Кинетика образования «вторых» кислородных доноров в кремнии

Исследовано влияние углерода и условий предварительной термообработки па генерацию кислородных доноров в кремнии в диапазоне температур ${600\div800^{\circ}}$С. Обнаружено, что предельные значения максимальной концентрации «вторых» доноров, образующихся при температуре $750^{\circ}$С, достигаются для длительностей предварительной обработки при $430^{\circ}$С ${\sim100}$ ч. Дальнейшее увеличение времени предварительной обработки не приводит к изменению максимальной концентрации «вторых» доноров. Показано, что максимальная концентрация этих доноров возрастает с увеличением содержания углерода в образцах, прошедших предварительную термообработку при $430^{\circ}$С длительностью 100 ч. Начальная скорость образования «вторых» доноров пропорциональна четвертой степени от исходного содержания кислорода. На основе этих результатов рассмотрена модель генерации доноров, состоящих из четырех атомов кислорода. Предполагается, что в процессе предварительной обработки при низкой температуре происходит накопление комплексов O$_{5}$. При более высокой температуре вследствие их диссоциации образуются донорные центры O$_{4}$ из-за протекания процесса коалесценции. Оценена энергия связи комплексов O$_{5}$, которая оказалась равной 1.2 эВ. Из сопоставления кинетических данных образования «вторых» доноров в образцах с высоким и низким содержанием углерода сделано предположение о том, что помимо донорных центров O$_{4}$ в образцах с высоким содержанием углерода возможно образование донорных центров типа CO$_{4}$.