Радиационно-термическое окисление монокристаллического кремния Соловейчик Алексей Валерьевич

Содержание к диссертации

Введение

1. Аналитический обзор 9

1.1. Методы получения тонких пленок Si02 на поверхности монокристаллического кремния

1.2. Влияние на систему 02-Si02-Si в процессе термического окисления монокристаллического кремния 31

1.3. Постановка задач исследования в области радиационно-термического окисления кремния 41

2. Объекты исследования и методика эксперимента

2.1. Объекты исследования 43

2.2. Измерение толщины пленок Si02 на поверхности монокристаллического кремния 43

2.3. Определение химического состава, структуры и стехиометрии

2.4. Исследование электрофизических характеристик пленок Si02 51

2.5. Термическое окисление монокристаллического кремния в поле /-излучения

2.6. Термическое окисление монокристаллического кремния под влиянием УФ-излучения 5'

2.7. Окисление монокристаллического кремния в ВЧ плазме тлеющего разряда

3. Исследование механизма окисления монокристал лического кремния и структуры пленок Si02 63

3.1. Исследование термического окисления монокристаллического кремния в поле у-излучения и свойства полученной структуры Si- Si02

3.2. Исследование термического окисления монокристаллического кремния под влиянием УФ-излучения и свойства полученной структуры Si-Si02 gQ

3.3. Исследование окисления монокристаллического кремния в ВЧ плазме тлеющего разряда и свойства полученной структуры Si-Si02 84

3.4. Механизм радиационно-термического окисления монокристаллического кремния 93

выводы 101

Список литературы

• Влияние на систему 02-Si02-Si в процессе термического окисления монокристаллического кремния
• Определение химического состава, структуры и стехиометрии
• Термическое окисление монокристаллического кремния под влиянием УФ-излучения
• Исследование термического окисления монокристаллического кремния под влиянием УФ-излучения и свойства полученной структуры Si-Si02

Введение к работе

Актуальность работы. Монокристаллический кремний используется в твердотельной электронике со времени изобретения биполярного транзистора и до сих пор занимает ведущее положение в технологии больших интегральных схем (БИС). Несмотря на то, что в изделиях микроэлектроники в настоящее время используются и материалы с более высокой подвижностью носителей, например арсенид галлия, кремний обладает рядом преимуществ, обусловленных его химическими и электрофизическими характеристиками [1-3].

Одно из этих преимуществ - сравнительно легкое формирование на поверхности монокристаллов кремния стабильной, контролируемой по структуре пленки диэлектрика - диоксида кремния. При этом важной особенностью системы Si - SiC>2 является возможность селективного травления в плавиковой кислоте, которая растворяет оксид, но не взаимодействует с монокристаллическим кремнием. Эти особенности позволяют вводить в кремний легирующие примеси через неэкранированные оксидом участки поверхности, например, путем облучения пучками ионов. Возможность легировать отдельные участки поверхности кремния лежит в основе производства интегральных схем с высокой плотностью упаковки полупроводниковых приборов.

Объединение совокупности совместимых технологических операций нанесения диэлектрика (аморфного диоксида кремния), травления и других послужило основой планарной технологии больших интегральных схем. В БИС с высокой плотностью упаковки структуры типа металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) или в данном конкретном случае металл-оксид-полупроводник (МОП-транзистор) являются основными элементами. Относительная простота изготовления и малые размеры МОП-транзисторов позволяют создавать современные и относительно дешевые БИС. Пленки

диоксида кремния на монокристаллическом кремнии функционируют в качестве подзатворного диэлектрика в МОП-структурах. В планарной технологии используются также маскирующие и защитные свойства S1O2 .

Несмотря на многообразие существующих методов получения пленок оксидов на кремнии, в настоящее время метод термического окисления [4] является основным при создании стабильной МОП-структуры, особенно для подзатворного диэлектрика, который при работе МОП-транзистора находится под действием высоких электрических полей и механических напряжений. Тонкие слои диоксида кремния, полученные термическим окислением кремниевой подложки, наиболее полно удовлетворяют требованиям производства планарных приборов на основе МОП-структур. Такие слои имеют малое количество пор и низкую плотность поверхностных состояний, обладают хорошими диэлектрическими свойствами [4].

