Дефектообразование в кремнии при облучении альфа-частицами с энергией 5,4 МэВ

• Автор: Скаляух, Ольга Вячеславовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ГЛАВА 1. РАДИАЦИОННОЕ ОБЛУЧЕНИЕ КРЕМНИЯ
1Л. Дефектообразование в облученном кремнии
1.2. Разупорядоченные области в кремнии
1.3. Облучение кремния протонами и альфа-частицами
1.4. Влияние интенсивности облучения и температуры на процессы радиационного дефектообразования
1.5. Изменение параметров полупроводниковых приборов под воздействием радиационного облучения
1.6. Радиационное легирование кремния
1.7. Выводы
ГЛАВА 2. АМОРФИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ОБЛУЧЕНИЯ АЛЬФА-ЧАСТИЦАМИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ
2.1. Методика проведения облучения
2.2. Исследование аморфизации поверхности кремния методом комбинационного рассеяния света
2.3. Измерение времени жизни методом поверхностной фото-ЭДС
2.4. Эксперименты по измерению времени жизни на кремнии
2.5. Изменение времени жизни носителей заряда в кремнии под воздействием облучения альфа-частицами
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ ЕМКОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРУКТУР МЕТАЛЛ-ПОЛУПРОВОДНИК ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ АЛЬФА-ЧАСТИЦАМИ
3.1. Методика и погрешности измерения распределения концентрации дефектов вблизи контакта металл-полупроводник

3.2. Изменение распределения концентраций центров рекомбинации при облучении
3.3. Теоретическая модель изменения концентрации центров рекомбинации в облученном кремнии с учетом диффузии дефектов
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГЛУБОКИХ ЦЕНТРОВ
МЕТОДОМ ТЕРМОСТИМУЛИРОВАННОЙ ЕМКОСТИ
4.1. Методика измерения термостимулированной емкости
4.2. Термостимулированная генерация с глубоких уровней ОПЗ в ^-«-переходах
4.3. Вычисление параметров глубоких уровней с учетом температурных зависимостей коэффициентов захвата электронов
4.4. Модель распада комплексов
4.5. Выводы
ГЛАВА 5. ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЛУЧЕННЫХ
ОБРАЗЦОВ
5.1. Модели переноса заряда в облученных структурах. Применение метода рекомбинационной спектроскопии для определения параметров глубоких уровней
5.2. Методика измерения вольт-амперных характеристик
5.3. Двойные поверхностно-барьерные диоды Шоттки
на основе кремния
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность работы
Кремний является наиболее применяемым и дешевым материалом твердотельной электроники, самым распространенным материалом для изготовления различных полупроводниковых приборов. Проблемам выращивания монокристаллов и отклонения их от стандартов посвящено большое число монографий, публикаций и докладов на международных конференциях. В меньшей степени исследованы процессы дефектообразования под действием облучения. Однако и эта проблема является важной для практического использования кремния в электронике.
Облучение кремния протонами и альфа-частицами приводит к образованию в кристалле первичных точечных радиационных дефектов — вакансий и связанных с ними межузельных атомов кремния (пар Френкеля), которые генерируются вдоль траектории пробега ионов в результате развития каскадов столкновений ионов с атомами решетки кристалла. В процессе облучения при комнатной температуре основная часть образованных пар Френкеля исчезает в результате взаимной аннигиляции, а разделившиеся компоненты пар в процессе их миграции взаимодействуют друг с другом и с примесными атомами кристалла, создавая более сложные и стабильные вторичные радиационные дефекты. Вторичные дефекты впоследствии трансформируются, например, при температурном воздействии может происходить распад сложных комплексов на составляющие.
Так как радиационное дефектообразование сопровождается появлением в запрещенной зоне полупроводника локальных энергетических уровней, то облучение кремния альфа-частицами изменяет в широких пределах электрофизические характеристики полупроводника, такие как электропроводность, тип проводимости, концентрация, подвижность и время жизни носителей заряда.

Рис. 2.8. Зависимость концентрации Л-цснтрон от дозы облучения