Исследование влияния радиации на дефектообразование и электрофизические свойства полупроводниковых структур и приборов

• Автор: Гафуров, Одилжон Вадудович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 126 с. : ил

Глава 1. Взаимодействие проникающего излучения с веществом

1.1. Введение

1.2. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом.

1.3. Прохождение высокоэнергетических заряженных частиц через полупроводник.

1.4. Радиационное дефектообразование в полупроводниках

1.5. Типы радиационных дефектов и их влияние на физические свойства полупроводников и приборов.

1.6. Заключение

Глава 2. Применение выбранных методов исследования структуры и электрофизических свойств полупроводников и их информативность.
2.1 Ведение

2.2 Методика приготовления образцов из кремния и их облучения.

2.3 Методика оптического и рентгеноструктурного анализа полупроводников.

2.4 Измерение электрофизических характеристик
полупроводников.
2.5 Постановка задачи исследования
Глава 3. Экспериментальные исследования структуры и электрических свойств облученных полупроводников.
3.1. Структура и радиационные дефекты облученного кремния.
3.2. Исследование электрофизических свойств облученного кремния.
3.3. Влияние облучения на структуру слоистой системы из кремния и алюминия.
3.4. Заключение

Глава 4. Радиационное дефектообразование и радиационная модификация полупроводниковых структур и приборов.
4.1. Введение
4.2. Распределение стабильных радиационных дефектов в кремнии при облучении пучком альфа частиц.
4.3. Исследование кинетики введения дефектов и их энергетического спектра в п- и р-кремнии при облучении альфа-частицами и нейтронами.
4.4. Рекомбинация неосновных носителей заряда в п- и р - кремнии при облучении альфа-частицами и нейтронами.
4.5. Влияние радиационных обработок на параметры кремниевых биполярных транзисторов и интегральных схем.
4.6. Заключение Общие выводы Литература

Актуальность темы. Широкое использование элементов и приборов полупроводниковой электроники в радиационных полях (запуск спутников, работа реакторов и т.п.) обуславливает необходимость детального изучения поведения полупроводниковых материалов при взаимодействии с частицами высоких энергий. При таком изучении могут решаться две взаимосвязанные задачи: физическая
дефектообразование в полупроводниках, и практическая - создание приборов, увеличение сроков их эксплуатации и прогнозирование работоспособности в этих условиях. Первая требует исследования механизмов образования, природы энергетического спектра уровней, термической стабильности, радиационных нарушений структуры и влияния этих дефектов на физические процессы в полупроводниках. Действительно, облучение полупроводниковых кристаллов высокоэнергетическими частицами (быстрыми электронами, альфа-частицами, гамма-квантами и нейтронами разных энергий) является почти идеальным методом создания структурных нарушений в заданных концентрациях. Варьируя энергией, потоком ядерных частиц, температурой и временем облучения можно вводить в объем исследуемого вещества набор всевозможных дефектов, начиная с простейших первичных точечных дефектов (ТД), вакансий и междоузельных атомов, и кончая их сложными комплексами. Следует отметить, что первичные ТД образуют комплексы не только взаимодействуя друг с другом, но и ее структурными нарушениями в исходном материале, в том числе и с т е х н о: ю г и ч е с к и м и примесями, как основными, так и остаточными. Исследуя влияние примесного состава и вида облучения на эффективность введения дефектов можно установить основные закономерности изменения электрических свойств полупроводниковых монокристаллов.

связанных с образованием синих продуктов реакции, необходимо соблюдать также ряд требований к восстановителям, применяемым в этой реакции.
Так как восстановленную кремнемолибденовую гетерополикислоту не отделяют от избытка реактива, то необходимо подобрать такой восстановитель и такие условия реакции, чтобы восстанавливался только связанный в комплекс молибдат и в то же время избыток свободного молибдата оставался без изменения. Это необходимо учитывать при определении кремния, так как сильные восстановители взаимодействуют не только со связанным»: но и со свободным молибдатом, что приводит к завышенным результатам при определении кремния.
Используя метод образования тетрафторида кремния, можно отделять основу и легирующий компонент, в случае, если этим компонентом является бор. В случае легирования кремния фосфором, легирующий компонент остается в растворе вместе с микропримесями, которые необходимо определить так как фосфор, находящийся в растворе, будет мешать разделению и определению микропримесей. Для проведения анализа раствора, содержащего микропримеси необходимо предварительно выяснить наличие примесей в кислотах, применяемых для растворения полупроводниковых кремниевых пластин. Для этого нами была использована схема анализа, описанная в работе [52], которая применялась и для анализа микропримесей в растворе.
Создавая определенную среду в растворе и используя метод соосаждения с оксидами примесей и различием в сорбции в зависимости от кислотности среды получаем растворы отдельных микропримесей. Согласно схемы анализа (рис.2.1) определяли, наличие ионов примесей в общем растворе фотометрическим методом в кювете с Ь=30 мм.
Использованная методика позволяет определить доЮ"8 г (1(Гб %) примесей, так как в процессе разделения проводится концентрированы