Тем не менее, создание электронных приборов с высокой плотностью упаковки, высоким быстродействием и радиационной стойкостью ставят перед технологами ряд новых задач [4], таких как:

- уменьшение пористости, увеличение плотности, механической и
электрической прочности диэлектрика;

- снижение плотности поверхностных электронных состояний на границе
«полупроводник-диэлектрик» и толщины нестехиометрического оксида на
этой границе;

уменьшение заряда в объеме диэлектрика;

обеспечение воспроизводимости свойств слоев диэлектриков на больших монокристаллах кремния (диаметром 200 мм и более);

увеличение процента выхода готовых (годных) изделий.

Решению указанных выше задач и улучшению качества диэлектрических пленок может способствовать снижение температуры и увеличение скорости окисления. Процесс длительного окисления приводит к перемещению легирующих атомов и вакансий в кремниевой подложке, что

может привести к существенному изменению рабочих характеристик МОП-прибора. Вследствие этого, снижение температуры окисления способствует уменьшению числа дефектов кристаллической структуры, вносимых в процессе термического окисления [4].

До сих пор недостаточно исследованы возможности новых технологий синтеза, активирования и воздействия излучения на полупроводники и изделия микроэлектроники. Как показано в работах Муньеса, Сана, Тейлора, Беловой, Угая, Ховива и других исследователей, перспективными являются радиационные технологии модифицирования, в том числе электроннолучевые [5-24], применение которых исключает фазовые расслоения, повышает однородность материалов и обеспечивает более высокое качество изделий.

Даже в сравнительно давних работах [25] утверждается, что важным средством создания дефектов в неравновесных концентрациях является облучение кристаллов частицами или фотонами высоких энергий. Возникающие при этом вакансии и междоузельные атомы называют радиационными дефектами. Очевидно, что воздействие коротковолнового излучения, потоков ускоренных и вторичных электронов может повлиять на структуру, ансамбль дефектов и свойства полупроводников и диэлектрических пленок на их поверхности.

Термическое окисление кремния можно ускорить воздействием ионизирующего излучения за счет явлений радиационно-стимулированной адсорбции, радиационно-стимулированной диффузии и воздействия на кремний активных форм кислорода: радикалов, ионов, возбужденных молекул и атомов, генерируемых ионизирующим излучением. С другой стороны жесткое ионизирующее излучение может приводить к образованию радиационных дефектов, что требует определения оптимальных режимов облучения. Таким образом, исследование процесса образования, состава и структуры пленок, полученных при радиационно-термическом окислении

монокристаллического кремния, является актуальной задачей современной микроэлектроники.

Целью настоящей работы являлось научное обоснование лабораторной технологии радиационно-термического окисления монокристаллического кремния.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие основные задачи:

- определить скорости роста оксидных пленок при термическом
окислении монокристаллического кремния при у-облучении (источник Со⁶⁰) и
провести сопоставление с соответствующими результатами термического
окисления под воздействием УФ-излучения и окисления в ВЧ-плазме
тлеющего разряда,

- исследовать химический состав, стехиометрию и электрофизические
свойства образующегося слоя S1O2,

- сопоставить свойства пленок S1O2, сформированных на
монокристаллическом кремнии различными методами,

- разработать рекомендации по режимам термического окисления
монокристаллического кремния для МОП-технологии,

- обосновать механизм радиационно-термического окисления кремния.
Научная новизна:

Впервые получены данные по радиационно-термическому окислению монокристаллического кремния в поле у-излучения (источник Со⁶⁰), УФ-излучения и ВЧ плазмы тлеющего разряда при температурах ниже 700 С.

Методами электронной микроскопии, электронографии эллипсометрии,
Оже-спектроскопии и измерением вольтфарадных характеристик

установлены закономерности изменения толщины, состава и структуры пленок оксида кремния в зависимости от типа воздействия, времени окисления и температуры.

Определены условия формирования кристаллических и аморфных пленок оксидов кремния заданного состава толщиной до 300 А при существенно более низкой температуре (около 200 С), чем при термическом окислении.

Практическая значимость:

Показана возможность использования процесса радиационно-термического окисления монокристаллического кремния в диапазоне температур выше 450 С для получения качественных изолирующих покрытий диоксида кремния на кремнии и создания подзатворных диэлектриков в МОП-структурах с улучшенными свойствами. Важным преимуществом данной технологии является сокращение времени проведения технологических процессов и возможность использования существующего технологического оборудования (стандартных печей термического окисления).

