!1х нводнор'днастей е Э!, а 1х еволюц1я в ход! ТО визначаь 3(,«1ну опташм властизостей цього матер!алу.

Анал1з експеркментальних залежностей 10, Н(1:То) та Итп(1то) з в'/кор'/.стзнням запропоновано! 1нтерпрвтацП, л!терзтурних даних з к!нетжи розпаду твердого розчину киснв 1 генерацИ КТД, дозволив зробкти оц1нки параметров, що характеризуют вих1дн1 м!кро-нводнор1дност1 в розподШ дом1шкя кпснв та м1кроокупченяя теруо ■ донор1в. Зг1дно проЕвдешис оц1но:< локальна копце1!трац!я кисню у "кисневих хмзркнках" пэревицув 2-101'см~3 при 1нтегральн1й кон-центрацИ ккснш в цьому матер1ал! 7-1017см~3; в!дпов1дна грашггаз концентрац1я КТД в скупченнях стзновить приблизно 2 • Ю17см"3 при граничим 1нтвгральн1й концентрэцП цих тэрмодефект!в 1,2-10 см ; концентрац!я теру.одонорних м1кроскупчеяь не переви-вде 105см 3. Викоркстовуючи сп!ев!днош9Ння, отриман! з к1нетика генерацИ КТД [I], а тзкок перздбачвнэ в робот! [23 значения характерного розм!ру "киснево! хмаринки" в Сг-31 (™0 теоретично розраховако характерна значения граничного розм!ру елак-тронного термодонорного скупчення (й=12 лтол). Отримана нел1гшна

добре узгодкувться з експеримвнталышми результатами.

Четверти глава присвячена досл!джешш вшшву р!зних тип1в КТД, 1х форми, а тькож характеру просторово! локал!зац11 на вэли-чину холгЛвоъкоХ рухливост! (ц) в опром1неному Б1. Виявлено, що наяЕн!сть вс!х досл1да:уЕаних тид!в КТД в опром1неному кремнИ призводить до аномально! зм!ш характеру темиературно! залекност! холл1воько1 рухлиъост! в облает! температур фононного роас1ювання (на кривих ц(Т) з'явлпзться максимум з настуиним р !зким спадом 'ц). Полокення цього максимума корэлюа як а концентрац!ва КТД, так 1 з флве^сом опром!нання. Зроблено вненовок, що характерною особ-лив!стю опром1наного 51, який м!стить Оудь-якиЯ з досл!джуваних тип1в КТД, в аномальна повед1нка холл1всько1 рухливост! в облает! температур фононного розс!ювання. Зг1дно 133, такий вид залекнос-тай х&рактерний для нап!впров1дник!в, що м!стять значн!

е-юктричн! неоднор1дност1, тому аномальна змэшмння ¡л в опром!не-ному 31 з КТД в облает! температур фононного розс!ювання пов'язано з ыаяьн!стю в таких. матер1алах електричних нводнор!д-ностей, зумазлинм, очевидно, м1кроскупченнями КТД.

Для !нтврпретац!1 отриманих результатов запропоновано таку як!пну модель. В кристалах 51 1снушь даяк! неоднор!дпост1 прос-торового розпод!лу КТД. В!дсутн!сть пом!тного епливу КТД на ц при температурах фононного розс!юва1Шя до апром!ненпя означав, що ха-рактерний розм!р областей просторового заряду (ОПЗ), пов'язаних з циш не однор 1 дностяш, манший аа довжину в!лыюго про01гу нос Ив струму 1 при розс1юванн1 на фононах. Викориотавши, що геоматрич-ний розм1р наоднор1даост! й меньший, н1к ОПЗ, що II оточуа, а 1 в 1нтервал! температур 120-180К (на якому спостар!гааться максимум на звлвжностях (ДТ) в опром!неному 31, що м!стить КТД) зм!ншться в межах 1=Ш~е-10"5см, оц1нена граничний розм!р цих неоднор1днос-тей: В<1.

Вв1;л1док опром!нення в Б1 вводиться компенсуюч! рад!ац1йн1 дзфакти, що призводить при температурах 1х перезарядки (в основное А—центр 1в, Ес-0.17еВ) до аО!льшешя ОШ неоднор!дностеа КТД (за рахунок аростання в матер!ал! давкини акранування Дебая Ьв) до розм1р!в, адатних суттвво впливати на величину Внасл!док цього 1 с1юстьр!габться перегин на кривих звлекностей ц(Т)'в оп-ром!наному а1<ТД>. Очевидно, що геомвтричний розм!р термодонорних неоднор1дностей, що Ешшвають на ^(Т), по порядку величина не пэ-ревищуе довжину Дебая в опром1неному БКТД> при температур! перэ-гину кривих залеаиостай м (Т) (в противному випадку зм!на Ь8 при

