Локализованные состояния в гетеросистемах на основе кремния, сформированные в деформационных полях

• Автор: Антонова, Ирина Вениаминовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 327 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Примеси и дефекты в кремнии, отожженном при высоком 29 гидростатическом давлении

1.1. Модификация начальной стадии формирования термодоноров и

кислородных преципитатов в условиях давления

1.2. Влияние гидростатического давления на введение термодоноров в

имплантированном кремнии

1.3. Термоакцепторы в имплантированном кремнии

1.4. Влияние гидростатического давления на коэффициент диффузии

кислорода в кремнии

1.5. Эффекты геттерирования па границе БТйЮг при термообработках

кремния с кислородными преципитатами под давлением
1.6. Изменение дефектной структуры кремния под действием
гидростатического давления
1.7. Примеси и дефекты в кремнии, имплантированном водородом и
кислородом, и отожженном под давлением
1.8 Гидростатическое давление при отжиге как направление инженерии 78 ‘
дефектов в кремнии
1.9. Выводы к главе
Приложение Метод исследования локально-неоднородного распределения 87 электрически активных примесей (дефектов) в кремнии
2 Структуры КНИ, сформированные при гидростатическом давлении в 100 имплантированном кремнии
2.1. Гидростатическое давление как способ управления зоной локализации
дефектов в гетеросистемах
2.2. Анализ свойств скрытого диэлектрика в структурах КНИ в зависимости от
величины давления, использованного при их создании
2.3. Заряды в диэлектрике и на поверхностных состояниях структур КНИ
2.4. Сравнительный анализ влияния давления на параметры структур КНИ
2.5 Соотношение между типом дефектов, гетгерируемых в диэлектрике, и 121 величиной заряда в нем
2.6 Выводы к главе
3 Дефекты и деформации в структурах кремний-на-изоляторе, созданных

сращиванием
3.1 Трансформация механических напряжений в структурах КНИ в процессе их изготовления
3.2 Внутренние механические напряжения в тонких отсеченных слоях кремния структур КНИ.
3.3 Кислородные преципитаты и дислокации в отсеченном слое кремния
3.4 Закономерности изменения примесного и дефектного состава отсеченного слоя кремния при его утончении путем последовательных окислений
3.5 Выводы к главе
4. Электрически активные центры в отсеченном слое кремния структур КНИ: влияние деформаций и метода создания
4.1 Введение донорных центров в отсеченном слое кремния в процессе изготовления сгруктур КНИ методом сращивания
4.2 Факторы, определяющие введение доноров в отсеченном слое структур КНИ, созданных сращиванием
4.3 Формирование доноров и акцепторов под давлением в структурах КНИ, созданных имплантацией кислорода или азота
4.4 Легирование тонких отсеченных слоев кремния методом ионной имплантации в присутствии деформационных полей
4.5 Общие закономерности введения и природа донорных центров, определяющих проводимость отсеченного слоя кремния
4.6 Выводы к главе
5. Локализованные состояния на границе БйвЮз, созданной сращиванием кремния с окислом
5.1 Энергетические спектры ловушек на границах 81/8102, полученных сращиванием и термическим окислением в структуре КНИ
5.2 Модификация состояний на границе сращивания при термообработках структур КНИ в атмосфере водорода
5.3 Спектр состояний на границе сращивания в зависимости от концентрации водорода и кислорода в кремнии при создании сгруктур КНИ.
5.4 Неоднородное распределение состояний на границе полученной
сращиванием
5.5 Состояния с энергиями вблизи середины запрещенной зоны на границе созданной сращиванием