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы докладывались на 1-ой Региональной конференции Республик Средней Азии и Казахстана /Самарканд, 1991 год/, на 3-ей Международной школе-семинаре «Физика и химия твердого тела» /Благовещенск 1991/, на 2-ом Всесоюзном семинаре молодых ученых по радиационной физике и химии твердого тела /Рига, 1991 год/, на Научно-техническом совещании "Электротермия 2000" /Санкт-Петербург, 2000 год/ и на Научно-технической конференции «Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов электротермических производств (ДУГА-2000)» /Санкт-Петербург, 2002 год/.

Публикации: По теме диссертации опубликовано четыре печатные работы, в том числе 3 статьи и тезисы 1 доклада.

Структура и объем работы: Диссертация изложена на 113 страницах, включая 7 таблиц и 29 рисунков, и состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, библиография 110 наименований.

Влияние на систему 02-Si02-Si в процессе термического окисления монокристаллического кремния

В твердых растворах замещения мольная доля катионных вакансий равна мольной доле растворенного (избыточного) кислорода Xv = Х0 , т.е. по нестехиометрии оксидной пленки можно судить о механизме проводимости и возможности регулирования скорости окисления. При высоких ро2 и обогащении оксида кислородом (при частичном образовании оксида более высокой валентности, т.е. в данном случае Si02) константа скорости определяется предельной растворимостью кислорода в оксиде, т.е. шириной области гомогенности, и зависит от внешнего давления кислорода

Рог В реальности процесс образования диоксида кремния является сложным и состоит, по меньшей мере, из двух конкурирующих процессов. Первый процесс представляет собой диссоциацию молекул 02 и реакцию кислорода с кремнием с образованием SiO и О. Атомарный кислород окисляет SiO до Si02 или рекомбинирует. Второй процесс состоит в том, что горячие электроны, фотоинжектируемые под влиянием излучения лазера из любого уровня валентной зоны кремния в зону проводимости диоксида кремния, могут вызвать увеличение скорости окисления за счет возникновения 02 , который диссоциирует на О и О .

Важно отметить то, что при уменьшении давления кислорода в случае окисления под лазерным пучком окисляемая площадь кремниевой пластины выходит за пределы зоны нагреваемой лазером, поскольку 3-атомы могут диффундировать и реагировать с кремнием на значительном расстоянии от места непосредственного их возникновения. Вследствие рекомбинационных процессов время жизни О-атомов чрезвычайно сильно зависит от давления.

Еще существеннее влияние времени жизни активных форм кислорода (в частности синглетного) на процесс окисления кремния. Копыловым [72] зо показано, что десорбированный с поверхности оксидов синглетный кислород имеет время жизни наиболее устойчивых синглетных молекул Дёи Sg+ 4000 си 12с, соотвественно.

Эффекта ускорения термического окисления кремния и окисления в диапазоне температур 700...1200 С можно добиться, облучая подложку во время окисления рентгеновским излучением [5]. Общая доза в процессе выращивания оксидной пленки была не меньше 10 Мрад. Высказано предположение, что эффект имеет место в диапазоне энергии /-квантов Ю кэВ...5 МэВ и температуре в интервале 700...1200 С. Более того, установлено, что улучшаются характеристики МОП-приборов, подзатворный диэлектрик которых сформирован под влиянием излучения, в том числе повышается процент выхода годных приборов и радиационная стойкость изделий (более чем в 10 раз).

Согласно работам [84] /-излучение способствует кристаллизации аморфного Si02, образующегося на поверхности монокристаллического кремния, что способствует образованию пор и снижает электрическую прочность. Исследуемые образцы изотермически выдерживались на воздухе в области температур 950...1150 С, без облучения и в поле /-излучения Со6 при мощности дозы равной 1 Гр.с . Замечено, что до температуры 1125 С у-излучение увеличивает скорость кристаллизации. Например, при 1000 С скорость роста кристобалита в поле у-облучения в 2 раза выше, чем без облучения.

На основании современных представлений, кристаллизация аморфного диоксида кремния описывается диффузионно-транспортным механизмом окисления частично дестехиометризованного Si02 (Si02.J. С точки зрения физико-химических процессов, протекающих при радиационном окислении кремния в исследованных системах, наблюдаемое увеличение скорости кристаллизации может быть обусловлено, как изменением значения энергии активации окисления частично дестехиометризованного диоксида кремния, так и изменением эффективной концентрации кислорода в области центра кристаллизации. Последнее изменение, вероятно, связано со сменой механизма транспортирования кислорода. По-видимому, до температуры 1125 С к термоактивированному механизму добавляется радиационно-стимулированный механизм диффузии кислорода, который при более низких температурах может быть на несколько порядков выше термоактивированного [85].