компенсацН ГД не могли би суттево вплинути на ц). Цэ дяа мокли -BtcTb эрэбити цэ одну оц!ику розм!р1в_ неоднор1дностей: H^L0< <10~'гм, яка msntcr» узголпунться з приводэнои шяа<? i св(дчить пр - тг., :чо j.'.'îRr! вздуться при к 1кронеодаор t днос г ! а ртотодШ КГД, pop.Mtpii яких ни гИльшп, и на два порядки псрапящтоть шредс!ачу-ван! ponMtpa самих КТД (4J. Тому вадавалось СИлып корвктним 1 зручнкм порэйтд в!д тврмШу "м1кронэоднор1дя1сть просторового розпод}лу ктд" до термину "м1кроскупчення ктд". •

На нрикдпд! КТД-450 к!льк1сно про8нэл1зовано вшив твгмодо-HoptB на ¡л в опром1ноному Si. 3 ц!ея метов някористовувався пара-

pijuiitriubtii. /1II Ш Iff—». I/If ira <• rrQ • «—

"^.'S'JZZüíc:L ^ 2 .í2wm.u¡ и,илл«1пяпнк ni,.y¡ijBÍ,'viu. показано, що тооро-тичне описания экспериментально! залежност! Т) при врахуванн! розс!юнэння nociïB на зарядконлх КТД, як на точкових дефектах, та компенсацИ досл1дкуваиого матер1алу рзд!ац1йнкми дефэктвми, мож-ливе лше за умовл, що довжинв в!льного npoölry hocîïb 1 маша за характаргатй posMíp довжини електричних пол!в X, пов'язаних 1з КТД. Тод! для обчислення к!натичних коеф1ц!ент1в необх1дно еико-ристовувати дифуз!йнв наближэння 13] 1 для в i дна оно Ï зм1ни рухли-

-3/2

воет î отримаемо наступну ташературну залежн1сть: д^-Т , що поЕн1стю з1дпов1дзе эксперименту. 1з пор!вняння результат!^ теоретичного розрахунку з эксперимент альютли даними встановлеио, що нэйкраще сп!нпад1ння розрахунк!в з экспериментом спостер!газться при заряд! даф0кт1в Z, р1вному 4. Зг1дно умови нашого експэримэн-ту заряд окрекого КТД дорХвжсвав I. Цвй результат дозволяа зроби-ти висковок, що вплив на рухлив!сть носПв зд1Яснвють не окром! КТД, a ïx скупчення í св!дчить на користъ запропоновано! модел!. Одаах Е рзжах uisï мздод! нэмоаливо пояенити суттавого розкиду к!льк1ских значень рухдивост! в зразках, вир!заних з птшпгп крис-тплу, з сднзкоеим (нтагральним emIctom КТД i опром1нвних однако-siM флю-энсом, що 1нод1 споствр1гався, при цровэдзнн! пзсорадн.1х досл1дк9нь. Висловлэно припущэння, що можливими причинами цъого в Нводнор1дш1й розпод!л самих м1кроскупчень та ан!зотропн1сть ïx Форш, що не враховувалось в экспериментах ts ярвзкаш дов!лъноТ ор!ентацП. 3 метою з'ясування цього питания було вкачено вплив КТД на температуры! залежност! xojuiiBCbKOï рухлквост1 в зразках, opîBHTCBBHïîx в р!зних кристалограф1чши. нвпрямках, в ход! нпкога-Ч91шя КТД та при настушюму электронному опром1иеин1.

Для прсЕедення доол!даэнь серед виИдних зразк!в, вир!заних з одного монокристалу, п1дбирались пари зразк!в, ор1ен'гаввн1 в

пшцпнах (110) та (ill) з однакоьими (в mos:ax похибки методик) ьих1,д.ч11г«1 параметрам::. Ix еих.1дн1 тамлературнt залешюст! концен-трацН носПв струму -in халл1ЕСЬко1 pyxjmaocTl попарно совпадали у всьому досл1дя;увап;;:.1у 1нтерзал1 температур.

Виявлвно, що и HüOiipo.MtiiaiKX зразках по Mlpl пакошпешш КТД спостер1гаеться змаылешш ;t в област1 розс!ювааня на зарядаоних-центрах, глльш iicmIthö в зразках, ор1еитоваипх в плош.:ш1 (III). Винвлена оссбл;и;1сть, но гюв'нзана з а!дм1нн1стю tümiiIb ганерацП у зразках, що норШ-лытьс.ч. ЬиньлишШ ефлкт он!зогроп1Т ц в дано-"У матер;ал! (названий дли ^ручност! ан!зотроп1еш первого типу) згИлыауатлСЯ з тривал1итю ТО, досягаючи максимального ангины 17 % при T-3UK (tIO=-^2 год.).

0пром1нення зразк1в влнктронами призьодить, по-перша, до зг.Шш характеру 1ювад1нки холл1всько! рухлквоит! и ycix парах до-сл1цкуЕЭ1шх зразк!в. В1дбуваатьсн значив змвшшшн ц ьх.ь в облас-т! температур фшюшюго роас1к:ьаиня J на крнвих залижностбй (< (Т) виникаюгь максимуми. Jlo-друга," нш:че Т-170К в1дбуваагься ам!на характеру aiiiacrrpoiil 1. Якщо до опромйюння змсишшнни ц Оуло б!льш шШтним в зразку з ор1ентац1еш (III), то п1сля опром1нешш воно стае б1лшим у зразку (НО). Цв явища Оуло названо ан1зотроп1аю другого типу. Ii величина досягав 26 X при T-10ÜK (tro=22 год.).

