30、氧沉淀模拟与广义沉淀方程解析

氧沉淀模拟与广义沉淀方程解析

1. 氧沉淀模拟的背景与影响因素

氧在硅中的沉淀过程涉及复杂的物理现象，包括扩散和沉淀等。晶体生长过程中从 1400°C 冷却到 470°C 的时间变化，以及氧的有效平衡浓度的变化，都会影响氧沉淀的情况。此外，沉淀应力、点缺陷或掺杂剂浓度等因素也会对氧的有效平衡浓度产生影响。

2. 氧与其他缺陷的相互作用模型

• 现有模型概述 ：目前对于氧沉淀过程中复杂现象相互作用的建模，主要集中在为单个沉淀物制定吉布斯自由能。早期的方法可以参考 Hu（1986b）的工作，而 Tiller、Hahn 和 Ponce（1986）以及 Tiller 和 Oh（1988）提出了一个主要基于热力学的氧沉淀模型，并成功用于定性解释氧沉淀的成核、生长以及实验观察到的沉淀形态。
• 基本反应方程 ：沉淀形成的基本反应方程为((1 + 2|y_I|)Si(s) + 2O + 2y_VV \rightleftharpoons SiO_2(s) + 2|y_I|I + \sigma)，该方程考虑了从间隙氧和硅晶格原子形成(SiO_2)沉淀时，硅自间隙原子的产生、应力(\sigma)以及空位在沉淀 - 基体界面的吸收。其中，(y_I)和(y_V)分别表示每个沉淀的氧原子吸收的自间隙原子和空位的平均数量。
• 本征点缺陷的产生与复合 ：本征点缺陷的产生和复合通过 Frenkel 对机制进行，即(I + V \rightleftharpoons Si(s))。
• 碳对氧沉淀的影响