Можно также предположить, что в процессе доокисления Si02.x и последующей кристаллизации под действием ионизирующего излучения могут участвовать те радикалы кислорода, которые образуются при радиолизе диоксида кремния в поле излучения, и которые успевают при данной температуре прореагировать с вакансиями кислорода [86]. Ниже мы рассмотрим основные процессы, протекающие в гетерогенной системе Si - S1O2 - О2 под действием излучения.

Определение химического состава, структуры и стехиометрии

Функция F(P\fjs,npo/ppo) может быть найдена по уравнению где про и рр0 - равновесные плотности электронов и дырок, причем где ПрИрр- концентрация электронов и дырок в объеме полупроводника. Высокочастотные С- V характеристики тестовых структур исследовались с помощью дифференциального емкостного метода, впервые предложенного в работе [100]. Блок схема установки для исследования высокочастотных С-К зависимостей приведена на рис. 4. Два синусоидальных сигнала от генератора ГСН в противофазе друг к другу и имеющие равные амплитуды подаются на исследуемый образец Сх и эквивалентную схему замещения R3 и Сэ. На резисторах R3 и R4 эти сигналы суммируются, и разностный сигнал поступает на усилитель, а затем на осциллограф. Добиваются совпадения Сэ и R3 с соответствующими параметрами образца. В этом случае разностный сигнал равен нулю. Задавая с помощью резистора R4 различное постоянное напряжение на образце получают кривую зависимости C-V. Тестовые структуры, которые изучались методом ВФХ, изготавливались следующим образом.

Блок-схема установки для исследования высокочастотных C-V зависимостей полученных структур Si-Si02 в диапазоне 5.. .200 кГц. ГСН - генератор синусоидальных импульсов, У- усилитель, ОСЦ -осциллограф, Сх - тестовая МОП-структура, ИП - источник постоянного напряжения.

На кремниевой пластине выращивался слой диоксида кремния, а затем методом термического испарения на полученный слой наносился электрод из алюминия в виде пробных точек диаметром 0,7 мм различной толщины. Для снятия характеристик, полученных МОП-структур использовалась измерительная ячейка, показанная на рис. 5.

В качестве исходных образцов для окисления были выбраны монокристаллические пластины /?-кремния марки К ДБ-10 {100} диаметром 76 мм. Пластины разрезались с помощью алмазной иглы на квадраты со стороной 1,5 см и погружались в плавиковую кислоту для очистки и стравливания тонкой пленки диоксида, образующейся при обычном хранении в контакте с воздухом. Затем пластины тщательно промывались дважды дистиллированной водой и отжигались в вакууме (10" Тор) при температуре 1170 К в течение двух часов. После этого образцы помещались в кварцевые ампулы, которые вакуумировались до давления 10"4 Тор и заполнялись предварительно очищенным и осушенным кислородом до атмосферного давления. Система откачки и подводки кислорода показана на рис.6.

Ампула вакуумировалась, отпаивалась, помещалась в термокамеру (рис.7) и облучалась на установке МРХу20 (изотоп Со60) при мощности дозы 200 рад/с. Температура в камере поддерживалась с помощью автоматического регулятора температуры и контролировалась ХК-термопарой. Толщина выращенных слоев S1O2 определялась с помощью эллипсометрических измерений.

Работы по окислению кремния под влиянием УФ-излучения проводились на установке представленной, на рис.8.

В качестве источника УФ использовалась лампа ДРШ-1000. Процесс окисления проводился при непрерывном воздействии УФ-излучения в атмосфере кислорода. В реакторе поддерживалось атмосферное давление.

Схема установки для окисления кремния в плазме ВЧ-разряда представлена на рис.10. Известно, что скорость окисления монокристаллических материалов значительно меньше, чем скорость окисления поликристаллических и аморфных материалов. Поэтому процессу окисления предшествовал процесс аморфизации в аргоновой плазме, что способствовало повышению реакционной способности кремния. Для этой цели использовалось явление амбиполярной диффузии, имеющее место в пристеночной зоне разряда. После зажигания разряда, помимо продольного электрического поля, возникающего под действием внешнего источника питания, формируется радиальное электрическое поле. Это поле способствует ускорению движения ионов в радиальном направлении. Энергия, приносимая ионами на поверхность обрабатываемых пластин, складывается из энергии ионизации, выделяющейся при пристеночной рекомбинации и кинетической энергии ионов, накопленной ими под влиянием радиального поля при движении из зоны образования к стенке.