Отриман! результат« 1нтерпретуаться теоретичною кодаллю, що ьрахсшув роль ап 1зотрс;пност 1 форми м1кроскуг.чинь КТД 1 шарувато! нводно^1дност1 в роыкзд1л1 цих м1кроскупчонь. Зг1дно ulsi модал1 кокш м1кроскупчення КТД мае форму цил1ндра а характерными розм!-рами L t г„, олектросгатичний потснц1ал якого описуаться виразом:

*(г)=(егу+/<г.ка'Ь) • (К0 (г)/ |К, (г) 1 ), до К, (г) - функц!я Макдональда

1-го порядку, v+- число додатньо зараджених термодонор!в в такому м1крискупчо1л1.

Icii./вання в мат0р1ал1 м1кроскунчень КТД, що створюють "ква-з1однови1л1рн1" елвктри'ш! нвод1юр1даост1 такого ввд, призЕодить до в1дносно1 г-м1ни рухливоот! нс/сПв струму:

ДМ" и • Nck • Г0 ■ (В /еL ) -(pVT)

Тооротичн! заложност! д/<, розрахован1 за [Цаю формулою, добро узгодиугиьоя з експэрпментальшши результатами. На п1дстав1 Ui.tji'u зр'.гъчано висновок, шо до опром1нашт ан1зотроп1я ¡i визнача-атж шйзотрошйстю форма м1кроскупчань КТД. Шдараслано, цей buidiц.ж ком раал1зоьуввтися при умов!, що характер«! розм!ри (L,

ги) м1кроекупчонь 01 лыи!, а1х доьямна Дебая в облает! темиоратур, да спосюрП'асться аиизотроШя перша го типу. Це дав моклив!оть. оц!н:шГнУг«н» Коьу роьм!р!ь м 1кр0С1«уичень (Ь, г0>10"°см).

Ьн1:сл1,;;л; опром 1н»;:шн н 81 вводиться компеисушч! рад1ац!йн! ди^шти, що приводить при температурах перезарядки цпх де:^кт!в до :!Г>!.']| 1.1';н;ы облас1ай простороього заряду (0113) навколо м1кро-ск;]14' нь (за рахупок зросхашш и матср!ал1 1.в). При певноиу значат I 1 :иратури (аОо первому стмиж! кшимшеацН мат«р1алу) об-лчог! ц-лаароя.» о зарлду еус!дн1х м1крое;$упчиш> почлнамь гшре-кринатлеь, ь результат! чого вплив Тх на яЕИща переносу колекти-

и1г>\,а С1 I __„„^/Ш! поилпии 1 ПН1Н-.Т I . 11Н11Я-

икг.^иот п »»л- «у 1 ;::г;~су до ее! см* ыимиим та-

ких и^одмир1д!1^стий мо.^мво пояснити зг.Пну характеру ан!зотроп!1 п!сля сшром1шшнл. Цой випадок реал!зуаться при умов!, що доьмша Добая 1шроЬ:пду* дэвхзшу в!льного пробП'у посПа при дан!й температур! 1, а, в!длоа!дно, 1 розм1ри м1кроскупчень КТД. Це даа мок-л;ш1сть зробнти оц!шсу вархньо! маж1 роам1р1в м1кроскупчень (1.с>1>1,г; Ю"5см>1,,г).

2г!дни запроп-тюьано! мадел! температура (Тр), при як1й в!д-оуи- лим г.м!и , характеру ьк1:клрои'1 ц, ьйзаачавчьоя умиаию гш-Р'-к;;;гт.ч V-Д-.-Зая: (4ПЦНСК Вазначиыы« «леш^дшяпально

зшлонма Ьи.л ¡.чльн.О! концапроцП КТД та зна шннл доьыши Добая л;:! -..•:/» ;р:1ту,)1 Т^Ц при ц!И те?.зшрат!р1 но пер&ьсэдв 10 "см), з 1»!'!Т ум ;!.:! ."..'Л:'.) ЦЦМВТИ ч,/..;ло К'1'Д в скупчыш!: '¿=10.

I:.: "./.Ь Н>; ;Г I ;.сы:.)Д1лу До1-.-кт1в ни )1Ь.;иа 1мр«И>;су У

ьнг:Д1'у х »!;-..1!.-р!до .ч:ч1 розглидаься в р»лЗотах 15,6). Вико-

«;; дгн Х7ма>1 Холла Ии Ч'а проь 1 цнист 1 о, отри-

кчн! н 1Ы ¿.чл дойШьчго £икюр1й густ.шп струму 1

мапНтного поля е!дносно плодят сар!в, та модалюючи шароьий роз-нчд1л 1ь 0!иом!а.шп'.м 1ыаиоА1лоа, як с,« робилося У 161 (1а

аЬтча.: 1ння ¡/-зрагунлу за и.-.ра^амг. для Ил та о а екоиириманталь-Н!:ми дг!ними), дли зразк!ь р!зноГ ор!еитацП було ьизначано сту-п!нь Тх неоднородное?! -|(Т), ор1ент£!ц1ю шаровш нводнор!дноотей но- и1днош91шю до крпзталогра^1'ии1Х осьй а,/з та пьр1од шарового р',.:!:.'ц!лу MlKi-iiCi.yu4.-iHj. (• Ш'^им). Отриману значиння пер1оду шаР', I о.; г1 абИа>льси з Пс>р!одом дом1шковкх шар1з У такому ма-тьр1ал! [7]. ГрюГ'леко ыснойок, що мроний розиод!л и1лроскупчань ¡1 зумоыинлР. ¡юстоглал шаровам роз!ид1лэм дэм!шки нисно у вих1д-ш.» кристалах, ор!антац1я лкш ви: .ачаеться напрнмком росту кристалл.

