硅中位错增殖的实验观察

用化学侵蚀法研究了在机械应力和热应力作用下硅中位错的增殖和非均匀成核。结果表明,在使位错增殖和成核作用上,热应力同机械应力是等效的。硅中小角晶界中的位错,原生孤立位错都能成为位错源;晶体内部的缺陷及表面蚀斑处的应力集中能够引起位错成核;硅中螺型位错能够通过交叉滑移机制发生增殖。对新生位错环空间分布的研究表明,Frank-Read机制可能是位错增殖的主要形式。位错能否发生增殖,主要决定于位错源所受分切应力的数值、晶体温度、位错本身的结构特点以及钉扎情况等。     

硅中位错运动速度

本文用化学侵蚀法显示了硅晶体印压产生的位错。测量了在不同温度、不同切应力下“花结”上刃型(或60°)位错的运动速度。设位错运动是热激活的,激活能为～2.94eV.比较了900℃下刃型(或60°)位错及螺型位错的速度,后者较小。在不同样品上进行速度的测定,说明原生位错对形变位错运动有阻碍作用。观察到原生位错和晶界位错在外加力作用下的增殖,对位错在增殖中的速度进行了测量。讨论了本工作所用的实验方法,并分析了影响速度测量值的某些因素。     

硅中位错与蚀斑的对应关系

通过实验肯定了硅单晶的化学侵蚀定向方法,找出抛光液的最佳配比及抛光时间。确定了所选定的位错侵蚀剂的侵蚀规范;此侵蚀剂对晶面无选择性,能显示出刃型和螺型位错,以及“新”、“旧”位错。通过长时间侵蚀、逐层侵蚀、劈裂面蚀斑的对应、小角晶界上蚀斑的观察、形变硅单晶中蚀斑排列以及弯曲形变样品中蚀斑密度与曲率半径间的关系的研究等方法,证明了用此侵蚀剂所得的蚀斑确实与位错一一对应。     

集中力作用下硅中位错结构

本文用化学侵蚀法研究了硅单晶样品在800—1000℃印压得到的位错“花结”。实验结果说明:印压产生的位错分布在{111}滑移面上;位错线的取向大部分是<110>或<112>方向。分析并观察到在压印下有两种位错环,一种是柏格斯矢量沿<110>方向并平行于(111)印压面;一种是柏格斯矢量沿<110>方向并与印压面相交。对位错环的结构进行了分析。