Термическое окисление монокристаллического кремния под влиянием УФ-излучения

В процессе работы установлено, что скорости радиационно-термического окисления монокристаллического кремния при использовании УФ- , у-излучения и ВЧ кислородной плазмы тлеющего разряда значительно выше, чем термического. Из данных р. 1.2 следует, что ускорение процесса может определяться стимулированием окисления электронами и ионами кислорода, озоном, высокореакционным атомарным кислородом или атомарным и молекулярным кислородом в возбужденном состоянии. В то же время результаты работы показывают, что скорости окисления кремния при различных типах радиационного воздействия отличаются и приводят к образованию оксидных пленок с различной структурой. Это указывает на различия в механизмах окисления.

Активация реакции окисления под действием УФ-излучения и ВЧ-тлеющего разряда определяется, прежде всего, объемными процессами в газе или плазме. В общем случае она заключается в образовании под действием электронных ударов частиц с избыточной внутренней энергией (атомов и радикалов, колебательно - и электронно-возбужденных частиц, ионов). Воздействие активных частиц плазмы и квантов УФ-излучения на контактирующую с плазмой или газом поверхность монокристалла или оксидной пленки приводит к образованию активных поверхностных состояний, способных к дальнейшим химическим взаимодействиям. Излучения высоких энергий (у-излучения) могут приводить к разрушению структуры поверхностного слоя монокристаллов кремния и кристаллизации синтезированной на поверхности оксидной пленки.

Из рис.17 видно, что при 450 ЧС кинетика радиационно-термического окисления кремния в поле у-излучения описывается линейной зависимостью толщины пленки от времени окисления, что указывает на электронно 95 стимулированный механизм окисления. При 600 С скорость окисления увеличивается по мере увеличения толщины пленки, что определяется увеличением пористости пленки и соответствующим ростом скорости диффузии, хотя механизм электронно-стимулированного окисления может сохраняться. Порообразование в этих пленках может определяться образованием большого количества радиационных дефектов и их отеканием на дислокации в объеме и на поверхности растущей пленки (т.е. с эффектом Френкеля), что хорошо видно на некоторых электронных микрофотографиях (рис.13).

При УФ-облучении (рис.22) наблюдается зависимость толщины пленки от времени окисления близкая к параболической, что в соответствии с представлениям Кабрера-Мотта, указывает на диффузионный механизм (диффузия окислителя через пленку - контролирующая стадия). Поскольку скорость диффузии окислителя велика, то это приводит к сохранению постоянной стехиометрии пленки. Об этом свидетельствует постоянство рефлекса Ols 510 эВ, а также рефлекса Si2p(0x) (76 эВ) в Оже-спектрах независимо от времени окисления (рис.23). Эти факторы определяют высокое качество пленок, полученных при окислении в поле УФ-излучения, что подтверждается данными электронной микроскопии и электронографии.

Из рис.29 следует, что при окислении кремния в ВЧ-плазме наблюдаются наибольшие нарушения стехиометрии синтезированной пленки, что соответствует литературным данным (р.2.1, с. 14). Это связано с тем, что в ВЧ-плазме главную роль в первичных элементарных актах химического взаимодействия играет возбуждение и диссоциация молекул кислорода. Средняя энергия электронов в газовых разрядах низкого давления составляет около 3 эВ [105]. При этом доля энергии, которая затрачивается на электронное возбуждение максимальна (36 %), а на упругое рассеяние составляет всего 0,75 %. Как было показано в р. 1.2, при радиационном захвате медленных электронов молекулами 02 возникают ионы 0{ [88] по реакции 02+ ё - Of + hv при эффективном сечении порядка 10"22 см . При этой энергии электронов образование атомарных ионов кислорода мало вероятно.

В тлеющем разряде преобладает положительный ион 02 , концентрация 0+ значительно меньше. Поскольку энергия электронов в разряде меньше потенциала ионизации молекул, то степень ионизации в плазме очень мала; по данным [106,107] в диапазоне давлений (13,3 - 1117)/ n+/N 3 10"6, где п+- концентрация положительных ионов, ./V - общая концентрация молекул газа. Поэтому существенного вклада в окислительные процессы положительные ионы вносить не могут. Концентрация атомарного кислорода по экспериментально-расчетным данным [108] в кислородном разряде в диапазоне давлений 16...266 Па составляет 2...7-10 м . По данным [109] содержание атомарного кислорода в тлеющем разряде 10...20 % от вводимого кислорода.

