WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 |

формировании скрытых дефектных слоев, содержащих нанокластеры дефектов, включая двух- и трехмерные Радиационное легирование является одним из направобразования. В связи с этим данную технологию следует лений радиационного модифицирования полупроводниотнести не к легированию полупроводников точечны- ков и осуществляется путем контролируемого введения ми радиационными дефектами, а к рассмотренному в в полупроводник примесных дефектов и собственных предыдущем обзоре другому направлению модифици- структурных дефектов. Легирование радиационными дерования полупроводников — формированию скрытых фектами — одно из наиболее значимых направлений нанопористых дефектных слоев в полупроводниковых радиационного легирования, так как в настоящее время кристаллах путем имплантации больших доз протонов более широко используется в технологии полупроводнии -частиц [12]. ковых материалов и приборов в сравнении с ионным или Следует также отметить, что эффект изменения удель- трансмутационным ядерным легированием.

ного сопротивления кремния при облучении легкими Анализ публикаций по вопросу использования легиионами определяет радиационную стойкость и стабиль- рования кремния радиационными дефектами при обность кремниевых детекторов. Именно детекторы на лучении протонами или -частицами показывает, что основе сверхчистых кристаллов кремния нашли в настоя- основной областью реального практического применещее время крупномасштабное использование в системах ния данной радиационной технологии является локальдатчиков коллайдеров для экспериментальной ядерной ное уменьшение времени жизни неравновесных носитефизики. Поэтому проблема изменения удельного со- лей заряда в структурах силовых кремниевых приборов противления кремния и повышения его радиационной ключевого типа с целью оптимизации их частотных и стойкости также является предметом интенсивного изу- статических характеристик. Новой и весьма перспективчения [91,94,95]. Изменение удельного сопротивления ной областью практического применения легирования кремния следует учитывать и при регулировании частот- кремния радиационными дефектами может стать испольных характеристик силовых приборов, облученных лег- зование этой технологии для оптимизации переходных кими ионами. Эти изменения могут оказывать заметное характеристик приборов на задержанной ударной ионивлияние на статические вольт-амперные характеристи- зации: кремниевых лавинных диодных, транзисторных и ки силовых высоковольтных приборов, изготавливаемых динисторных обострителей [107]. Так, для запуска мена основе сверхчистого слабо легированного кремния ханизма обратимого волнового ударно-ионизационного n-типа проводимости с концентрацией легирующей при- пробоя таких приборов может быть использован эффект меси < 5 · 1013 см-3, при дозах облучения ионами H+ лавинного пробоя полупроводника через уровни радиаболее 1011 см-2. ционных дефектов.

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. 792 В.А. Козлов, В.В. Козловский Регулирование величины удельного сопротивления При этом электрически активные атомы водорода спокремния путем легирования радиационными дефектами собны оказывать влияние на электрофизические свойв настоящее время практически не используется при ства полупроводниковых кристаллов за счет образоваизготовлении кремниевых приборов. Причиной этого ния новых дефектов (как с мелкими, так и глубокими является, по-видимому, непригодность данной техноло- уровнями [8–10,80–86,99–101]), вследствие изменения гии для создания полуизолирующих слоев и надежной энергии ионизации, сечения захвата носителей заряда и межэлементной изоляции в структурах на основе крем- кинетических параметров уже имеющихся в кристалле ния, компенсированного радиационными дефектами. дефектов с глубокими уровнями [8–9,129–131] и, накоФизической основой использования протонного облу- нец, путем пассивации электрически активных дефекчения в технологии приборов на арсениде галлия явля- тов [8–9,132–136].

В сравнении с методами термического, химического ется возможность эффективно управлять концентрацией носителей заряда (удельным сопротивлением) материа- или плазмохимического легирования полупроводников ла за счет легирования радиационными дефектами (за- атомарным водородом [8,9,134–138] имплантация водача уменьшения времени жизни неравновесных носи- дорода обеспечивает дополнительную возможность его довольно простого введения на глубину от долей микротелей заряда для прямозонного полупроводника, каким метра до миллиметра в кристалл полупроводника. Это является арсенид галлия, не столь актуальна, как для кремния). Разработка в последние годы способов созда- обстоятельство может быть с успехом использовано для пассивации электрически активных дефектов в глубоко ния в арсениде галлия радиационных дефектов с высокой залегающих слоях полупроводниковых структур приботемпературой отжига позволила резко расширить круг ров. К настоящему времени работы в этом направлении приборов СВЧ и силовой высоковольтной электроники, модифицирования полупроводников пучками ионов вопроизводимых с помощью протонного облучения. Ходорода, дейтерия или трития практически не проводятся.

рошие перспективы имеет легирование радиационными Тем не менее, на наш взгляд, данное направление имеет дефектами и для оптоэлектроники. Развитие волоконноперспективы практического применения, например, для оптических линий связи с повышенным быстродействилокальной по толщине прибора пассивации дефектов ем указывает на перспективность применения в этой на глубоко залегающих границах полупроводниковых области соединений AIIIBV. В этой связи использование многослойных структур или для создания в кристаллах протонного облучения для локального (с субмикромескрытых слоев, отличных от исходной матрицы по свотровыми размерами) управления свойствами полупроим свойствам, вплоть до изменения типа проводимости водникового кристалла является весьма перспективным.

слоев и формирования скрытых p-n-переходов.

Большой интерес представляет использование радиационных методов для легирования широкозонных поНастоящая работа выполнена при частичной поддержлупроводников и в первую очередь карбида кремния.

