Таланин В.И., Таланин И.Е., Устименко Н.Ф. Программный комплекс для анализа и расчёта образования ростовых микродефектов в бездислокационных монокристаллах кремния // Известия вузов. Материалы электронной техники. – 2010. — № 4. – С. 62-67.

В качестве виртуального экспериментального прибора для анализа и расчета образования ростовых микродефектов в нелегированных бездислокационных монокристаллах кремния предложен программный комплекс. С помощью программного комплекса, используя параметры роста (скорость роста кристалла, диаметр кристалла, температурные градиенты, скорость охлаждения), можно рассчитать характеристики процесса преципитации кислорода и углерода во время охлаждения кристалла после выращивания от температуры кристаллизации до комнатной температуры. Программный комплекс позволяет проводить анализ и расчет образования вакансионных микропор и межузельных дислокационных петель.

Таланин В.И., Таланин И.Е. Кинетика процесса высокотемпературной преципитации в бездислокационных монокристаллах кремния // Физика твёрдого тела. – 2010. – Т. 52, № 10. – С. 1925-1930.

Проведён расчёт дефектной структуры бездислокационных монокристаллов кремния на основе приближённого решения дифференциальных уравнений в частных производных типа Фоккера–Планка. Показано, что процесс преципитации начинается вблизи фронта кристаллизации и обусловлен исчезновением избыточных собственных точечных дефектов на стоках, роль которых играют примеси кислорода и углерода.

Таланин В.И., Таланин И.Е. Кинетика образования вакансионных микропор и междоузельных дислокационных петель в бездислокационных монокристаллах кремния // Физика твёрдого тела. – 2010. – Т. 52, № 9. – С. 1751-1757.

Проведён расчёт образования вакансионных микропор и A-микродефектов в соответствии с моделью динамики точечных дефектов при условии отсутствия рекомбинации собственных точечных дефектов при высоких температурах. Предполагается, что такое решение возможно в случае начала процесса преципитации примеси вблизи фронта кристаллизации. Показано, что процесс образования вакансионных микропор носит гомогенный характер, а образование междоузельных дислокационных петель определяется в основном деформационным механизмом.

Talanin V.I., Talanin I.E. Modelling of the defect structure in dislocation-free silicon single crystals // Crystallography Reports. – 2008. – Vol. 53, N 7. – P. 1124-1132.

Представлена математическая модель образования первичных ростовых микродефектов на основе диссоциативной диффузии. Для бездислокационных монокристаллов кремния, выращенных методами бестигельной зонной плавки и Чохральского, вблизи фронта кристаллизации рассмотрены случаи «вакансия-кислород» (V + O) и «углерод – межузельный атом» (C + I). Аналитические аппроксимационные выражения, полученные посредством введения в кристалл 1D и 2D температурных полей, хорошо согласуются с гетерогенным механизмом образования ростовых микродефектов.

Talanin V.I., Talanin I.E., Voronin A.A. About the simulation of primary grown-in micro-defects in dislocation-free silicon single crystals formation // Canadian Journal of Physics. – 2007. – Vol. 85, № 12. – Р. 1459-1471.

Предложена математическая модель образования первичных ростовых микродефектов. Модель построена на базе диссоциативного процесса диффузии. Изучено взаимодействие между кислородом-вакансиями (O + V) и углеродом-межузельниками (C + I) вблизи фронта кристаллизации в бездислокационных монокристаллах кремния, выращенных методами бестигельной зонной плавки и Чохральского. Полученные формулы аппроксимации соответствуют гетерогенному механизму образования ростовых микродефектов.

Таланин В.И., Таланин И.Е. О рекомбинации собственных точечных дефектов с бездислокационных монокристаллах кремния // Физика твёрдого тела. – 2007. – Т. 49, № 3. – С. 450-453.

Экспериментально установлено и подтверждено термодинамическими расчётами, что в бездислокационных монокристаллах кремния вблизи фронта кристаллизации процесс рекомбинации собственных точечных дефектов затруднён в связи с наличием рекомбинационного барьера. В соответствии с гетерогенным механизмом образования и трансформации ростовых микродефектов произведена оценка рекомбинационных параметров (высота рекомбинационного барьера, время рекомбинации, фактор рекомбинации) модели динамики точечных дефектов при высоких и низких температурах. Подтверждено, что распад пересыщенного твёрдого раствора точечных дефектов происходит по двум направлениям: вакансионному и межузельному. Вакансии и собственные межузельные атомы кремния находят стоки в виде фоновых примесей кислорода и углерода. Показано, что образование пар «собственный точечный дефект – примесь» является доминирующим процессом вблизи температуры плавления.

