Sự Nucleation và Tăng Trưởng của Các Khuyết Tật {113} và Các Vòng Đứt Gãy {111} trong Silicon bị Cấy Implant

Kính hiển vi điện tử truyền qua các mặt phẳng và mặt cắt đã được sử dụng để nghiên cứu đặc điểm vi cấu trúc của sự nucleation và hành vi tăng trưởng của các khuyết tật dạng que {113}, cũng như sự tương quan của chúng với các vòng đứt gãy {111} trong silicon bị vô định hình với năng lượng 50 keV, mật độ 36x10^14 Si/cm2, 8.0 mA và được xử lý nhiệt nhanh tại các nhiệt độ từ 500 °C đến 1100 °C trong khoảng thời gian khác nhau. Chúng tôi tìm thấy rằng sự nucleation của các khuyết tật dạng que {113} và các vòng đứt gãy {111} là hai quá trình riêng biệt. Vào đầu quá trình xử lý nhiệt, các nguyên tử xen kẽ dư thừa tích lũy và hình thành các cụm nguyên tử xen kẽ hình tròn tại giao diện vô định hình / tinh thể ở nhiệt độ thấp đến 600 °C trong 1 giây. Sau đó, các cụm nguyên tử xen kẽ này phát triển theo hướng <110> để hình thành các khuyết tật dạng que {113}. Sau đó, trong khi các khuyết tật {113} đã bắt đầu phát triển và/hoặc hòa tan vào ma trận, các vòng đứt gãy Frank bị lỗi {111} bắt đầu hình thành. Chúng tôi cũng phát hiện rằng các cụm nguyên tử xen kẽ ban đầu thích phát triển theo các hướng <110> nghiêng so với bề mặt cấy ghép.