Процессы роста на чистой и модифицированной бором поверхности кремния

• Автор: Коробцов, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 226 с. : ил

Содержание
Введение

1 Кристаллизация аморфного; кремния на 81(111) *

1.1 Введение

1.2 Влияние температуры отжига на процесс кристаллизации

1.2.1 Изотермический отжиг, Тотж = 600°С

1.2.2 Изотермический отжиг Тотж = 700-800°С

1.2.3 Изотермический отжиг Т = 900-1000°С

1.3 Двухступенчатый отжиг

1.4 Особенности кристаллизации тонких аморфных пленок

1.5 Влияние температуры осаждения на структуру напыленных пленок
1.5.1 “Переходный” слой
1.5.2 Структура разупорядоченного слоя
1.6 Влияние температуры осаждения на стуктуру аморфного кремния
1.7 Влияние структуры аморфного кремния на процесс кристаллизации
1.8 Выводы
2 Твердофазная эпитаксия кремния
2.1 Введение
2.2 Влияние ориентации подложки на процесс ТФЭ
2.2.1 Ориентационная зависимость скорости эпитаксиальной кристаллизации
2.2.2 Влияние ориентации подложки на качество эпитаксиальных слоев
2.3 Кинетика ТФЭ слоев кремния, легированных сурьмой
2.4 Выращивание сильно легированных слоев кремния методом ТФЭ
2.4.1 Эффективность легирования при применении метода ТФЭ
2.4.2 Получение сверхвысоких уровней легирования
2.5 Выводы

3 Взаимодействие В203 с поверхностью Si(lll)
3.1 Введение
3.2 Изменение структуры поверхности Si(l 11) от времени осаждения В2О3
3.3 Температурная зависимость адсорбции бора на поверхности Si(l 11)-7х7
3.4 Влияние потока В20з на процесс адсорбции бора
3.5 Релаксация поверхности Si(l 11) при прерывании потока В2О3
3.6 Соосаждение В203 и Si
3.7 Выводы
4 Особенности формирования поверхностной фазы V3xV3-B на Si(l 11)
4.1 Введение
4.2 Формирование Si(l 1 l)-V3xV3-B на поверхности сильно легированного бором кремния
4.2.1 Изотермический высокотемпературный отжиг
4.2.2 Сегрегация бора на поверхности кремния
4.2.2.1 Изотермический отжиг
4.2.2.2 Изохронный отжиг
4.3 Формирование Si(l 1 l)V3xV3-B на поверхности кремния при разложении В20з
4.3.1 Экспериментальные кривые качания интенсивности зеркального рефлекса картины ДБЭ
4.3.2 Сравнение расчетных кривых качания с экспериментальными кривыми качания
4.3 Влияние осаждения В20з на морфологию поверхности Si(l 11)
4.4 Выводы
5 Эпитаксия кремния на поверхности Si(lll)-V3xV3-B
5.1 Введение
5.2 Эпитаксиальный рост Si на Si(l 1 l)V3xV3-B в режиме МЛЭ
5.2.1 Сегрегация бора в процессе осаждения Si на Si(l 11 )V3xV3-B
5.2.2 Влияние начального покрытия бора на механизм роста
5.2.3 Влияние начального покрытия бора на качество эпитаксиальных слоев
5.3 Эпитаксиальный рост Si на Si(l 1 l)V3xV3-B в режиме ТФЭ )

5.4 Выводы
6 Нитридюация модифицированной бором поверхности кремния
6.1 Введение
6.2 Одновременная адсорбция кислорода и азота из атмосферы воздуха
6.2.1 Зависимость состава и структуры поверхности от режима экспозиции
6.2.2 Зависимость состава поверхности от степени модификации
6.2.3 Зависимость состава поверхности от температуры отжига
6.3 Термическая стабильность островков нитрида бора
6.4 Циклическая нитридизация модифицированной бором поверхности кремния
6.4.1 ОЭС наблюдения
6.4.2 СХПЭЭ наблюдения
6.4.3 ДБ Э наблюдения
6.5 Выводы
Выводы
Примечание
Список литературы

"кристалл/аморфная фаза". Эксперименты по определению времени появления рефлексов на картине ДМЭ от толщины напыленного слоя и температуры отжига в окрестности 600°С показали, что зависимость скорости эпитаксиальной кристаллизации от температуры хорошо описывается соотношением типа Аррениуса Укр=У0ехр(-Е/кТ), (1.1)
при Уо = З'Ю18 нм/мин, и Е= 3.0±0.2 эВ.
Величина энергии активации Е = 3.0±0.2 эВ находится в хорошем соответствии с данными работы [148]. В [148] было показано, что кристаллизация "свободных" аморфных пленок кремния идет путем активационных процессов зародышеобразования и роста кристаллитов с энергиями активации 4.9 эВ и 2.9 эВ, соответственно. Совпадение энергии активации роста кристаллитов с величиной, полученной нами, позволяет предположить идентичность процессов роста в [148] и у нас, с тем отличием, что в нашем случае роль зародыша играет монокристаллическая подложка, т. е. имеет место процесс эпитаксиальной кристаллизации аморфного кремния.
Возвращаясь к рис. 1.2. можно заметить, что интенсивность рефлексов картины ДМЭ от отжигаемой пленки не достигает значения интенсивности тех же рефлексов картины ДМЭ от атомарно-чистой подложки. Примерно через 30-40 минут отжига рост интенсивности прекращается и устанавливается некоторый стационарный уровень, существенно не меняющийся при дальнейшем отжиге в течение нескольких часов. Так как вклад в интенсивность рефлексов дифракционной картины дают лишь монокристаллические области поверхности, а различного рода несовершенства уменьшают интенсивность рефлексов [98,165], то величина 1/10 качественно характеризует кристаллическое совершенство эпитаксиальных пленок. Наличие уровня насыщения интенсивности рефлексов картины ДМЭ от отожженных слоев может свидетельствовать о термической стабильности остаточных дефектов в эпитаксиальных пленках. Понижение уровня насыщения с увеличением толщины кристаллизуемого слоя указывает на возрастание плотности дефектов. Электронно-микроскопические исследования показали (рис. 1.4.) что остаточная разупорядоченность в эпитаксиальных