Talanin V.I., Talanin I.E. Mechanism of formation and physical classification of the grown-in microdefects in semiconductor silicon // Defect & Diffusion Forum. – 2004. – Vol. 230-232. – Р. 177-198.

В статье представлена схема механизма образования и трансформации ростовых микродефектов в кристаллах, выращенных методами бестигельной зонной плавки и Чохральского, как функция от скорости роста кристалла. Установлено и подтверждено экспериментально, что концентрации вакансий и собственных межузельных атомов у фронта кристаллизации вблизи точки плавления сравнимы, рекомбинация собственных точечных дефектов при высоких температурах отсутствует. Распад пересыщенного твёрдого раствора точечных дефектов при охлаждении кремния ниже температуры кристаллизации протекает по двум независимым механизмам: вакансионному и межузельному. Движущей силой дефектообразования являются исходные примесные центры: кислородно-вакансионные и углеродно-межузельные агломераты. При определённых условиях роста агрегация точечных дефектов по вакансионно-межузельному и межузельному направлениям приводит к появлению вторичных дефектов вокруг первичных кислородно-вакасионных и углеродно-межузельных агрегатов, каковые дефекты именуются соответственно вакансионными микропорами и межузельными дислокационными петлями. На основании экспериментальных результатов предложена физическая классификация ростовых микродефектов. Она исходит из факта гетерогенного образования и трансформации ростовых микродефектов.

Talanin V.I., Talanin I.E. Physical nature of grown-in microdefects in Czochralski-grown silicon and their transformation during various technological effects // Physica Status Solidi (a). – 2003. – Vol. 200, № 2. – Р. 297-306.

С помощью селективного травления и просвечивающей электронной микроскопии тщательно исследовались бездислокационные кристаллы кремния диаметрами 50 и 80 мм, выращенные методом Чохральского. Кристаллы был выращены с различными скоростями роста и подвергались затем различным обработкам (термическим обработкам, ионной имплантации). Определена физическая природа (положительный/отрицательный знак искажения кристаллической решётки) ростовых микродефектов внутри и снаружи OSF-кольца. Обнаружено, что фоновые примеси кислорода и углерода оказывают определяющее воздействие на механизм образования ростовых микродефектов. Показано, что кристаллы могут расти в межузельном и межузельно-вакансионном режимах. Уточнена схема трансформации ростовых микродефектов.

Talanin V.I., Talanin I.E., Levinson D.I. Physical model of paths of microdefects nucleation in dislocation-free single crystals float-zone silicon // Crystal Research & Technology. – 2002. – Vol. 37, № 9. – Р. 983-1010.

С помощью селективного травления и просвечивающей электронной микроскопии проведены комплексные исследования бездислокационных монокристаллов бестигельного кремния диаметром 30 мм. Кристаллы были получены с различными скоростями роста и подвергались различным технологическим обработкам. Установлено, что процесс образования микродефектов в кремнии происходит одновременно по двум независимым механизмам: вакансионному и межузельному. Предложена физическая модель образования микродефектов в бездислокационных монокристаллах бестигельного кремния.

Talanin V.I., Talanin I.E., Levinson D.I. Physics of the formation of microdefects in dislocation-free monocrystals of float-zone silicon // Semiconductor Science & Technology. – 2002. – Vol. 17, № 2. – Р. 104-113.

В работе посредством просвечивающей электронной микроскопии, оптической микроскопии и рентгеновской топографии исследовались нелегированные бездислокационные монокристаллы бестигельного кремния. Кристаллы были получены с различными скоростями роста (от 1.0 до 9.0 мм/мин) и подвергались различным термообработкам. Экспериментально определены температуры образования микродефектов различных типов, а также установлен механизм трансформации межузельных микродефектов. На основании литературных данных и новых результатов, полученных авторами, установлено, что образование микродефектов в кремнии происходит по двум независимым механизмам: вакансионному и межузельному. В результате обоих механизмов образуются D-микродефекты в виде межузельных агломератов. Предположено, что критический параметр V/G = Ccrit описывает условия появления/исчезновения вакансионных микродефектов. На основании этих результатов предложена физическая модель образования микродефектов в бестигельном кремнии и обсуждены другие известные модели.