Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 797-801 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:019780013012079700

Correlation between the diffusion of borons atoms and the growth kinetics of oxidation-induced stacking faults

C.L. Claeys, G.J. Declerck et R.J. van Overstrateten

K.U. Leuven, E.S.A.T. Laboratory Kardinaal Mercierlaan 94, B-3030 Heverlee, Belgium

Abstract
The influence of a boron diffusion on the growth kinetics of oxidation-induced stacking faults is investigated in detail. Using a boron doped silox oxide as a diffusion source, the OSF length is studied as a function of drive-in time for an anneal at 1 150 °C in respectively an inert, an oxygen and a chlorine containing ambient (C33-oxidation). In these experiments, the molar ratio of diborane to silane is used as a parameter. For some experiments, a planar B2O3-diffusion source is used. To explain the different experimental results, the assumption of a fractional interstitialcy diffusion mechanism for the boron diffusion is used. For the experiments in a chlorine containing atmosphere, the chlorine reaction at the Si-SiO2 interface has to be taken into account. The obtained results are compared with the results reported in the literature.

Résumé
Cet article traite en détail l'influence d'une diffusion de Bore sur l'évolution des défauts d'empilement, formés au cours d'une oxydation à haute température. Utilisant comme source de diffusion un oxyde silox dopé de Bore, on a étudié la longueur des défauts d'empilement en fonction du temps de diffusion. Cette expérience a été répétée à 1 150 °C dans une atmosphère respectivement azote, oxygène et Chlore (oxydation C33). La proportion molaire de diborane au silane est prise comme paramètre. Pour quelques expériences une source de diffusion B2O3 a aussi été utilisée. Les résultats peuvent être expliqués si l'on suppose que la diffusion de Bore est partiellement contrôlée par un mécanisme de diffusion interstitialcy. Pour les expériences dans une atmosphère de Chlore on doit tenir compte des réactions à l'interface Si-SiO2. Les résultats obtenus sont discutés et comparés avec ceux de la littérature.

PACS
6170P - Stacking faults, stacking fault tetrahedra and other planar or extended defects.
6170W - Impurity concentration, distribution, and gradients.
6630J - Diffusion, migration, and displacement of impurities in solids.
2520C - Elemental semiconductors.
2550B - Semiconductor doping.

Key words
boron -- diffusion in solids -- elemental semiconductors -- oxidation -- semiconductor doping -- silicon -- stacking faults -- growth kinetics -- fractional interstitialcy diffusion mechanism -- oxidation induced stacking faults -- B diffusion -- annealing