Калибровочные коэффициенты для определения концентрации вакансионно-кислородных комплексов и кислородного димера в кремнии методом ИК-поглощения

Вакансионно-кислородные комплексы V_nO_m (n, m ≥ 1) в кристаллах кремния являются центрами зарождения кислородных преципитатов, которые широко используются в качестве внутренних геттеров нежелательных примесей в современных технологиях изготовления кремниевых электронных приборов и интегральных ми кросхем. Для контролируемого формирования кислородных преципитатов в кристаллах Si в технологических процессах необходимы методы измерения концентрации комплексов V_nO_m. Целью настоящей работы было нахождение калибровочных коэффициентов для определения концентрации вакансионно-кислородных дефектов в кремнии из интенсивностей полос инфракрасного (ИК) поглощения, связанных с локальными колебательными модами (ЛКМ) этих комплексов. С использованием электрических (эффект Холла) и оптических (ИК поглощение) измерений проведено комплексное исследование вакансионно-кислородных центров в кристаллах кремния, облученных электронами с энергией 6 МэВ. На основе анализа полученных данных установлены значения калибровочных коэффициентов для определения концентрации комплекса вакансия-кислород (VO) в кремнии методом инфракрасного поглощения: для измерений при комнатной температуре (RT) – NVO = 8,5 · 10¹⁶ · αVO-RT ^см–3, в случае низкотемпературных (LT, Т ≡ 10 К) измерений – N _VO = 3,5 · 10¹⁶ · αVO-LT ^см–3, где αVO-RT(LT) – коэффициенты поглощения в максимумах полос ЛКМ комплекса VO в спектрах, измеренных при соответствующей температуре. Установлены также калибровочные коэффициенты для определения концентраций других вакансионно-кислородных комплексов V_nO_m (VO₂, VO₃, VO₄, V₂O и V₃O) и кислородного димера (O₂) из анализа спектров поглощения измеренных при комнатной температуре.