В п'ятШ глав! анал1зуються результата досл!даень впливу кистош.Цских термо- та рад!ац1йних дефект!в на маги1тну сприйнят-лиа!сть (НО) Чохральському кремнП. Виявлено в опром1нвному электронами (E^-3'..ieB) крашИ, а також в Si, що м!стить КТД-450, ви-ншшення при температур! BGK нел!н!Шшх польових зэлекностей, цо призводять до зкэншання вкх!дного д1амагиатизму цього катер!алу. Виявлен! 1Шл1н1Шюст1 зменшуються 1з зростанням величини магы!т-ного поли i при значена! Н=4кЕрст. практично еиходять у насичен--ня. Показано, що так! зм1нп магн!тних властпвостей Si зумовлен! появои двох нових складових результуючо! МО, не характерних для неопром!неного та нетврмообробленого матер!алу. Одну з них, яка не залегать е!д евличини поля 1 в!дпов!дальна за зменшення д!а-иагнэткзму в облает! насичення польових залэ!кностей МО, нов'язано з парамагн!тною складовош. А 1ншу, що в!дпов!дав за нвл!н!йн!сть х(Н) в облает! слабких пол!в ! характерну для матвр!зл1в, що м!с-тять кооперативно упорядкован! магн1тн! центри, - з складовою, в!дпов!дальною за магн!тне впорядкування. Для характеристики вели1 шни KoatHoI !з цих складових МО було Еведэно в1дпов!дно пзраме-три х""гта x"rd • Величина хгаг для кожного !з досл1джуваних зраз-к1в визначалась як р!зниця х'"*г=х(5кЕ)-хь (да xL-M3niiTHa спрпй-нятлив!сть раш!тки Si), а х*г<1=х(0,ЗкЕ)-х(5кЕ). Експэршэнтальш доел!длено зале:кн1сть спостереяуваних зм!н МО в!д дози о:гром1нан-ня та зарядового стану вторкнних рад!ац!йних дефбкт!в (ВРД) в оп-ром!неному кремнИ, а в термообробленсму - в!д тривалост! Т0-450. Встанозлзно, що зб!льшення дози опром!нення, а такок зм!на зарядового стану ВРД призводить до зростання як x"rd> так 1 х"°г- В тэрмооОроЗлзному Si до як!сно аналоПчно? зм!ни цих параметр!в прпзЕодать зростання тривалост! Т0-450. 3 метод встановлення типу дефект!в, в!доов1дальних_ за винлннення спостар1гаамих нел!н!йнос-тей в обох матер!алах, проЕодився 1х в!дпал (осноених' ВРД (Е- та А-цвнтр!в) - в опром!неному, та КТД-450 в термообробленому крем-н!1). Естановлено, що в!дпвл А-центр!в (в 1нтервзл! 330-370*0), а також КТД-450 (при 1050°С на протяз! 45 хв.) призводить до в!д-новлення екх1дних магн!тних властивостёй Cz-Si. Отримано темпера-турн! залекност! МО для Б1<КТД> та 31<ВРД>, а такок аналоПчн! залекност! ступеня електронного заповнення в цих матер!алах гли-боко^о р!вня КТД-450 1, в!дпов!дно, А-центра. Показано, що температуря! залекност! обох складових ЫО корелюоть з перезарядкою . глибокого р!вня КТД-450 та, в!дпов!дно, А-центра. СукупнЮть от-риманих результат!в (коре л чц! я параметр!в х°г< та х""г в опром!-

неному Si з рЛдпзлом А-цонтрta, накопиченшш А-цинтр!в п!д опро-

м!ншшям î стугашим зановнешш р!вня А-центр!в,~а в тврмзобробло-- ----

ному мэтер!ал1 а тг,;шзл1стю Т0-450 та е!дгшлом КТД) до'.'воляла ар.-Ли-и Bstc'ioim про вtднол 1далш1сть. само А-цонтр1в та КТД за iio.-'Liy при язотних тиипорзпрах в цих мзтор!ялнх пол1н1йши. польо-вих ззл'гаюстьй те(Н). Шдкрэслоно, що отриман! зал^жност! х(Н) мазть внгляд, характорниЯ для мптвр1ал!в, як! м1ггять гоопоратиз-но втря.чкуигш! маги(тн1 ц*нтри tai. В нашему вкладку ц» мокв сь ï,j; íи i -л про iia.TJiilCTb в дос-".1дауваному матер1нл1 магнГпюго упо-рядкулэнля А-цэнтр1Е та КТД и!дпов!дно. Отриман! результата щю-- -—г:: ""zuziz üüz-alwíib «.«ЦЛОКУ-

