Методом 4-зондовых измерений удельного электросопротивления исследовано влияние предварительной термообработки при 800◦ C (ПТО-800) на кинетику накопления и отжига термодоноров, образующихся при 450◦ C в монокристаллах кремния. Обнаружено существенное увеличение энергий активации генерации и отжига термодоноров после ПТО-800. Экспериментальные результаты обсуждены с учетом роли различных фазовых состояний кислорода в исходном Si. Предложена интерпретация, учитывающая влияние внутренних упругих напряжений решетки Si, созданных микроскопическими флуктуациями концентрации кислорода и термодоноров, на коэффициент диффузии атомов кислорода. Количественная оценка размеров микроскопических флуктуаций дает величину порядка сотен ангстремов. Кинетика генерации и отжига термодоноров описывается в рамках модели Кайзера–Фриша–Рейса с учетом локально ускоренной (в областях микроскопических флуктуаций) диффузии кислорода. В микроскопических флуктуациях находится порядка 1–3% общего числа атомов кислорода в кристалле. Это затрудняет наблюдение ускоренной диффузии кислорода прямыми методами, однако достаточно для генерации термодоноров.

Эффективность образования кислородосодержащих термодоноров (КТД) в области 450◦ C существенно зависит от предварительной термообработки (ТО) кристаллов кремния [1, 2]. Одной из причин этого может быть растворение в ходе предварительной ТО неких зародышей КТД, которые всегда есть в исходном кристалле [3]. В модели Кайзера–Фриша–Рейса (КФР)[4] зародышами термодонорных комплексов SiOm являются непосредственно предшествующие им комплексы SiOm− 1. Однако при 450◦ C для образования комплексов даже с m= 2 требуется коэффициент диффузии кислорода (D0) в Si на несколько порядков выше реального. Тем более трудно объяснить существование микроскоплений КТД, которые наблюдались в работах [5–8]. Возможным объяснением может быть предположение о существовании в исходном Si микроскопических флуктуаций концентрации примеси кислорода (МФК), где локальная концентрация атомов кислорода (Oi) значительно выше средней [9]. В этом случае атомы Oi уже исходно могут находиться достаточно близко друг от друга, чтобы успеть образовать комплексы. Кроме того, коэффициент диффузии D0 в сильно напряженных областях кристалла, которыми являются МФК, может значительно отличаться от величины D0 в остальном объеме. Таким образом МФК также можно ассоциировать с понятием зародышей для КТД. Однако их влияние на кинетику накопления и отжига КТД после предварительной высокотемпературной ТО может существенно отличаться от влияния зародышей в виде преципитатов SiOm− 1.