5.6 Модификация границы сращивания 81/8102 при облучении
5.7 Модель локализованных состояний на границе 81/8Ю2, созданной сращиванием, и роль деформаций в их формировании
5.8 Ловушки в скрытом диэлектрике структур КНИ, созданных сращиванием
5.9 Влияние дополнительной имплантации водорода на ловушки в окисле структур КНИ
5.10 Выводы к главе
6. Система электронных уровней БЮе квантовых ям и активные центры в
напряженных в структурах вГБЮе/Б!
6.1. Заполнение квантовых ям носителями заряда в структурах с различным содержанием германия в БЮе слое.
6.2. Глубокие уровни в не пассивированных гетероструктурах БГБЮе
6.3. Механизмы протекания тока через гетероструктуры с квантовыми ямами
6.4. Система энергетических уровней в напряженных БЮе квантовых ямах
6.5. Накопление дефектов и преципитация в напряженных слоях БЮе
6.6. Формирование преципитатов в 81/8Юе/81 структурах, отожженных при высоком давлении
6.7 Выводы к главе
7. Вертикально упорядоченные массивы квантовых точек кремния в матрице
8102: метод создания и структурные; электрические, оптические свойства.
7.1. Сравнение оптических, электрических и структурных свойств массивов кремниевых нанокристаллов в 8Ю2 в зависимости от состава слоев
7.2. Зарядовая спектроскопия нанокристаллов кремния в матрице 8Ю2
7.3. Вертикально упорядоченные массивы нанокристаллов, созданные облучением ионами высоких энергий
7.4. Оптические свойства упорядоченных массивов нанокристаллов.
7.5. Электронные процессы в слоях пс-ББЮз, модифицированных облучением
7.6. Модификация системы нанокристаллов в условиях анизотропных температурных и деформационных полей
7.7. Выводы к главе
Основные результаты и выводы
Заключение
Литература

локальные флуктуации концентрации подчиняются, нормальному распределению. Получение экспериментальных данных для стадии зародышеобразования позволило бы отдать предпочтение тем или иным теоретическим разработкам и внести ясность в процесс формирования КП.
Как было показано выше, введение комплексов О-У облучением и исследование однородности в распределении кислорода показывает, что даже при 450°С термообработках начинают формироваться скопления атомов кислорода. Ниже рассмотрим, как происходит перераспределение кислорода в кремнии во время отжига при более высоких температурах б00ч-900°С [63,64,65,66].
Концентрация кислорода варьировалась в пределах 6-И71017 см'3 (при использовании калибровочного коэффициента 2.45х1017 см'2). Из зависимости 14а (Т) рассчитывались параметры кислородных скоплений: 1) характерный, размер скоплений Я и 2) полная концентрация кислорода в локальном скоплении. Для определения концентрации уже сформированных КП использовался метод селективного травлениякремния.
Как показали исследования, в исходном материале отсутствует зависимость амплитуды пика БЬТБ, связанного с А-центром, от температуры (рис. 1.5, кривая 1). Уже после 1 часа отжига при Та=600°С (рис. 1.5, кривая 2) N3 начинает уменьшаться с возрастанием температуры. По мере' увеличения времени отжига зависимость Т4а(Т) становится более сильной; а затем опять уменьшается (кривая 5).
На рис. 1.6 приведены зависимости расчетных значений полной концентрации А-цснтров в локальных скоплениях N1 в относительных единицах от длительности термообработки. Отношение величины N1 к измеряемой концентрации. А-центров 14а в исходном материале (N3=1x1014 см'2) характеризует во сколько раз концентрация кислорода в скоплении превышает среднюю концентрацию кислорода в кристаллической, матрице. Видно, что зависимость НД) проходит через максимум при I = 1 Оч для 600°С и 1 ч для 730°С. При Т<10 ч это стадия накопления кислорода в локальных областях. Уменьшение величины N1 при Р-10 ч связано, по-видимому, с началом формирования фазы ЭЮг- Атомы кислорода, входящие в состав фазы БЮг, не принимают участия в образовании А-центров и, следовательно, выпадают из поля зрения данного метода исследования. На рис. 1.7 представлено изменение со временем отжига концентрации КП, сформированных при 600 и 700°С, взятое из работы [47].