впппя б твердих т!лах ÍB1, wo дало можллв!сть 1нтор!тротувати ix магн!тннм Епорядкувэнням А-цэнтр1в t КТД в результат! прямо! об-tslraioï езпшдодП, яка в1дбувэеться, в!дпов!дно, м!ж А-центрвми i. КТД , цо внаходяться в скупчоннях з локальною концентрацию IOe-iCf' см"3. Анал1зуючи повэд!нку температурних залажностей МО Е цих матер!алах при в!дпов!дному ступен! заповнлшя електронами р!вня A-центра та КТД-450 з врахувзнням тако! !нтерпратац!! зроб-лено Енснлвок про 1снуванля критично! температуря, вица яко! маг-HlTHoro р.порядкувзннн А-цчнтр!в та, в!дпов!дно, КТД не в!дбува- . аться. ЗанропоноЕйпо модель, зг!дно яко! при температурах шжчих,. н1ж критична в таких м!кроснупченнях можливе вшткниння магя!тно-го упорядкуЕашш КТД по асперомагн!тному механизму. ГИдкреслено, dio ода!ею з мскливих причин виникнення м!кроскупчонь КТД в проце-с! Т0-450 та м!кроскупчень А-центр!в мокэ бути м1кронэг"шор1дний розпод1л дом!шкй кисню у еих!дних монокристалах Si. Запропоновано пояснения "дифуз1йного парадоксу" утворвння kmchbbmíchhx термодо-HoplB, що груктуеться на врвхуванн! м!крон8однор1дностеЯ просторов"? локэл!ззц!Т т^рмодонор!п î м1гпузлопого кисшз п 'грамн!!.

В Еост1Я глав! викледэно результата досл!джень впливу наод-нср!днастоП просторно! локал1зац!1 Oj на ефэктивн!оть прот1кання процес1в прецгаитац!! киски t генарацП термодонор 1в'при 65Q°0 в нейтро!шо оггром!неному з попередн1м при 450°0 та'без попереднього в!дпалу кремнИ. Вияелоно зростання б!льше, н!ж на порядок темпу генарацИ ! гранично! концэнтрацИ КТД-650 в ход! ТО при 650°С Енасл!док попереднього нейтронного опром!нення (Г1НО). Показано, що ПНО здатно скоротити !нкубац!йний пэрЮд прецип!твц!1 14-активного кисню при 65CfC в промысловому Oz-Si а 105 год. до 20 год. корельовано з дозоп опроМ!нення. Проанал!аовано вплив ПНО на к!нетику накопичевня КТД при 6Б0°С з врахуванням нейтронно стиму-

лъопано! трпнсмутпцН Si в Р. Вияпилось.. що прир!ст гран.г.но! конце»iji'iull КТД okcnomnhlfjio пмлшусться з дозою. Розглянут! МОЯ1ЛИП1 м»хан1змп 'вплг.пу НПО на формугшшш КТД 1 прощти!тац1ю ки-сню. Зроблено к/.снскск, вд III ГО прискорюа розпид твердого рэзчпну Kiiciiii п S1 шлихом створс-нн.ч додаткозпх центр 1в зародкоутворення при 6Г)0"с, в лкост! якпх моууть г.;:ступатн термоста01льн! при R50°C рад!ац1Ли д-т^лкта (ГД). Врау.ування знлленнп е^октгакост! накотпоння FJI за рз?:унок гш!г!ляц!! на них компонент 1в пар Френкеля дозволяло запрслзпунати пояач'и'гня зшгсошгя ефокткыгаст! сти-мулю»;чого Бплиг.у ПНО. Вняслегю спо-з!льнення накопичешш КТД при комб1ног,аному ВЕедекн! додатковкх центр!в розпаду рад!ац!Йно! та topml'thoï пр;:рэд;:, a tukos е5!льео!ШЯ характерного часу tHT выходу на стац1о!!арно значения залелглост! Hl.TÎ(tT0) для цъого материалу. Показано, ¡до сметании величини tHT екЕ1Езлентно зменаэнню 1нтегралыюТ концентрацИ кисню П0. В voit s;e час зм!на 14-погл1ша*1НЯ киснем на \-=Э,1 iîkm п!сля попэродньо! ТО при 450*0 занпдто кэлз, цоб полснкти зб1льщення tHT зманшенням К0. Отрклан! розультатк 1нтерпрй7ов.'!н1 з урахувшгням неоднор!дного розпод!лу дом!гски киски у впх!дно;.:у Si.

В p.aK.n'o'-nTtP частин! сфзрмульозан! оснога! результата î вис-horkk дасертг,ц!Гл!о; рэбсти.

Основн! результата.

