Физические основы инженерии радиационных дефектов в диодных и МДП структурах

• Автор: Якименко, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Введение
Оглавление

Глава 1. Обзор литературы
1.1. Обзор литературы по свойствам поверхностных состояний на границе диэлектрик-полупроводник в МДП структурах
1.2. Обзор литературы по влиянию условий ионной имплантации на структурные, люминесцентные и электрофизические свойства диодных структур с люминесценцией ионов Ег3+
Выводы и постановка задачи
Глава 2. Технология изготовления и экспериментальные методы исследования образцов
2.1. Технология изготовления МДП структур
2.2. Технология изготовления диодных структур с люминесценцией ионов Ег3+
2.3. Экспериментальные методы исследования свойств МДП и диодных структур
2.4. Разработка метода измерения ВФХ диодных структур с повышенными значениями обратного тока р-п перехода и сопротивления базы
Выводы к главе
Глава 3. Исследование влияния у-облучения на генерационнорекомбинационные свойства МДП структур
3.1. Влияние у-облучения на генерационно-рекомбинационные свойства МДП структур
3.2. Влияние флуктуаций встроенного заряда на скорость генерации-рекомбинации носителей заряда в МДП структуре через поверхностные состояния
3.3. Влияние квазинепрерывного распределения поверхностных состояний на скорость генерации-рекомбинации носителей заряда в МДП структуре.
через непрерывные состояния в 003 полупроводника
Выводы к главе
Глава 4. Влияние дозы имплантации ионов эрбия и ориентации подложки на электрофизические свойства светоизлучающих Si:(Er,0) структур
4.1. Электрофизические свойства n-Si:(Er,0) структур с (100) ориентацией поверхности
4.2. Влияние ориентации подложки на образование структурных дефектов и оптически активных центров после отжига слоев Si, аморфизованных имплантацией ионов Ег и О
4.3. Электрофизические свойства n-Si:(Er,0) структур с (111) ориентацией поверхности при аморфизующих дозах имплантации ионов Ег
4.4. Особенности, возникающие в свойствах n-Si:(Er,0) (111) структур при предельно высоких дозах имплантации ионов Ег
Выводы к главе
Заключение
Список литературы

Введение
Практически во всех областях науки и техники используются приборы твердотельной электроники. Сфера применения твердотельных приборов постоянно расширяется, создаются принципиально новые приборы, инициирующие развитие промышленности в новых направлениях.
Управление свойствами твердотельных приборов обычно осуществляется посредством создания дефектов с необходимыми свойствами [1, 2]. Одним из видов создания таких дефектов является радиационное облучение [3]. Несмотря на то, что облучение может вносить в материал дефекты, которые могут ухудшить некоторые параметры материалов и приборов, интенсивно развивается научное направление — инженерия радиационных дефектов в технологии кремниевых приборов, позволяющее целенаправленно улучшать параметры облучаемых приборов.
Основным материалом современной твердотельной электроники является кремний. В силу уникальных свойств, как самого полупроводника, так и границы раздела БьБЮг, кремний в обозримом будущем будет оставаться основным материалом твердотельной электроники. На сегодняшний день важной практической задачей является создание оптоэлектронных приборов на основе кремниевого материала. В частности, необходимо улучшить параметры выпускаемых фотоприёмных устройств и создать эффективные светоизлучающие приборы на основе кремния [4].
1. Анализ тенденций развития микроэлектроники указывает на то, что в
будущем основную массу производимых микросхем будут составлять цифровые логические интегральные микросхемы, содержащие в качестве базового элемента МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) транзистор [5]. В устройствах обработки цифровых и аналоговых сигналов уже сейчас широко применяются приборы с зарядовой связью (ПЗС), а в качестве

критической концентрации Ег уменьшается с ростом температуры отжига от (1.2 ± 0.2)хЮ20 см'3 при 600°С до (6 ± 2)х 1019 см'3 при 900°С. Дальнейшее развитие метод ТФЭ получил в работах [18, 35 -38], Авторы работы [34] обнаружили, что взаимодействие эрбия с кислородом позволяет управлять процессами сегрегации и захвата атомов эрбия на движущейся границе раздела аморфного и монокристаллического кремния во время процесса перекристаллизации. Поэтому для создания аморфного слоя использовалась совместная имплантация ионов эрбия и кислорода. Для того чтобы получить равномерную концентрацию на уровне 1019 см'3, ионы эрбия имплантировались с несколькими энергиями, лежащими в диапазоне 0.5-5 МэВ, при 77 К в образцы Сг-81 и рг-81 п-типа проводимости. Постоянный концентрационный профиль на уровне Ю20 см' 3 формировался при имплантации ионов кислорода с несколькими энергиями из диапазона 0.15-1.4 МэВ. Перекристаллизация происходила в процессе обычного термического отжига в вакууме при 620°С в течение 3 ч. Для активации оптически активных центров использовался быстрый термический отжиг в потоке азота при 900°С в течение 30 с. Концентрация эрбия и кислорода сохранялась на уровне значений, введенных при имплантации. Как показали электронно-микроскопические исследования, в результате происходит образование высококачественного слоя толщиной порядка 2 мкм. В изготовленных структурах наблюдались ФЛ и ЭЛ при комнатной температуре [10].
Интерес к исследованию электрически активных центров обусловлен двумя обстоятельствами. Во-первых, возможностью использования для исследования поведения эрбия в кремнии наиболее чувствительных электрических методов. Во-вторых, целым рядом авторов высказывалась гипотеза о возможности возбуждения - переходов за счет безызлучательной рекомбинации электронно-дырочных пар на уровнях, расположенных в запрещенной зоне кремния и принадлежащих