Образование донорных центров в слоях кремния, имплантированных ионами редкоземельных элементов

• Автор: Захарьин, Алексей Олегович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Методы легирования кремния РЗЭ

1.1.1. Ионная имплантация

1.1.2. Твердофазная эпитаксия

1Л.З. Молекулярно лучевая эпитаксия

1.1.4. Диффузия

1.2. Образование донорных центров в слоях кремния

имплантированных ионами редкоземельных элементов

Глава 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Определение глубины залегания р-п перехода

2.2. Определение профиля распределения концентрации носителей заряда

методом вольт - фарадных характеристик
2.3. Измерение слоевого сопротивления. Расчет коэффициента
активации донорных центров
2.4. Определение профиля распределения концентрации носителей заряда
по глубине методом дифференциальной проводимости
2.5. Определение распределения концентрации носителей заряда и
подвижности по глубине с помощью измерения эффекта Холла с последовательным стравливанием слоев
2.6. Определение профиля распределения примеси по глубине
методом вторичной ионной масс-спектроскопии
Глава 3. ОБРАЗОВАНИЕ ДОНОРНЫХ ЦЕНТРОВ В СЛОЯХ
КРЕМНИЯ, ИМПЛАНТИРОВАННЫХ ИОНАМИ РЗЭ ДИСПРОЗИЯ, ГОЛЬМИЯ И ИТТЕРБИЯ.

3.1. Подготовка образцов
3.2. Образование донорных центров в слоях кремния,
имплантированных ионами диспрозия
3.3. Образование донорных центров в слоях кремния
имплантированных ионами гольмия
3.4. Образование донорных центров в слоях кремния,
имплантированных ионами иттербия
3.5. Обсуждение результатов
3.6.Вывод ы
Глава 4. ВЛИЯНИЕ ИМПЛАНТАЦИИ ИОНОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ
НЕАКТИВНЫХ ПРИМЕСЕЙ НА ОБРАЗОВАНИЕ ДОНОРНЫХ
ЦЕНТРОВ В СЛОЯХ КРЕМНИЯ, ИМПЛАНТИРОВАННЫХ ИОНАМИ ЭРБИЯ
4.1. Влияние имплантации ионов кислорода на образование
донорных центров в слоях кремния, имплантированных ионами эрбия
4.2. Влияние аморфизации на образование донорных центров
в слоях кремния, имплантированных ионами эрбия и кислорода
4.3. Влияние имплантации ионов электрически неактивных примесей на
образование донорных центров в слоях кремния, имплантированных ионами эрбия
4.4. Зависимость подвижности носителей заряда от концентрации донорных
центров в слоях кремния, имплантированных ионами РЗЭ эрбия и иттербия
4.5. Выводы

Глава 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ДОНОРНЫХ ЦЕНТРОВ
В СЛОЯХ КРЕМНИЯ, ИМПЛАНТИРОВАННЫХ ИОНАМИ ЭРБИЯ И КИСЛОРОДА
5 Л. Численные методы решения диффузионно-кинетических уравнений
5 Л Л. Примеры разностных аппроксимаций
5Л.2. Численные методы решения дифференциальных
уравнений первого порядка
5Л.З. Численные методы решения уравнения диффузии
5.2. Модель образования донорных центров в слоях кремния,
имплантированных ионами РЗЭ эрбия
5.2.1. Описание модели
5.2.2. Влияние параметров модели на решение
5.2.3. Результаты расчета
5.3. Модель образования донорных центров в слоях кремния,
имплантированных ионами эрбия и кислорода
5.3.1. Описание модели
5.3.2. Результаты расчёта
5.4. Выводы
ВЫВОДЫ
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3.6. Выводы
Таким образом, установлено, что в слоях кремния, имплантированных РЗЭ диспрозием, гольмием и иттербием, после отжига в диапазоне температур 600-1100 °С образуются донорные центры. Концентрационные профили донорных центров имеют вид кривых с максимумом. Максимальная концентрация центров наблюдается после 700°С отжига. Увеличение темпера гуры отжига сопровождается уменьшением концентрации донорных центров в максимуме и смещением положения максимума в глубь образца. Концентрация донорных центров выше в образцах с более высоким содержанием кислорода в подложке. Совместная имплантация ионов РЗЭ и кислорода приводит к повышению концентрации донорных цетров, при этом положение максимума распределения смещается к поверхности. Полученные данные свидетельствуют об образовании в слоях кремния, имплантированных РЗЭ диспрозием, гольмием и иттербием, как минимум, двух типов донорных центров: с участием и без атомов кислорода.
Проведено сравнительное изучение зависимостей коэффициента активации донорных ценгров к для всех исследованных примесей РЗЭ от температуры постимнлантационного отжига. После имплантации только ионов РЗЭ поведение к примесей РЗЭ от температуры отжига практически одинаково, что объясняется одинаковым строением их внешних электронных оболочек, определяющих их взаимодействие с другими атомами и точечными дефектами в решетке кремния. После совместной имплантации ионов РЗЭ и кислорода наблюдаются различия в степени электрической активации примесей РЗЭ. При температуре отжига 700°С коэффициент электрической активации увеличивается в последовательности Эу-Но-Пг-УЬ, соответствующей увеличению атомных масс этих примесей. При более высоких температурах отжига различия нивелируются.
Результаты опубликованы в статьях [ 1А-ЗЛ] и доложены на совещании [9А] и молодежной школе [ПА].