1. Виявлеко, ir,o введения КТД нризЕОдить до посилення б!льше, н!ж на порядок ШСРС в Cs-Si. Експерименталыю показано, що низь-котег.птературна ТО при 450*С 'цього мат эр! а лу "призводить до еиник-нення в його об'ем! м!крэскулчень КТД, як! в свою чергу створвать оптичн! кеоднор!дност! роз.'Лрзии в!д 9 до 15 мкм, що безпосерэд-ньо Ешгавають на розс!шззннк 1Ч-са!тла. Зрзблеко оЩкки локально! концектрац!I ТД в скупчош:!, що складае не менле, н!ж 2 - 1о"см~а, а т8коя концентрацИ цих скупчень, величина пко! не поревищуе 105см"э.

2. Еяевлэно е!юмзльне зменшення холл!всько! рухливост! в облает! фовонного розПювзння в опром1неному. кремнП, що м!стить КТД р!зкого типу. Отр-.хман! результата пояснен! !снуванням скупчень з к!лькох КТД, вплив яких на рухдхв1сть при опром!ненн! сут-тево зб!льшуеться внасл!док зростання довжини Дебая при компенсз-ц!Т £1атер1алу рад1ац!йними дефектами. Зроблено оЩнки р'озм!р1Е цих м!кроскупчень '(Ю~в-10"всм), а такозк локально! концентрацИ

.КТД е них (И^-Ю^см*®).

3. Вилвлено наяЕп!сть даох тип!в ан!зотропИ холл!всько!

рухлишст! в Т0]«лооброблвиоку при 4Ь0°С кремиП, цо буь п1дданий ол'-'мр-лшсиу «лцукйршт. О rj ул* результата н1льк1«ио 1птврпре--T-Dt.j.-угл:-.,к :;:о hp:j.<j¡;y,5 ¡. >ml tm !:шч p.nwc-orl Цчр-

ми mík;';;1Д i L¡:jj¡y ij'j vol ......•рЦ-ност! ¡i j .ja.i' , л 1 i':,x

йроОдеио outiuai ndpriM'j'rplií, цо зар'жто^одигь ц! wt.:5 "iO.'jWVn-'Ah '.UKÍñat ¡.oaMtja; но ¡»рл.вдулп. JO ви.л, кКа.чЮть КТД ь tiKj л í:-í'íí 1 it'i 10). Ouíuüiu пе>р1од:!'ш1сть шаруЕатоот1

р02П0Д!лу !«'Х !.''! i :л-КуИ'1£'НЬ (Ш'*СМ). ¡'.р'ЛЗЛЪИt ыЦики АЩ»' уз-1":г1:í/"::i г::-.".; Ir. доел l№-üi..

■I. ЬияЕлено !юл!и1Ял} польов! та температуря! зало:кпост1 статично у '-••< ч __-.1 « иниятчшш нло»»»»»™

<=Ои прг. -1ССС i. пилitiiilii|СТЬ Характеру

qij.í'-v.^üi'x за/л-заостэЛ и досл1дмуЕ2них катар tujm Штг.рнратуаться

MElI'HlTÜ'IM ЕПО] ЛДКУЬ'ОННЛМ А-ЦОНТр!П або, В!ДП')В1Д1Ю, КТД , 'ДО зна-ходяться б C:í.V£I'ií-íihii;:, в результат! прямо* оОмйшо* ьзаамодП. це дозволило оц1н.;ти локальну густпну А-цэнтр!в та КТД в скумчвпн!, а тако;/ концентрации цих скупчэнь (--Iff см~э та 109-10есм"л в!д-пов!дпо;.

ü. Виявдено снов1льнвння накогсичення ТД при комЗИшваному

вьг_<д-:- ш! довд?к:'Г:их цоитр!в раапад:' рчд1«ц1ЯийГ 1 Top.v.l4üoí при-а тшетг: зи::л-'1;ня ьфвкттюст! вношу ПИО аа гиМврыЦо ТД 1 розпад \.-:r¿, v.w.y кпешэ 1з зросташим фахчт.а onpo.vliiuima.

^инр'чглгля»» ¡ияеноная цих яьгсц, кке врнхонув ин!г!ляц1ю рад!а-ц!Гн::л д-i'I-.-Ki !l: ь ар-цес! ШЮ I неоднор!д!шя розпод1л домГаки км оно у т:их!,.;: и.1:; St.

Г '.'."'i1 ;и..

1 . В ;;-¡ii«2 Т.С Ю ÍCHJ'S npiLMISX nopyfUilbiinx окспорлм^нтальних (.'■лод1в д!шч!аглуий1ин кредит, здахиих базас.ойрвдкьо ышвляти oij'ewil м'крсфлуктуецП (1,'Л>) концонграцН дом1шки кнешо з poaut-¡,í',;.-ii iijiiir), ii.tv IÜU vhM 1 величиной локального перепаду IJQ б!ль-Ulü, Hl¡K ion % F¡ 1д !нтогральнот. ПрОТв KOWIJiíiKCliQ ышористашш plsicix непрпмкх ала назалеитх методtв досл!дконня дозволяв з еи-сскил ступонвы достов1рлост! стЕэрджувати,"що в Сз-Si 1снуа ц!лий скэктр м!крон>зо;щор!дпостаЯ (М/{) в просторовому розпод!л! дом!шки кисн»), '.кий характйр'.'^уоться настугаш-ми параметрами: рад!ус -Ш'^-Ю'^ом, ло1-т,лы'ь н„ в м!кронеодяор1дностях моко досягати ве-

f? $ О 5 ' -3

личюм 10 -10 пк , концентрац!я 'ЯГ Nlffl=I0 -10 см . Вшцевка-зан! .И1кр10не0;'нйр1днэст1 мокуть кати складиу структуру, тосю б!.иьш /ротякн1 ! разпушбн1 мокуть скяадагися з 01льш др1бних, ала щ!льго1х. В той не час макроскоп!чний розпод!л м!крофлуктуац!й та-

