Namangan Institute of Engineering and Technology
nammti.uz
10.25.2023
Pg.487
Изучение процессов образования вакансионных пор при высокотемпературном
диффузионном легировании полупроводниковых материалов является одной из
актуальных задач современной микроэлектроники. При описании процессов
диффузионного порообразования следует иметь в виду,
что в реальных кристаллах
равновесная концентрация вакансий является функцией пространственных координат
вследствие наличия неоднородных упругих полей. Поскольку в окрестности некоторых
источников вакансий - дислокаций и их скоплений, трещин и т. п., имеются сингулярные
собственные упругие поля, дрейф вакансий в них приводит к значительному ускорению
диффузионных процессов в области, где эти поля существенны. Кроме того, необходимо
учитывать так же неоднородность пространственного распределения потоков избыточных
вакансий, а также диффузионное взаимодействие пор [1-3].
Зарождению и росту пор диффузионного происхождения: в
значительной мере могут
способствовать растягивающие напряжения, приложение которых уменьшает работу,
производимую поверхностью при смещении вследствие укрупнения поры из-за
присоединения к ней вакансий. Локальные искажения вокруг поры повышают химический
потенциал вакансий в объеме кристалла, т. е. способствуют спеканию вакансий в пору.
Наиболее мощными вакансионными стоками являются поверхности уже имеющихся в
образце пор и микротрещин. Образование зародышей пор
значительно облегчено при
наличии в образце локальных включений поверхностно-активных веществ. Особую роль в
образовании и развитии пор играют дислокации. Согласно классическим представлениям,
вокруг линии дислокаций могут возникать облака Коттрелла из вакансий, которые при
достаточном пересыщении стабилизируются, конденсируясь в небольшие сферические
каверны, располагающиеся вдоль дислокаций. Каверны возникают как на краевых, так и на
винтовых дислокациях.
Зарождению и росту пор, при диффузионном легировании кремния, в значительной
мере могут способствовать растягивающие напряжения, приложение
которых уменьшает
работу, производимую поверхностью при смещении вследствие укрупнения поры из-за
присоединения к ней вакансий. Локальные искажения вокруг поры повышают химический
потенциал вакансий в объеме кристалла, т. е. способствуют спеканию вакансий в пору.
Процесс образование вакансионных пор при диффузионном легировании кремния
можно описать следующим образом: диффузионная пористость может возникать в
однородной системе и при отсутствии градиента концентрации примесных атомов, а также в
сплавах при отгонке из них летучего компонента в результате образования избыточных
вакансий. Развитию диффузионной пористости способствует нагрев кристаллов в
неоднородном температурном поле. Наиболее вероятными местами образования пор явля-
ются участки с наибольшим градиентом температуры.
Возникновение и развитие пористости будет наиболее
интенсивным в области
максимального пересыщения решетки вакансиями, которая соответствует участку
диффузионной зоны. На начальных стадиях диффузионного отжига преимущественный поток
вакансий с изменением структурного состояния, в зависимости от характера и степени
искаженности решетки, может измениться не только по значению, но и по направлению.
Кроме этого, равновесная концентрация вакансий у
поверхности малых пор больше, чем у
больших, а следовательно, появляется поток вакансий от малых пор в матрицу и из матрицы
— к большим. В результате малые поры растворяются, а большие растут.
Таким образом одним из важным фактором, влияющей на форму поры, является
кинетика ее роста или залечивания. Кинетика роста вакансионных пор при диффузионном
легировании протекает по следующему: на начальных стадиях диффузионного отжига
преимущественный поток вакансий с изменением структурного состояния, в зависимости от
