Исследование влияния пространственно-временного распределения энергии на фазовые переходы при импульсных энергетических воздействиях на полупроводники

• Автор: Антонова, Ландыш Халяфовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 111 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Г ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОЛУПРОВОДНИКАМИ
1.1. Модификация ионно-легированных слоев полупроводников импульсно-энергетическими пучками
1.2. Взаимодействие лазерных, электронных и ионных пучков с полупроводниками
1.2.1. Поглощение света и передача энергии решетке
1.2.2. Взаимодействие ионов и электронов с веществом
1.3. Изменение структуры и электрических свойств кремния и арсе-нида галлия при импульсно-энергетических обработках
ГЛАВА 2. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Подготовка образцов, техника ионного легирования и термического отжига
2.2. Техника импульсно-лазерной обработки образцов
2.3. Техника импульсно-ионной обработки образцов
2.4. Методика исследований электрофизических параметров, структуры ИЛС, элементного состава приповерхностных областей
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ, НАГРЕВА, ДИФФУЗИИ ПРИМЕСЕЙ И ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ПРИ ИМПУЛЬСНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
3.1. Моделирование процессов нагрева и фазовых переходов с учетом пространственно-временного выделения энергии излучения в полупроводниках
3.2. Перераспределение примеси в Б1 и ваАз при импульсных воздействиях
3.3. Нарушение стехиометрии СаЛв при импульсных воздействиях

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА СТРУКТУРУ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИМПЛАНТИРОВАННЫХ СЛОЕВ КРЕМНИЯ И АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ
4.1. Импульсно-ионная и лазерная обработка ИЛС кремния и арсени-да галлия
4.1 Л. Формирование сильнолегированных слоев Б і приИИО
4.1.2. Формирование сильнолегированных слоев п-СаАй при ИИО
4.1.3. Термостабильность полученных наносекундной ИИО пересыщенных твердых растворов Бі и ЄаАз
4.1.4. Трансформация структуры и микрорельеф поверхности при ИИО
4.2. Особенности исследования динамики процессов плавления и кристаллизации СаАя с использованием двойной имплантации при импульсной лазерной обработке
4.3. Низкотемпературный сдвиг поглощения кремния при воздействии лазерным излучением, направленным со стороны подложки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
1. Характеристики режимов ионной бомбардировки и импульсного излучения
Е - энергия внедряемого иона;
Д - доза облучения; j - плотность тока ионного пучка;
¥ - плотность энергии импульса;
N - плотность потока ионов;
I - интенсивность падающего излучения;
О - плотность мощности поглощенной энергии излучения; х - длительность импульса излучения;
Я - длина волны излучения;
Т0 - начальная температура.
2. Характеристики материалов р- плотность; с - удельная теплоемкость;
X - коэффициент теплопроводности;
Б - коэффициент диффузию;
Н - скрытая теплота плавления;
Ко - равновесный коэффициент распределения примеси; к' - эффективный коэффициент распределения примеси;
Я - коэффициент отражения света;
А - поглощательная способность пленки; а - коэффициент поглощения света;
N5 - слоевая концентрация носителей заряда;
N0 - объемная концентрация носителей заряда; ст5 - слоевая проводимость легированного слоя; а0 - объемная проводимость легированного слоя; ц - подвижность носителей заряда;
Щфф - эффективная (усредненная по слою) подвижность носителей заряда;

ГЛАВА
ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Подготовка образцов, техника ионного легирования и термического
отжига
В качестве исходного материала для исследований использовались пластины монокристаллического кремния п- и р- типа проводимости, ориентации (100) и (111), с удельным сопротивлением 1-г20 Омхсм, а также монокристал-лический полуизолирующий арсенид галлия ориентации (100), как наиболее широко используемые и перспективные материалы современной микроэлектроники. Плоскопараллельные пластины толщиной 200-400 мкм после механической или химико-динамической полировки бомбардировались в камере ионнолучевого ускорителя ИЛУ-3 ионами как типичных донорных и акцепторных, так и изовалентных и малорастворимых в кристалле примесей: Р+, В+, 1п+, Ая ' в Бц и Р+, Те+, БГ в ОаАя. Имплантация осуществлялась в камере ускорителя при температуре 20°С, при этом плотность тока, как правило, не превышала 1мкАхсм'2, чтобы избежать нагрева образцов в процессе бомбардировки. Энергия ионов варьировалась от 30 до 120 кэВ, доза от 1014 до 2х1017 ионхсм'2.
Для устранения радиационных дефектов и электрической активации внедренной примеси использовались и сопоставлялись обычный термический отжиг (ТО), импульсная лазерная и импульсно-ионная обработки. ТО осуществлялся при температурах до 1100°С в кварцевой трубе в потоке сухого азота в течение 10з-30 мин.
2.2. Техника импульсно-лазерной обработки образцов
Импульсно-лазерная обработка осуществлялась с помощью ОКТ на рубине (Я=0.69 мкм) и на стекле с неодимом (Я=1.06 мкм), работающих в режиме модулированной добротности (т=20з-70 не, У<6 Джхсм"2). Максимальная энер-