кож н'.юдноршгай. При ш-.очу ток! нооднор1дност1 можуть в!дстеку-вати шаря росту, цо зумэвлон! кригтал!зац1вю в асииотричному тепловому пол!. ЗакономfpnocTl Тх рознод1лу 1мов!рно гшзначэвться дом1нуг,чим м?хая1змом формувашш самих м!крофлуктуац1й.

Z. Моклино з достэтньою впоь!шп1стю стверджувати, що МФ кон-центрацП кпсгш е одн!ею 1з голордкх причин 1снування м!кронеод-нор!дноствй в розпод1л! основних вкд1в киснэвм!см:1х термо- та ра-д1вц!йних дяфокт1в в S1. Як 1 МФ кисни, так i МН дефектов за уча-стю ятом!в кисня характеркзуеться широким д1апазоном зм!ни таких параметра, як рэзм!ри 1 концентрац1я, локальна концэнтрзц1я дэ-фект!в, u;o ix склпдають. Ц! парвметри окр!м вих1дних характеристик МФ киснв, залвкать в!д конкрэтних умов до£»эктоутворення. Так, при рад1оц!йному дефектоутворенн! велика значэння мае вид вппро-м1нюва1шя, валичина флюенса, каявн1сть когосуруючих з киснем сто-к!в для рад1ац1йвих ваканс!й. При терм1чному дефектоутворенн! -температура ТО, концентрац1я та просторовий розпод!л звродк!в для прецмп1тац11 кисгаэ.

3. Наявн1сть МН в ряд! випадк!в нзда8 точковпм кисневм!сним дефектам деяк! нов! колективн! влвстивост!, нэвластив! 1м при ix р!вном!рному розпод1л! по об'ему. Це 1люструаться розглянутими вище прикладами магн!тного впорядкуваннл термодонор1в 1 А-центр1в, колективного впливу ТД на холл!вську рухлив!сть, розс!ю-вання св!тла та 1н. Можяиво саме на шляху виявлення колективних форм впливу кисневм!сних двфект!в на параметра S! сл!д шукати нов! метсдичл! можливост! для контролю МФ дом!шки КИСНЮ-

4. 1снування МФ дом!шки кисни 1 МН кисневм!сних термодонор!в дозволяв поясните протир 1ччя м!ж значениям коеф!ц1внта дифузИ 0^, який визначваться з к!нвтики генарацИ КТД, 1 величиною Düt що отримуеться з прямих експ8римвнт1в по дифузИ. В свою' чергу, ца дозволяв в!дмовйтися в!д викориотання уявлень про прискорену дифуз!ю кисню в облает! 450°0 при створенн! моделей КТД.

Основн! результата дисертацП опубл!кован1 е роботах:

1. Неймаш В.Б., Помозов D.B., Шаховцов В.К., Квбг.лдин А.Н., Цмоць В.М. О влиянии ивйтратщго облучения на генерацию термодоноров и преципитацию кислорода в кремнии при 650*0 //ФГП.-199Э. - ZT-, вып.10. 0.I65I-I656.

2. Кабалдин А.Н., НэЯмаш В.Б., Цмоць В.М., Шаховцов В.И., Батуни-на A.B., Воронков В.В., Воронкова Г.И., Калинушкин В.П. "Влияние

термодоноров на малоугловоа рассеяние света ь кремнии" //УСЖ.-1ээз.- за, га с.34-зэ.

•3. •Неймта В : Б., П:агзгпп'П:В., КобзлцПГО.Ы.Н-./ьЬк В.1.,1Йлов'-" цов ií Т., Цмоць В.M. í ....•Шгеост! roiwpauîï 1с(.г.юдинор1в 1 ирчци-lílihiii,!Ï кисни при Gbu С в нейтронно опром!неному кремнП. //У1Ж.-1934.- 33. КЗ. С.310-316.

4. Кабад.д 1н O.M., Иаймзя В.Б., Ц-лоць ü.M. 1И<илл,:>и B.Í., Штим Ь.О Особжитост! ноь9д!нгг.; мпгнттнот еириЯнатлиак-т! onjiomfju.i.oro

KP'.'!.':: !■-:.' //'У I'/i. -1S"JÜ . - . 40 , Ï13. Ü.2I"i .

5. Кабал/j îh O.M., Нэймэш b.tí., Ционь U.M. Dil limp Л.I. Ыехан1зми

BIUiHBV ?'_'L.V.a^í)ilOntH HA yriltn tí-.n-wv iwtsmlmi « C| //Vr.ys i tic,c

— 4IJ. ri ! и . í • . 1I II I I Irl'' .

