Механизм и условия формирования скрытых слоев монокристаллической фазы дисилицида кобальта в кремнии в процессе ионно-лучевого синтеза

• Автор: Боженов, Александр Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КРАТКИЙ АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Исторический обзор
1.2. Влияние параметров ионно-лучевого синтеза на
микроструктуру, фазовый состав, структурное совершенство, профиль распределения, электрофизические и механические свойства слоёв
CoSi2 и Si
1.2.1. Влияние энергии ионов кобальта
1.2.2. Влияние дозы ионов кобальта
1.2.3. Влияние плотности тока ионов кобальта
1.2.4. Влияние температуры имплантации
1.2.5. Влияние постимплантационного отжига
1.2.6. Влияние разной ориентации подложек: (100) или (111)
1.2.7. Влияние ориентации пластин относительно пучка
ионов (эффект каналирования)
1.3. Эффекты сопровождающие ионно-лучевой синтез
дисилицида кобальта в кремнии
1.3.1. Катодное распыление и эффект торможения
1.3.2. Эффект аномально высокого радиационно
стимулированного распухания и трансформации микрорельефа поверхности при ИЛС
1.4. Эпитаксиальное наращивание мезоэпитаксиальных
слоев

1.5. Применение структур типа Со812/81 в электронике
1.6. Граница раздела Со812/81 и механические напряжения в
слоях СоБь в
1.7. Процессы фазообразования при формировании
скрытого слоя Со812 в
1.8. Заключение по главе 1. Краткие выводы и постановка
задачи. Цели исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Условия получения скрытых слоев Со812 в Б1
2.2. Методика ионно-лучевого синтеза
2.3. Методики исследования полученных структур
2.4. Заключение по главе
ГЛАВА 3. КОНКУРЕНТНЫЙ РОСТ ЗАРОДЫШЕЙ
ДИСИЛИЦИДА КОБАЛЬТА С РАЗНОЙ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ФОРМОЙ В ПРОЦЕССЕ ИОННО-ЛУЧЕВОГО СИНТЕЗА
3.1. Термодинамика возникновения соединения Со812 во
время имплантации
3.2. Кристалличность слоев Со812 и 81 после имплантации
3.3. Фазовые превращения и образование зародышей с
разной морфологической формой
3.4. Всестороннее сжатие зародышей
3.5. Механизм возникновения и конкурентный рост
зародышей
3.6. Заключение по главе

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИОННО-ЛУЧЕВОГО
СИНТЕЗА НА ФОРМИРОВАНИЕ СЛОЁВ ДИСИЛИЦИДА КОБАЛЬТА В КРЕМНИИ
4.1. Распределение по глубине имплантированного
кобальта
4.2. Кристалличность полученных скрытых слоёв
4.3. Перераспределение имплантированного кобальта в
результате отжига
4.4. Рост зародышей CoSi2 по механизму созревания
Оствальда
4.5. Отжиг радиационных дефектов в Si и в скрытых слоях
4.6. Свойства скрытых слоёв
4.7. Качество полученных гетероструктур Si/CoSi2/Si
4.8. Заключение по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Благодарности
Библиографический список использованной литературы
Авторский список публикаций

содержащей зародышей зоны Ь2. Перераспределение кобальта после указанных термообработок было исследовано методом обратного резерфорловского рассеяния. При средних температурах формируется слоистая структура, о чем свидетельствует наличие нескольких пиков на профиле распределения. Ясно заметен рост пика на глубине около 180 нм после отжига при 1100 °С. Это - неожиданное свидетельство аккумуляции большей части имплантированной примеси в одном слое при исключительно низкой атомной концентрации кобальта (менее 2%).
Фотографии ПЭМ (рис. 1.4.) показывают, что большая часть зародышей представляет собой пластинки с широкими сторонами, предпочтительно ориентированными вдоль различных плоскостей {111} в кремнии. Различие ориентаций ограненных зародышей также ясно видно из рис. 1.4. Количественный анализ размеров пластинчатых зародышей в пике распределения (область Ь4) свидетельствует о резко выраженной анизотропии их роста. Отношение диаметра (длины) к толщине зародышей увеличивается от ~ 2 после имплантации до ~ 6 после отжига. Следовательно, скорость роста среднего диаметра пластинчатых частиц приблизительно в 3 раза больше скорости роста их средней толщины. Таким образом, исследования микроструктуры имплантированного и отожженного материала выявили перераспределение примеси во время отжига, что выражается в сужении профиля распределения. Важно то, что такое предпочтительное укрупнение зародышей приводит к аккумуляции фазы, изначально диспергированной по гауссовому закону, в слой зародышей на глубине, определяемой средней длиной пробега ионов. Впоследствии укрупнение зародышей приводит к росту крупных ограненных зародышей за счет маленьких. Это явление известно под названием укрупнения Оствальда. Отжиг приводит к укрупнению и перераспределению зародышей уже при очень низких пиковых концентрациях новой фазы (около 2%), и при больших концентрациях приводит к формированию сплошного слоя.