Взаимодействие примесных атомов и собственных точечных дефектов при формировании кислородсодержащих термодоноров в бездислокационных монокристаллах кремния

• Автор: Арапкина, Лариса Викторовна
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Введение
2.1. Определение концентраций основных и компенсирующих электрически активных центров в легированных монокристаллах кремния

2.1.1.Эффект Холла

2.1.2,Определение удельного сопротивления и холловской

подвижности основных носителей заряда

2.1.3.Метод измерения эффекта Холла.

2.1.4.0пределсние ошибки расчета концентрации основных и

компенсирующих центров

2.2.Термическая обработка образцов

2.3.Определение концентраций межузельных атомов кислорода,

углерода и азота в исследуемых образцах.

2.4 Изучение картины распределения ростовых микродефектов т в пластинах кремния методом медного декорирования.
Глава III. Влияние условий термообработки, собственных точечных дефектов и атомов бора на генерацию кислородных термодоноров в пластинах кремния
Введение.
3.1.Влияние собственных межузельных атомов кремния на генерацию кислородных термодоноров в пластинах кремния
3.1.1.Выбор условий эксперимента и параметров
исследуемых образцов
3.1.2.Влияние условий термообработки на генерацию кислородных термодоноров
в пластинах кремния во время отжига 0С.
ЗЛ.З.Влиянистолщины образца на генерацию кислородных термодоноров о время
отжига при С
3.1.4.Обсуждение результатов эксперимента.
3.1.5.Некоторые особенности изменение энергии
ионизации глубокого уровня двойных термодоноров
со временем отжига 0С
3.2.0собенности генерации кислородных термодоноров в монокристаллах кремнии с
повышенной концентрацией атомов бора.
3.3.0 возможном старении при комнатной температуре образцов,
прошедших высокотемпературный отжиг при 0С и 0С
3.4.Выводы
Глава IV. Влияние азота на генерацию термодоноров в кремнии при отжиге в
интервале температур С
Введение
4.1.Отжиг в интервале температур С
4.2. Влияние атомов азота на генерацию кислородных термодоноров
в процессах отжига при температурах С.
4.3. О возможном составе мелкого однозарядного термодонора, образующегося при температурах отжига С
в монокристаллах кремния, легированных азотом.
4.4.Выводы.
Заключение.
Приложение.
Список литературы


Большие значения п
для этой температуры отжига приведены в работах п5 и в п7. При 0С п5 . При отжиге при 0С п достигает значения 9, а при 0С падаег до 2 8. На рис. Механизм, который контролирует образование кислородных ТДД по мнению автором 8, одинаков в интервале температур С. Скорость процесса образования ТДД лимитируется количеством кислородных атомов . При низких температурах отжига, стабильны
кислородные комплексы меньшего размера и начальная скорость генерации
зависит от концентрации атомов межузельного кислорода как 0,к. При температурах отжига С значение пЫ2 и это означает, что скорость образования кислородных термодоноров лимитируется образованием димера Ог. Как показывают определенные экспериментально значения п, при высоких температурах отжига от0С и выше, процесс генерации кислородных термодоноров лимитируется образованием более крупных кислородных комплексов. Определенные экспериментально значения п можно рассматривать как минимальное количество атомов кислорода, входящих в состав кислородного термодонора, устойчивого при данной температуре отжига. Увеличение температуры отжига приводит к тому, что устойчивым становится кислородный комплекс, состоящий из большего числа атомов кислорода. Поэтому при разных температурах термообработки генерация кислородных термодоноров начинается с образования комплексов разного размера разного порядковою номера . Для температур выше 0С образование термодоноров не наблюдается, возможно потому, что первый устойчивый при этих температурах кислородный комплекс уже не проявляет донорных свойств и не является термодонором. Авторы угверждают, что концентрационная зависимость начальной скорости образования термодоноров при 0С в виде О4 справедлива для концентраций Ой превышающих 8х см3, а при меньших значениях О п1. Т.о. ТДД входит только один атом кислорода, что находится в противоречии с большинством литературных данных. Возможно, что в исследованных авторами образцах уже присутствовали центры преципитации кислорода, способные существенно повлиять на кинетику образования гермодоноров. Рис. Зависимость коэффициента п от температуры отжига, 8. ТоХ 1. Однако, в литературе есть и другие данные. Так, по данным 3,, максимальная концентрация термодоноров описывается соотношением 1. Для ТДД1 и ТДД2 она меняется как ОД1,2 и ОД, соответственно. Поскольку при Т0С доминирующими являются ТДД с большими номерами, то кубическая зависимость в целом выполняется. Энергия активации процесса генерации кислородных термодоноров составляет 1. В 6,. Временные зависимости изменения концентрации кислородных термодоноров в кремнии носят экспоненциальный характер, с выходом на насыщение. Плато соответствует положению равновесия между процессами образования и разрушения термодоноров рис. Под разрушением, в данном случае скорее всего, следует понимать достижение термодонорным комплексом такого размера, при котором он теряет свои донорные свойства. Отжиг при температурах около 0С приводит к разрушению кислородных ТДД. Разрушение отдельных ТДД происходит различно. ТДД с большими номерами разрушаются медленнее. Энергия активации процесса разрушения термодоноров составляет 28 эВ 2. При этом наблюдается увеличение концентрации межузельного кислорода в кремниевой матрице 3, что является еще одним подтверждением вхождения в состав термодоноров атомов кислорода. Отношение концентраций разрушенных термодоноров и появляющихся межузельных атомов кислорода составляет атомов кислорода на один ТДД 3. Эти количества рассматриваются как верхний предел для процесса образования электрически неактивных кластеров, происходящего параллельно во время генерации ТДД. Среднее количество атомов кислорода на один ТДД в образцах, отожженных при 0С, выше, чем при 0С 3. Чем выше температура отжига, тем больше размер преобладающего термодонора. Временная зависимость спада концентрации термодоноров при их разрушении имеет экспоненциальный характер, рис. Эта зависимость выхолит на плато, положение которого зависит от температуры отжига и от термической предыстории образца.