сутствуюшей в кристалле примеси
намного выше концентрации СТД, именно последние играют ключевую роль в
процессах дефектообразования. Связано это с тем, что движущей силой
агрегации является не абсолютная концентрация точечных дефектов (примесных
или собственных), а пересыщение соответствующего твердого раствора,
которое существенно выше именно для СТД, ввиду резкого уменьшения их
равновесных концентраций при понижении температуры.
Весьма важной характерной
особенностью полупроводников с кристаллической решеткой типа алмаза
является близость значений энтальпий образования межузельных атомов и
вакансий. Следствием этого является то, что в достаточно широком интервале
температур (в том числе и при температуре кристаллизации) равновесные
концентрации этих дефектов соизмеримы, а в формировании структурных
несовершенств типа микродефектов, как это показано в [5],
существенную роль играют процессы рекомбинации межузельных атомов и
вакансий.
Для большей конкретности
дальнейшее рассмотрение проведем на примере кремния, руководствуясь прежде
всего тем, что именно для него на сегодня достигнуты наибольшие успехи в
получении бездислокационных монокристаллов больших диаметров, для
которых проблема мик-родефектообразования наиболее актуальна.
Вблизи фронта кристаллизации для
каждого из двух типов СТД поддерживается равновесие с расплавом,
следствием чего, в частности, является равновесие относительно
реакции рекомбинации—генерации пар дефектов. В условиях достаточно
быстрого протекания этой реакции, при понижении температуры Т
(т. е. при удалении от фронта кристаллизации) будет
поддерживаться динамическое равновесие между рекомбинацией и
генерацией, описываемое законом действующих масс для концентраций
реагентов Cv(z)
(вакансий) и Ct(z)
(межузельные атомы):
Константа равновесия К,
равная произведению равновесных концентраций С?(Т)С°(Т),
очень быстро убывает с понижением Т, т. е. с
расстоянием z от фронта кристаллизации. Как показали
выполненные в [5] оценки, характерная длина убывания обратно
пропорциональна температурному градиенту у фронта кристаллизации
Сив случае выращивания
монокристаллов кремния составляет по порядку величины несколько
миллиметров. Другими словами, при понижении температуры происходит
аннигиляция дефектов: произведение их фактических
кон-