Исследование термического окисления монокристаллического кремния под влиянием УФ-излучения и свойства полученной структуры Si-Si02

При УФ-облучении (рис.22) наблюдается зависимость толщины пленки от времени окисления близкая к параболической, что в соответствии с представлениям Кабрера-Мотта, указывает на диффузионный механизм (диффузия окислителя через пленку - контролирующая стадия). Поскольку скорость диффузии окислителя велика, то это приводит к сохранению постоянной стехиометрии пленки. Об этом свидетельствует постоянство рефлекса Ols 510 эВ, а также рефлекса Si2p(0x) (76 эВ) в Оже-спектрах независимо от времени окисления (рис.23). Эти факторы определяют высокое качество пленок, полученных при окислении в поле УФ-излучения, что подтверждается данными электронной микроскопии и электронографии.

Из рис.29 следует, что при окислении кремния в ВЧ-плазме наблюдаются наибольшие нарушения стехиометрии синтезированной пленки, что соответствует литературным данным (р.2.1, с. 14). Это связано с тем, что в ВЧ-плазме главную роль в первичных элементарных актах химического взаимодействия играет возбуждение и диссоциация молекул кислорода. Средняя энергия электронов в газовых разрядах низкого давления составляет около 3 эВ [105]. При этом доля энергии, которая затрачивается на электронное возбуждение максимальна (36 %), а на упругое рассеяние составляет всего 0,75 %. Как было показано в р. 1.2, при радиационном захвате медленных электронов молекулами 02 возникают ионы 0{ [88] по реакции 02+ ё - Of + hv при эффективном сечении порядка 10"22 см . При этой энергии электронов образование атомарных ионов кислорода мало вероятно.

В тлеющем разряде преобладает положительный ион 02 , концентрация 0+ значительно меньше. Поскольку энергия электронов в разряде меньше потенциала ионизации молекул, то степень ионизации в плазме очень мала; по данным [106,107] в диапазоне давлений (13,3 - 1117)/ n+/N 3 10"6, где п+- концентрация положительных ионов, ./V - общая концентрация молекул газа. Поэтому существенного вклада в окислительные процессы положительные ионы вносить не могут. Концентрация атомарного кислорода по экспериментально-расчетным данным [108] в кислородном разряде в диапазоне давлений 16...266 Па составляет 2...7-10 м . По данным [109] содержание атомарного кислорода в тлеющем разряде 10...20 % от вводимого кислорода.

При хемосорбции и десорбции кислорода в процессе окисления кремния образуются д и -формы синглетного и триплетный кислород, которые характеризуются высокой химической активностью. В низкотемпературной области преобладает первое, а в высокотемпературной -второе синглетное состояние. Т.е. при повышении температуры наиболее вероятно наиболее возбужденное синглетное состояние кислорода, что определяет изменение формы кинетических зависимостей (толщины пленки в зависимости от времени окисления/ В разряде концентрация синглетного кислорода составляет 10 % от количества вводимого кислорода. Время жизни 02 (1 Ag) в газовой фазе при низких давлениях 45 мин, 02 ( Zg+) 7 с. В условиях неизотермических форм разряда возможно прямое возбуждение состояния Zg+ (1,62 эВ). Максимальные количества активных форм кислорода эмитируются с поверхности оксидов при температуре около 600 С (р.2.1) [99]. При более высоких энергиях электронов заселяются метастабильные уровни с порогом возбуждения 4,5 эВ (3ZU+, Zu", 3AU), при диссоциации которых оба атома кислорода должны оставаться в основном состоянии. Эти процессы более вероятны при окислении кремния в поле у-излучения. При энергиях электронов 8,3 эВ наблюдается электронное возбужденное состояние 3Zu Следовательно, указанный процесс также имеет более высокую вероятность при высокоэнергетических воздействиях (при у облучении). Диссоциация молекул в этом состоянии сопровождается образованием одного атома в основном состоянии Зр и одного атома в возбужденном состоянии D. Механизм образования атомарного кислорода может быть описан следующими основными реакциями: 02 + г — 02 (В3Е ) и 02 (В3а - О (D) + О fp).