The influence of unoxidizing $Si-SiO_2$ interface on the distribution of excess point defects in silicon, excess interstitials during thermal oxidation and excess vacancies during high concentration phosphorus diffusion, was investigated experimentally and numerically.
A new phenomenological parameter called excess point defect recombination velocity (S) at the unoxidizing $Si-SiO_2$ interface was proposed. By comparing calculated normalized excess point defect concentration profiles with the experimental data of normalized diffusivity increments of impurity atoms, the values of $S/D_{pd}$ ($D_{pd}$ is the diffusivity of point defects in silicon) were found out to be $2.8-16.\times10^3/cm$ for excess interstitials and $2.5- 10\times10^3/cm$ for excess vacancies.
Expanding Hu's model of excess interstitial trapping at the $Si-SiO_2$ interface to both interstitials and vacancies, the surface density of the excess point defect recombination centers at the unoxidizing $Si-SiO_2$ interface were also found out to be $1.6-9.4\times10^{10}/cm^2$ for excess interstitials and 2.5 -$5.8\times10^{10}/cm^2$ for excess vacancies.
$Si-SiO_2$ 경계면이 실리콘 내의 과포화 점결함, 실리콘 산화시의 과포화 interstitial과 고농도 인 (phosphorus)확산시의 과포화 vacancy, 농도분포에 미치는 영향을 실험과 계산을 통하여 조사하였다.
산화되지 않는 $Si-SiO_2$ 경계면에서의 과포화 점결함의 재결합 속도 (S)라는 새로운 변수를 제안하여 실리콘 내의 과포화 점결함 농도분포를 계산하였다. 계산에 의한 과포화 점결함의 농도분포를 실험으로 부터 얻은 불순물의 확산계수 증가분과 비교하여 $Si-SiO_2$ 경계면에서의 $S/D_{pd}$ 값 ($D_{pd}$ 는 실리콘 내에서의 점결함의 확산계수)을 구하였다. Hu 씨의 $Si-SiO_2$ 경계면에서의 interstitial 포획에 관한 이론을 interstitial과 vacancy 에 모두 적용하여 $Si-SiO_2$ 경계면에서의 과포화 점결함 재결합 중심의 표면 농도를 구하였다.
$Si-SiO_2$ 경계면에서의 $S/D_{pd}$ 값은 interstitial의 경우 $2.8-16\times 10^3/cm$, vacancy의 경우 $2.5-10\times10^3/cm$이며, 과포화 재결합 중심의 표면농도는 interstitial의 경우 $1.6-9.4\times10^{10}/cm^2$, vacancy의 경우 $2.5-5.8 \times 10^{10}/cm^2$이다.
