Показано, что модель Власова для твёрдого тела описывает процессы комплексообразования при выращивании реальных кристаллов с учётом тепловых условий роста. Позволяет совместно с классической теорией зарождения и роста частиц второй фазы в твёрдых телах проводить расчёт дефектной структуры кристаллов, которая образовалась в процессе их роста. Установлено, что высокотемпературная преципитация примеси непосредственно связана с последующей трансформацией дефектной структуры в процессе производства кремниевых приборов. Предложена качественная модель образования электрических центров, которая напрямую связывает их происхождение с исходной дефектной структурой кремния. Показано, что понятия и принципы физики Власова полностью применимы для физики твёрдого тела.
Таланин В.И., Таланин И.Е. Комплексообразование в полупроводниковом кремнии в соответствии с моделью твёрдого тела Власова // Физика твёрдого тела. – 2016. – Т. 58, № 10. – С. 1977-1981.
Проведён расчет образования комплексов кремний–углерод и кремний–кислород во время охлаждения после выращивания бездислокационных монокристаллов кремния с помощью модели образования кристалла Власова. Подтверждено, что процесс комплексообразования начинается вблизи фронта кристаллизации. Показано, что модель твёрдого тела Власова можно применять не только для изучения гипотетических идеальных кристаллов, но и для описания образования дефектной структуры реальных кристаллов.
Таланин В.И., Таланин И.Е. Диффузионная модель образования ростовых микродефектов: новый поход к дефектообразованию в кристаллах (Обзор) // Физика твёрдого тела. – 2016. – Т. 58, № 3. – С. 417-427.
Теоретические исследования дефектообразования в полупроводниковом кремнии играют важнейшую роль в продуцировании прорывных идей для технологий следующего поколения. Проведён краткий сравнительный анализ современных теоретических подходов к описанию взаимодействия точечных дефектов и формирования исходной дефектной структуры бездислокационных монокристаллов кремния. Представлены основы диффузионной модели формирования структурных несовершенств во время роста кремния. Показано, что диффузионная модель базируется на процессе высокотемпературной преципитации примеси. Модель высокотемпературной преципитации примеси описывает процессы зарождения, роста и коалесценции примеси во время охлаждения кристалла от 1683 до 300K. Показано, что диффузионная модель дефектообразования обеспечивает единый подход к формированию дефектной структуры, начиная от роста кристалла и заканчивая производством приборов. Проведено обсуждение возможности применения диффузионной модели дефектообразования для других полупроводниковых кристаллов и металлов. Показано, что диффузионная модель дефектообразования представляет платформу для многофункционального решения многих ключевых проблем современной физики твёрдого тела. Рассмотрены основы практического применения диффузионной модели для инженерии дефектов в кристаллах с использованием современных информационных технологий. Предложен алгоритм расчёта и анализа дефектной структуры кристаллов.
Таланин В.И., Таланин И.Е. К вопросу о соответствии модели высокотемпературной преципитации классической теории зарождения // Физика твёрдого тела. – 2014. – Т. 56, № 10. – С. 1978-1984.
Рассмотрен вопрос об адекватности модели высокотемпературной преципитации в бездислокационных монокристаллах кремния классической теории зарождения и роста частиц второй фазы в твёрдых телах. Показано, что введение и учёт тепловых условий роста кристалла в исходных уравнениях классической теории зарождения позволяют объяснить процессы преципитации в области высоких температур и расширяют таким образом теоретическую базу применения классической теории зарождения. В соответствии с моделью высокотемпературной преципитации наименьший критический радиус преципитатов кислорода и углерода наблюдается вблизи фронта кристаллизации. Во время охлаждения кристалла происходят рост и коалесценция преципитатов. В то же время в процессе термических обработок зарождение преципитатов начинается при низких температурах, а рост и коалесценция преципитатов происходят с увеличением температуры. Предполагается, что высокотемпературная преципитация примеси может определять общую кинетику дефектообразования в других бездислокационных монокристаллах полупроводников и металлов.
