Пороговая энергия образования точечных дефектов в кремнии по данным электронной микроскопии

Л. И. Федина, А. Л. Асеев, С. Г. Денисенко, Л. С. Смирнов


Аннотация: Процесс образования и роста скоплений междоузельных атомов в виде стержнеобразных, \{113\} дефектов и дислокационных петель Франка внедренного типа при облучении электронами в электронном микроскопе использован для определения пороговой энергии электронов для генерации вакансионно-междоузельных пар в Si. Использовались электронные микроскопы ЭМ-200 и JEM-1000 при энергии электронов $E$, равной 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 1000 кэВ. Показано, что для каждого значения $E$ существует пороговая температура облучения $T_{\text{пор}}$, ниже которой структурные перестройки, вызванные электронным облучением, отсутствуют. С уменьшением энергии электронов от 200 до 50 кэВ $T_{\text{пор}}$ увеличивается от 50 до $1100^{\circ}$С. Полученная в данном интервале температурная зависимость энергии электронов в пересчете на энергию $E_{d}$, передаваемую атомам решетки, качественно согласуется с обнаруженной ранее в интервале ${20\div500^{\circ}}$С. Существование пороговых температур свидетельствует о резком снижении скорости генерации точечных дефектов при ${T<T_{\text{пор}}}$, что позволяет пренебречь ролью допороговых механизмов образования точечных дефектов по сравнению с пороговым процессом генерации в условиях интенсивного облучения в электронном микроскопе.