27、氧沉淀机制：一些定量方面的研究

氧沉淀机制：一些定量方面的研究

1. 缺陷生成概述

在生长良好的二氧化硅（SiO₂）沉淀过程中，常常会观察到间隙型棱柱位错环和堆垛层错（SF）。棱柱位错环具有(110)/2的伯格斯矢量，通过棱柱冲压机制产生；而堆垛层错则通过(111)/3弗兰克分位错的攀移运动而生长。

2. 硅自间隙的产生

堆垛层错通过(111)/3弗兰克分位错的攀移运动生长，这一过程要么从硅晶格中吸收自间隙原子（I），要么向硅晶格中发射空位（V）。这一现象表明，在氧沉淀过程中存在自间隙原子的过饱和。而空位欠饱和的可能性可以不再考虑，因为已有研究表明，这种情况无法解释观察到的明显的氧扩散限制的SiO₂沉淀生长行为。

为了定量测量自间隙原子的过饱和度，研究人员付出了很大努力，但结果并不理想。目前仅有两种实验技术：一种是在晶圆表面进行测量，另一种是在硅体内部进行测量。在晶圆表面实验中，使用了预生长的堆垛层错（由晶圆表面氧化产生）或注入的掺杂层。然而，无论是否使用覆盖层，晶圆表面都表现为自间隙原子的汇，这导致硅体中由氧沉淀引起的自间隙原子过饱和度在硅表面区域显著降低甚至消失，使得定量数据的可靠性受到严重质疑。在体实验中，只能监测堆垛层错的尺寸，而且由于硅晶圆体中堆垛层错的形核无法控制，数据在定量方面同样不可靠。因此，到目前为止，还没有可接受的与氧沉淀过程相关的自间隙原子过饱和度的测量值。

3. 棱柱位错环的冲压

与SiO₂沉淀相关的间隙型(110)/2棱柱位错环是通过棱柱冲压机制产生的。与自间隙原子过饱和度的情况不同，近期有研究获得了关于棱柱冲压过程的定量信息。

棱柱位错冲压是一种应力 - 应变释放机制，与自间隙原子发射和碳吸收同时