Oxygen in Silicon Single Crystals

ASTM К_О = 4.82 • 10¹⁷ см^-2 [131]. Учтено также, что ТД-I при отжигах до 100 ч при 450°С составляют в основном двухзарядные центры, поэтому суммарная концентрация ТД-I для каждого из образцов в [119], опре­деленная по концентрации носителей в зоне проводимости при ком­натной температуре из соотношения N-щ^ = n_e, должна быть уменьшена в два раза.

Используя в дальнейшем обработку данных кинетики образования ТД-I как и в [75, 119], получили результат, позволивший сделать вывод
о том, что 8Ю₃-комплексы (а не SiO₄ как полагали в [75] и следовало из

119. 
     ) играют основную роль в образовании ТД-I при 450°С при време­нах отжига до 100 ч. Кластеры, содержащие свыше трех или четырех кислородных атомов, предполагалось, также обладают электрической активностью.
     

Все эти модели ТД-I в виде кислородных образований SiO₄ [75, 119] либо SiO₃ [130] описывали многие экспериментальные факты по кинетике образования ТД-I. Однако они не объясняли природу самой электрической активности ТД-I и тем более не объясняли образование в термообработанном при 450°С кремнии девяти типов электрически активных образований ТД-I [83, 110]. Кроме того, абсолютная концен­трация ТД-I, которые образуются при отжигах, также на несколько по­рядков выше, чем предсказывает модель Кайзера и др. [75], исполь­зующая концепцию диффузионно-лимитируемого процесса в образо­вании ТД-I.
Хотя кинетика образования ТД-I в Si представляет собой, по всей вероятности, в настоящее время наибольший камень преткновения, как это отмечалось в [132], в последнее время появилась возможность описать рост и распад отдельных типов ТД-I с помощью диффузии и кластеризации кислорода [133, 134]. Этим работам, в которых обоз­начился прогресс в описании кинетики образования ТД-I, предшест­вовал ряд исследований по изучению свойств ТД-I методом ИК- спектроскопии [83, 110, 134, 135]. Кратко напомним основные резуль­таты, полученные в рамках этого метода.
Привлечение к исследованию свойств ТД-I ИК-спектроскопии по­зволило при расшифровке спектров установить, что при отжигах в ин­тервале температур 300-550°С образуется набор центров ТД-I, прояв­ляющих электрическую активность. Так, ИК-спектры образцов, содер­жащих ТД-I [135], состояли из двух частей: низкоэнергетической (от 45 до 65 мэВ) и высокоэнергетической (от 80 до 140 мэВ). Если при ком­натной температуре не наблюдалось никакого поглощения, обуслов­ленного ТД-I, то уже при температуре жидкого азота была видна спек­тральная структура в обеих областях. При температуре жидкого гелия низкоэнергетическая серия значительно прибавляет в интенсивности, а высокоэнергетическая полностью исчезает. Авторы сгруппировали большинство полос как в низко-, так и высокоэнергетической областях в пары линий, имеющих приблизительное энергетическое разделение E_2p ± Е₂ и 4( E_2p ± Е₂ ) водородо- и гелиеподобных доноров в крем­


81

Тип