Свойства дефектов и процессы дефектообразования в ионно-имплантированных структурах Si-SiO2

• Автор: Малявка, Лариса Васильевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 ИМПЛАНТАЦИЯ ИОНОВ В ТВЕРДЫЕ ТЕЛА
1.1 ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ
1.2 МЕХАНИЗМЫ ДИССИПАЦИИ ЭНЕРГИИ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ ИМПЛАНТИРУЕМЫХ ИОНОВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВНЕДРЕННЫХ АТОМОВ ПО ГЛУБИНЕ
1.2.1 Потери энергии имплантируемых ионов на ядер-
ную подсистему
1.2.2 Потери энергии имплантируемых ионов на электронную подсистему
1.2.3 Распределение пробегов имплантированных ионов
в веществе
1.2.4 Каналирование и краудионы
1.3 ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЕ В ИОННО- ИМПЛАНТИРОВАННЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ
1.3.1 Образование дефектов, обусловленное взаимодействием имплантированных ионов с ядерной подсистемой твердого тела
1.3.2 Образование дефектов, обусловленное взаимодействием имплантированных ионов с электронной подсистемой твердого тела
1.4 ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ МИШЕНИ
1.4.1 Распыление
1.4.2 Фазовые переходы и структурные перестройки в подвергнутых имплантации материалах
1.5 ЭФФЕКТ ДАЛЬНОДЕЙСТВИЯ
1.6 ПОСТИМПЛАНТАПИОННЫЙ ОТЖИГ
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1 СИСТЕМА ЭЛЕКТРОЛИТ- ДИЭЛЕКТРИК- ПОЛУПРОВОДНИК И ЕЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ В СТРУКТУРАХ ві-ЗіОз
2.2 МЕТОД ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОЛИТ- ДИЭЛЕКТРИК- ПОЛУПРОВОДНИК
2.2.1 Исследование ионно- имплантированных структур ві-БіОі люминесцентными методами
2.2.2 Экспериментальная техника и аппаратура.
2.3 ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУР Зі-БІОз В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОЛИТ- ДИЭЛЕКТРИК- ПОЛУПРОВОДНИК
2.4 ИССЛЕДУЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ
3 ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ИОННО- ИМПЛАНТИРОВАННЫХ СТРУКТУР БІ-БІОз.
3.1 ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ИСХОДНЫХ
СТРУКТУР БІ-ЗіОз В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОЛИТ-ДИЭЛЕКТРИК- ПОЛУПРОВОДНИК
3.2 ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СТРУКТУР ЗІ-ЗІ02, ИМПЛАНТИРОВАННЫХ ИОНАМИ Аг
3.3 ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СТРУКТУР, СФОРМИРОВАННЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ ЗІМОХ
3.4 ВЛИЯНИЕ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ НА ВИД СПЕКТРАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ СТРУКТУР ві-ЗІОз
3.4.1 Природа дефектов, ответственных за полосу 1.9 эВ в спектрах ионно- имплантированных структур Бі-БіОі
3.4.2 Природа дефектов, ответственных за полосы 2.7 и 4-4 эВ в спектрах ионно- имплантированных структур 5г-5*0з
3.4.3 Механизм образования в исходных структурах 5*-5*0з центров, ответственных за полосу ЭЛ 2.7 эВ и полосы УФ- области спектра
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

