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.
Talanin V.I., Talanin I.E. A selective review of the simulation of the defect structure of dislocation-free silicon single crystals // Open Condensed Matter Physics Journal – 2011. – Vol. 4. – P. 8-32.
Проведён краткий обзор современного состояния теоретического описания дефектной структуры бездислокационных монокристаллов кремния. Акцент был сделан на новую диффузионную модель образования ростовых микродефектов. Показано, что диффузионная модель может описать высокотемпературную преципитацию примесей при охлаждении кристалла после выращивания. Показано, что модель динамики точечных дефектов может рассматриваться как составная часть диффузионной модели образования ростовых микродефектов.
Таланин В.И., Таланин И.Е. Кинетическая модель роста и коалесценции преципитатов кислорода и углерода во время охлаждения кристалла кремния после выращивания // Физика твёрдого тела. – 2011. – Т. 53, № 1. – С. 114-120.
Предложена кинетическая модель роста и коалесценции преципитатов кислорода и углерода. Её сочетание с кинетической моделью образования преципитатов кислорода и углерода представляет собой единую модель процесса преципитации в бездислокационных монокристаллах кремния во время их охлаждения в температурном интервале 1683–300 К после выращивания. Показано, что результаты расчётов хорошо согласуются с экспериментальными данными по исследованию ростовых микродефектов.
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.