Si晶體中點(diǎn)缺陷和位錯(cuò)交互作用的分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、隨著對(duì)Si基半導(dǎo)體器件速度和功率要求的不斷提高，使用應(yīng)變方法進(jìn)行人工能帶剪裁的技術(shù)顯得越來(lái)越重要。在Si基體與外延的SiGe1-xx層之間加入一層相對(duì)低溫條件下生長(zhǎng)的低溫Si(LT-Si)層，該層中大量存在的各種類型缺陷改變了失配應(yīng)變的釋放機(jī)理，最終得到了高質(zhì)量的SiGe1-xx層。這種方法在這近十年間被廣泛的研究和不斷改進(jìn)，SiGe1-xx層質(zhì)量也不斷的提高。但是，對(duì)于這種方法機(jī)理的解釋，卻始終沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。
　　SiGe

2、/Si結(jié)構(gòu)的失配應(yīng)力的釋放主要是通過(guò)在{111}面上生成可以滑動(dòng)的60度位錯(cuò)來(lái)完成的，本文采用分子動(dòng)力學(xué)的模擬方法，使用Stillinger-Weber勢(shì)函數(shù)和周期性邊界條件，建立了60度位錯(cuò)偶極子，具體研究點(diǎn)缺陷和60度位錯(cuò)的相互作用。
　　首先提出了相對(duì)簡(jiǎn)單的建立位錯(cuò)偶極子的新方法：把混合型位錯(cuò)分解為刃位錯(cuò)和螺位錯(cuò)分量，依次加載原子的位移場(chǎng)，得到初始構(gòu)型，再執(zhí)行模擬退火過(guò)程以穩(wěn)定位錯(cuò)芯結(jié)構(gòu)。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在位錯(cuò)芯附近的空位及自

3、間隙原子的形成能要比遠(yuǎn)離位錯(cuò)芯或者沒(méi)有位錯(cuò)缺陷完整晶體的形成能低。
　　其次使用Parrinello-Rahman方法施加剪切應(yīng)力，研究了位錯(cuò)在相當(dāng)于晶格失配應(yīng)力作用下的運(yùn)動(dòng)情況。與空位缺陷及自間隙原子缺陷作用后的位錯(cuò)，其運(yùn)動(dòng)速度要比完好的位錯(cuò)速度慢，位錯(cuò)速度隨著剪應(yīng)力增大而增加，隨著溫度升高而降低，這一結(jié)果與聲子拖拽模型相吻合，但與缺陷作用后的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的聲子拖拽效應(yīng)更加明顯。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，派納力隨著溫度升高而降低，這與Peierls