4 ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИОННО
ПЛАНТИРОВАННЫХ СТРУКТУР ві-ЗІОа
4.1 ИЗМЕНЕНИЕ ЗАРЯДОВОГО СОСТОЯНИЯ СТРУКТУР Бі-БіОа ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИМПЛАНТАЦИИ ИОНОВ Аг И ПОСЛЕДУЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
4.1.1 Влияние ионной имплантации на зарядовое состояние структур 5і-5іОг
4.1.2 Влияние отжига на зарядовое состояние имплантированных ионами Аг структур Бг-БЮ
4.1.3 Влияние БУФ- облучения на зарядовое состояние ионно- имплантированных структур Бі-БіО
4.2 ВЛИЯНИЕ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ И ПОСЛЕДУЮЩИХ МЕНЕЕ ЭНЕРГЕТИЧНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ХАРАКТЕР ПРОТЕКАЮЩИХ В СТРУКТУРАХ Зі-БіОа ЭЛЕКТРОННЫХ ПРОЦЕССОВ
4.2.1 Влияние ионной имплантации на характер протекающих в структурах Бі-БіОі электронных процессов
4.2.2 Влияние ионной имплантации и постимпланта-ционного отжига на характер протекающих в
структурах Бі-БЮ электронных процессов
4.3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ЦЕНТРЫ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В БЮз ВСЛЕДСТВИЕ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ В ОКИСНЫЙ СЛОЙ СТРУКТУР Эь БЮз
4.3.1 Природа электрически активных центров, образующихся во внешней области БЮъ вследствие ионной имплантации в окисний слой структур 5г-5*Ог.13б
4.3.2 Электрически активные центры, образующиеся в вЮъ вблизи границы с Бі вследствие ионной имплантации в окисный слой структур Бі-БіО-і
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
5 ПРИРОДА, СВОЙСТВА И МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ, СОЗДАЮЩИХСЯ В СТРУКТУ-

2.2 МЕТОД ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОЛИТ- ДИЭЛЕКТРИК- ПОЛУПРОВОДНИК.
2.2.1 Исследование ионно- имплантированных структур 5І-5Ї02 люминесцентными методами.
Высокой чувствительностью к наличию дефектов и примесей обладают оптические методы исследования, среди которых особо следует выделить люминесцентные.
Люминесцентные методы обычно классифицируются по способу возбуждения люминесценции исследуемых образцов. Основными способами возбуждения являются: возбуждение светом (фотолюминесценция - ФЛ), возбуждение быстрыми электронами (като до люминесценция - КЛ), возбуждение за счет энергии электрического ПОЛЯ, локализованного в диэлектрическом слое (электролюминесценция -ЭЛ) и др.
Наиболее интересным с точки зрения установления взаимосвязи электрофизических и люминесцентных характеристик структур БІ-БЮг является метод электролюминесценции (ЭЛ). Это объясняется тем, что ЭЛ представляет собой отражение процессов взаимодействия носителей заряда с элементами структуры окисного слоя, а интенсивность полос ЭЛ и спектральный состав спектра ЭЛ содержат информацию о составе и строении окисного слоя, а также об особенностях переноса носителей заряда под действием электрического поля.
Электролюминесценцию, под которой обычно понимают прямое преобразование электрической энергии в излучение, условно можно разделить на два типа: 1) вызываемую рекомбинацией инжектированных носителей заряда и 2) ударным возбуждением электронами, ускоренными электрическим полем, люминесцирующих центров [119].
Исследование ЭЛ структур Бі-БЮг и ее спектрального распределения позволяет:
- изучать состав окисных слоев, определять концентрацию в них люминесцирующих дефектов и их пространственное распределение, причем использование интерференционных искажений спектра ЭЛ позволяет находить пространственное распределение центров свечения без стравливания окисного слоя;
- исследовать процессы, протекающие в сильных электрических полях в слоях двуокиси кремния, получать характеристики процесса разогрева электронов, устанавливать зависимость приобретенной ими энергии от напряженности электрического поля, координаты и от толщины окисла;
- проводить контроль физико- химической перестройки окисного слоя в процессе внешних воздействий;
- изучать деградацию окисных слоев в результате воздействия на структуры Бі-БіОг сильного электрического поля;
- рассматривать внедрение примесей в диэлектрические слои (легирование ионами редких земель) и анализировать локальную структуру окисного слоя по изменению вида спектра ЭЛ известной реперной примеси, в качестве которой могут быть использованы ионы ред-