Особенности дефектообразования в ионноимплантированных слоях арсенида галлия

• Автор: Комарницкая, Елена Александровна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с.

Содержание

Введение
Глава !. Аналитический обзор литературы
1.1. Арсенид галлия как типичный представитель класса полупроводниковых соединений А11,в'
1.2. Арсенид галлия, легированный различными примесями
1.3. Получение легированных слоев методом ионной
имплантации
1.4. Радиационные дефекты в ионноимплантированных слоях £2
1.5. Методы контроля и исследования ионноимплантированных слоев
Глава II. Объекты экспериментальных исследований И
2.1. Арсенид галлия, имплантированный ионами кремния с различными дозами после имплантации и отжига
2.2. Арсенид галлия, имплантированный с разной энергией легкими ионами бериллия
2.3. Арсенид галлия, имплантированный с разной энергией тяжелыми ионами селена
Глава III. Методики изучения дефекгообразования в
ионноимплантированных слоях арсенида галлия
3.1. Изучение дефектности имплантированных слоев методом рентгеновской дифрактометрии
3.1.1. Методика изучения дефектов с помощью дифракции рентгеновских лучей
3.1.2. Описание установки
3.1.3. Проведение эксперимента
3.2. Моделирование профилей деформации по кривым

дифракционного отражения
3.2.1. Алгоритм расчета кривых дифракционного отражения кристалла с нарушенным приповерхностным слоем
3.2.2. Методика моделирования
3.2.3. Построение профилей концентрации точечных дефектов в ионноимплантированных слоях
3.3. Компьютерное моделирование процесса дефектообразования
при имплантации по методу Монте - Карло
3.4. Получение профилей распределения примеси
методом масс- спектрометрии вторичных ионов
3.4.1. Аппаратура для исследования
3.4.2. Методика получения масс-спектра и глубинного профиля
3.4.3. Порядок проведения измерений
3.1.4. Профилометрия
3.5. Изучение дефектной структуры методом просвечивающей электронной микроскопии
3.5.1. Аппаратура для экспериментального изучения
3.5.2. Формирование изображения в микроскопе
3.5.3. Проведение эксперимента 79 Глава IV. Результаты экспериментального изучения ионноимплантированных
слоев
4.1. Арсенид галлия, имплантированный ионами кремния
4.2. Арсенид галлия, имплантированный ионами бериллия
4.3. Арсенид галлия, имплантированный ионами селена ЮЗ'
Глава V. Анализ полученных результатов ИЗ'
Выводы
Литература
В последние десятилетия в развитии микроэлектроники произошел резкий скачок. Возможности такого бурного развития обусловлены фундаментальными исследованиями по физике твердого тела, позволившими найти новые физические принципы работы твердотельных приборов. Реализация этих новых принципов и широкое производство приборов оказались возможными, благодаря большим успехам в области материаловедения и, главным образом, материаловедения полупроводниковых структур, составляющих основу современной электронной техники. Развитие полупроводниковой электроники также неразрывно связано с достижениями в технологии полупроводниковых материалов. Резкое улучшение качества традиционных и освоение новых полупроводниковых материалов позволили приступить к созданию сверхбольших и сверхбыстродействующих интегральных схем, удалось существенно повысить степень миниатюризации микроэлектронных устройств, разработать ряд классов принципиально новых оптоэлектронных и сверхвысокочастотных приборов. Огромный размах работ в области электронной техники стимулирует постановку новых, еще более сложных задач перед создателями полупроводниковых материалов.
Исследования структурного совершенства находятся в состоянии постоянного развития. Появление новых кристаллических структур, прогресс технологии их изготовления приводит к необходимости систематического экспериментального изучения процессов дефектообразования, различных взаимодействий дефектов в кристаллической структуре, подвергшейся какому-либо воздействию, повышения информативности используемых для изучения методов, и создания теоретической базы для дальнейшего развития технологии производства приборов микроэлектроники. Настоящая диссертационная работа находится в русле этих основных направлений.
Вследствие высокой степени миниатюризации микроэлектронных приборов особое значение в технологии их производства приобрело создание тонких легированных слоев методом ионной имплантации. Метод ионной имплантации, позволяющий вводить любую примесь в заданном количестве и с заданной локальностью, является методом универсальным и достаточно технологичным. Однако этому методу легирования сопутствует образование радиационных точечных

При имплантации ионов бериллия в арсенид галлия на смещение атомов матрицы расходуется только незначительная часть энергии ионов вследствие их малой массы. Поэтому такие слои значительно менее дефектны [13]. Введенная примесь бериллия обнаруживает довольно высокую электрическую активность уже после отжига при сравнительно низкой температуре (~ 600 °С).
Таким образом, процессы распределения примеси при имплантации и отжиге во многом зависят от поведения, концентрации, размещения по глубине дефектов, образующихся при ионном внедрении. Радиационные дефекты вносят искажения в кристаллическую решетку и могут влиять на направление потока примеси при диффузном перераспределении, что в арсениде галлия проявляется особенно. Наличие дефектов в подложке влияет на активацию примеси. Поэтому целью диссертационной работы является детальное изучение особенностей образования и взаимодействия дефектов в ионноимплантированных слоях арсенида галлия.
1.5. Методы контроля и исследования ионноимплантированных слоев
Контроль ионно-легированных слоев направлен на выявление особенностей поведения внедренных атомов и радиационных дефектов [43-45]. В последнее время возможности такого контроля значительно расширились благодаря совершенствованию большого разнообразия методов структурной диагностики. Наиболее распространенными методами являются измерение профилей распределения внедренных атомов методом масс-спекгрометрии вторичных ионов, измерение распределения носителей заряда с помощью последовательного удаления тонких слоев анодным окислением и измерения постоянной Холла, исследование плотности, типа и пространственного распределения дефектов с помощью метода электронного паромагнитного резонанса, определение распределения и плотности нарушений в кристаллической решетке и местоположения внедренных атомов методом резерфордовского обратного рассеяния, исследование дефектной структуры методом просвечивающей электронной микроскопии. Большинство таких методов