Talanin V.I., Talanin I.E. The formation of structural imperfections in semiconductor silicon. – Newcastle: Cambridge Scholars Publ., 2018
Сегодня трудно представить все сферы человеческой деятельности без персональных компьютеров, твердотельных электронных устройств, микро- и наноэлектроники, фотопреобразователей и устройств мобильной связи. Основным материалом современной электроники для всех этих отраслей является полупроводниковый кремний. Его свойства и применение определяются дефектами его кристаллической структуры. Однако до сих пор не было полного и достоверного описания образования и преобразования такой дефектной структуры. Эта книга раскрывает эту загадку с помощью двух разных подходов к полупроводниковому кремнию: классического и вероятностного. Эта книга впервые объединяет всю имеющуюся экспериментальную и теоретическую информацию о внутренней структуре полупроводникового кремния. Книга будет полезна широкому кругу читателей, от материаловедов и инженеров-практиков до студентов, и может быть использована в качестве учебника.
Ссылка на издательство: https://www.cambridgescholars.com
Talanin V.I. (Editor). New Research on Silicon – Structure, Properties, Technology. – Rijeka: InTECH, 2017. – 294 p.
Знание фундаментальных вопросов о кремнии и всех аспектов кремниевой технологии даёт возможность усовершенствовать как исходный кремниевый материал, так и устройства на кремниевой основе. Статьи для этой книги были предоставлены очень уважаемыми исследователями в этой области и охватывают самые последние разработки и применения кремниевой технологии и некоторые фундаментальные вопросы. В этой книге представлены последние исследования важных аспектов кремния, в том числе: нанокластеры, солнечный кремний, пористый кремний, некоторые технологические процессы и кремниевые устройства, а также фундаментальный вопрос о структурном совершенстве кремния. Эта книга представляет интерес как в области фундаментальных исследований, так и для практикующих учёных-технологов, а также будет полезна для всех инженеров и студентов в промышленности и научных кругах.
Ссылка на издательство (можно скачивать постатейно): https://www.intechopen.com
Таланин В.И., Таланин И.Е. Применение диффузионной модели образования ростовых микродефектов для описания дефектообразования в термообработанных монокристаллах кремния // Физика твёрдого тела. – 2013. – Т. 55, № 2. – С. 247-252.
Рассмотрено применение диффузионной модели образования ростовых микродефектов для описания дефектообразования в монокристаллах кремния, прошедших термическую обработку. Показано, что предложенная кинетическая модель дефектообразования даёт возможность рассмотреть образование и развитие дефектной структуры во время роста кристалла и его термических обработок с единых позиций. Математический аппарат диффузионной модели может быть положен в основу программного комплекса для анализа и расчёта образования ростовых и постростовых микродефектов в бездислокационных монокристаллах кремния. Показано, что диффузионная модель образования ростовых и постростовых микродефектов позволяет определить необходимые условия роста кристалла и режимы его обработок для получения точно определённой дефектной структуры.
Talanin V.I., Talanin I.E., Ustimenko N.Ph. Analysis and calculation of the formation of grown-in microdefects in dislocation-free silicon single crystals // Crystallography Reports. – 2012. – Vol. 57, N. 7. – P. 898-902.
Проанализирована физическая модель образования ростовых микродефектов в бездислокационных монокристаллах кремния. Математические модели, используемые для описания процесса дефектообразования в кристаллах во время их роста, подтверждают адекватность физической модели. Предложена техника определения и расчёта дефектной структуры в зависимости от условий роста кристалла (метода выращивания, скорости роста, температурных градиентов, скорости охлаждения). Показано, что теоретическое изучение реальной кристаллической структуры в зависимости от термических условий роста с использованием оригинальной виртуальной техники для анализа и расчёта образования ростовых микродефектов является новой экспериментальной методикой.
Talanin V.I., Talanin I.E. The diffusion model of grown-in microdefects formation during crystallization of dislocation-free silicon single crystals // Advances in Crystallization Processes / Ed. Y. Mastai. – Rijeka: INTECH Publ., 2012. – P. 611-632.
Представлены основные аспекты диффузинной модели образования ростовых микродефектов в бездислокационных монокристаллах кремния.
Talanin V.I., Talanin I.E. A kinetic model of the formation and growth of interstitial dislocation loops in dislocation-free silicon single crystals // J. Crystal Growth. – 2012. – Vol. 346, N. 1. – P. 45-49.
Предложена кинетическая модель образования и роста дислокационных петель в процессе охлаждения выращенного кристалла. Показано, что дислокационные петли образуются в результате процесса высокотемпературной преципитации фоновых примесей кислорода и углерода в процессе роста кристалла. Упругая деформация, вызванная растущим преципитатом, высвобождается за счёт образования и роста дислокационных петель. Межузельные дислокационные петли образуются, когда Vg/G < Ccrit. Сравнивались расчётные данные кинетической модели с результатами экспериментальных исследований образования дислокационных петель.