6. Кабалдин a .H., Мелко Л.P., Нейкаа В.Б., Показов B.B. Особенности генерации тор:,юдоноров а преципитации кислорода в шйгрт/шо облученном кремли». В сб.: Тез. докл. 1 национальной конф. "Дефекты в полупроводниках". Санкт-Петербург, апрель 19Э2 г. С.154.

7. Кабалдин Л.Н., ШКмаш В.В., Шаховцов В.П., Шнинар Л.И. Структура и свойства термодокоров в кремнии. // Тез. докл. 16-й Международной Пекареьской конференции по теорэтичаской физике, Одесса, сент. 1394. С.48.

8. Кабалдин Л.Н., Неймса И. H., цмэць В.М., Ш'Шм г.О., Шаховцов Б.il. А'лиромагнетизм А-цонтров в кремнии, /там ке, 0.4УЛ

'líü-í-HiL ¡1 ¿1 "-' ' У !■' ' ци 'г у в а j. а с ь :

1. ¿.оронк^и о. h,, Ьоронкоьо Г.И., Калинушшн B.U., Муринн Т.М., Назаров Т. и др. //'МП.- 1383.- 17, ВЫП.12.- 0.2137-2142.

2. K.ilíit.1' Д., trian Н.л., Relea H. //Phya.Rev. - 1958.-112.-

3. Пэкар G.Л. //ИТ.-IЭЬ'в.-а, ВШ1.4.- G.III6-IIÍÍÍ .

4. iîo'JjTBt А. /7J. М31. Зое. AIME. - ' 'J8ÍJ. - Р.129 Мб.

5. Ишшр Л. Í",., Нс-;с;нэц И.И. //ÏEJ. -1982. - 27, N2.- 0.2Ьь 258.

6. Vlnetakii V.L., KuWitarev N.V. //Solid State Comuna. - 1973.13.- P.31-34.

7. Ильчишин В.А., Степчанков В.Н. //Электрон.техника. Сер.

Материалы (6).- 1ЭВ2.-Выл.9.~0.3-Э; ISB3. -B:in.2. -С.З-Э.

8. Хнрд K.M. //У'й.-1Уй4.- 142, вып.2.- С.331-335.

Kabnldln A.N. Investigation of mlcrononhomo^cnoitiea distribution o£ oxygen impurity and defects related with oxygen In monocryntal line silicon.

Theais ior a lîiysica & Mathematics candidate's degree on the speciality 01.04.07 - solid state physlC3, Institute ol Physlca National Acartemy of Sciences of Ukraine, Kiev, 1995.

Literary and original data about influence of mlcrononhomogeneous din tribut ion of oxygen and defects related with ttil a impurity upon the arme physical properties of S.1 are oiatematised in present work. The increase of air,all-angle light scattering arid static mrwnetlc auacepUbility in silicon containing defects related wit i oxygen and alao the ano;r.alou3 reduction of Hall mobility u in electron Irradiated Si containing the oxygenous thermal donors (OTD) were found. The Influence of OTD on the /< in the sair>e Si with different crystallographic orientations was experimentally 3tudled. Two kinds of nnlaotropy of ¡x that is caused by OTD were discovered. The experimental data are interpreted with existence of mlcroaccumulationa of the oxygen containing, defects resulting of the nonho~,ogenou3 distribution of oxygen in initial '5s-Si. The theoretical model that takes into account the a/iisotro^y form of OTD micror.ccunrulatlons and their flaky inhornogenlty is proposed. Paramétra of these microaccumulations are estimated.

Кабалдин А.Н. Исследование микронеоднородностей распределе ния примеси кислорода и кислородсодержащих дефектов в монокристаллическом кремнии.

Диссертация на соискание ученой степенд кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07 - физика твердого тела, Институт физики HAH Украины, Киев, 1905.

В работе систематизированы литературные и оригинальные данные, касапциеся экспериментальных аспектов влияния микронеоднороднос-тзй пространственного распределения примеси кислорода и кислородсодержащих дефектов на некоторые физические свойства монокристаллического Si. Обнаружено, что наличие в Cz-Si кислородсодержащих дефектов приводит к увеличению малоуглового УК-рассеяния и магнитной Еоспришчивости, а облучение такого материала, содержащего кислородные термодоноры (КТД), - к аномальному уменьшению холлов-ской подвижности носителей тока ц. Экспериментально исследовано и численно проанализировано влияние КТД на ц в монокристаллах Si различной кристаллографической ориентации. Обнаружено два типа анизотропии ц, обусловленной влиянием КТД. Полученные результаты интерпретируются наличием микроскоплений кислородсодержащих дефектов, отслеживающих пространственное распределение .примеси кислорода в исходном S1.. Предложена теоретическая модель, учитывающая роль анизотропности формы микроскоплений КТД и слоистой неоднородности в распределении этих микроскоплений. Оценены параметра, характеризующие данные микроскопления.

Клдчов! слова: кремн!й, кисень, кисневм1сн! дефекта, кисневм1сн! термодонори, м!кронводнор1дн1сть, м'хкроскупчення.