ке фонда ”Civilian Research & Development Foundation” Полученные за последний год, в частности нами, дан(грант N PR 1-2258), Российского фонда фундаменные [119–121] указывают на формирование сложного тальных исследований (грант N 98-02-18217) и Комисспектра радиационных дефектов в n-SiC. Облучение просии Российской академии наук по работе с молодежью тонами n-SiC приводит не только к формированию тради(грант N 98-03-25).

ционных для n-материалов акцепторов, что проявляется Авторы выражают глубокую благодарность В.В. Емв уменьшении проводимости материала при комнатной цеву за многолетнее сотрудничество и помощь при температуре, но и глубоких доноров, ионизация которых написании настоящего обзора.

при рабочих температурах приборов 500-700 K резко увеличивает проводимость материала.

Применение протонных пучков не ограничиваетСписок литературы ся сферой микроэлектроники, и они могут быть успешно использованы в наноэлектронике при со- [1] Вопросы радиационной технологии полупроводников, под ред. Л.С. Смирнова (Новосибирск, Наука, 1980).

здании квантово-размерных полупроводниковых струк[2] В.С. Вавилов, Б.М. Горин, Н.С. Данилин, А.Е. Кив, тур [122,123]. К этой сфере применений протонных Ю.Л. Нуров, В.И. Шаховцов. Радиационные методы в пучков следует прежде всего отнести технологии ”Smart твердотельной электронике (М., Наука, 1990).

Cut” и ”Improve”, применяемые для формирования [3] И.В. Васильева, Г.А. Ефремов, В.В. Козловский, В.Н. ЛоSOI-материалов с нанометровыми активными рабочими масов, В.С. Иванов. Радиационные процессы в технослоями кремния [124–128].

логии материалов и изделий электронной техники, По вопросу классификации направлений модифициропод ред. В.С. Иванова и В.В. Козловского (М., Энергования полупроводников пучками легких ионов водорода атомиздат, 1997).

и гелия (табл. 1) в заключение данного обзора необхо[4] L.F. Zakharenkov, V.V. Kozlovski. In: Semiconductor Techдимо также сделать следующее замечание.

nology: Processing and Novel Fabrication Techniques, ed.

Легирование полупроводников дефектами, в состав by M. Levinshtein, M. Shur (N.Y., John Wiley & Sons Inc., которых входят атомы имплантированного водорода, по 1997) ch.2, p. 17.

своей сути можно отнести как к легированию радиа- [5] Н.Б. Плешивцев, А.И. Бажин. Физика воздействия ионционными дефектами, так и к ионному легированию. ных пучков на материалы (М., Вузовская книга, 1998).

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. Легирование полупроводников радиационными дефектами при облучении протонами и -частицами [6] Surface Modification and Alloying by Laser, Ion, and [31] В.В. Козловский, Т.И. Кольченко, В.М. Ломако. ФТП, 25, Electron Beams, ed. byJ.M. Poate, G. Foti andD.C. Jacobson 545 (1991).

(N.Y., Plenum Press, 1983) [Модифицирование и леги- [32] Л.Ф. Захаренков, В.В. Козловский, Я.Я. Пилькевич. Изв.

рование поверхности лазерными, ионными и элекАН СССР. Неогр. матер., 26, 1145 (1990).

тронными пучками, перевод под ред. А.А. Углова (М., [33] В.В. Козловский, Т.И. Кольченко, В.М. Ломако. ФТП, 25, Машиностроение, 1987)].

1169 (1991).

[7] Interaction of charged particles with solids and surfaces, [34] V.V. Kozlovski, T.I. Kolchenko, V.M. Lomako, L.F. Zakhaed. by A. Gras-Marti, H.M. Urbassek, N.R. Arista and renkov. Rad. Eff. Def. Sol., 138, 63 (1996).

F. Flores (N.Y., Plenum Press, 1991) [Взаимодействие [35] В.В. Козловский, Т.И. Кольченко, А.Э. Васильев. Поверхзаряженных частиц с твердым телом, перевод под ность, №5–6, 65 (1999).

ред. А.А. Писарева, В.В. Плетнева, В.Е. Юрасовой (М., [36] В.В. Пешев, С.В. Смородинов. ФТП, 31, 1234 (1997).

Высшая шк., 1994)].

[37] D. Pons, A. Mircea, J. Bourgoin. J. Appl. Phys., 51, [8] S.J. Pearton, J.W. Corbett, M. Stavola. Hydrogen in (1980).

Crystalline Semiconductors (Heidelberg, Springer Verlag, [38] Ж. Бургуэн, М. Ланно. Точечные дефекты в полупро1992).

водниках (экспериментальные аспекты) (М., Мир, [9] Hydrogen in Semiconductors, ed. by J.J. Pankove, 1985) [J. Bourgoin, M. Lannoo. Point Defects in SemiN.M. Johnson (Boston, Academic, 1991).

conductors II, Experimental Aspects, ed. by M. Cardona [10] Hydrogen in Compound Semiconductors, ed. byS.J. Pearton (N.Y., Springer, 1983)].

(Trans. Tech. Aedermannsdorf, 1994).

[39] Т.И. Кольченко, В.М. Ломако, С.Е. Мороз. ФТП, 22, [11] В.В. Козловский, Л.Ф. Захаренков, Б.А. Шустров. ФТП, (1988).

26, 3 (1992).

[40] A. Sibille, J.C. Bourgoin. Appl. Phys. Lett., 41, 956 (1982).

[12] В.В. Козловский, В.А. Козлов, В.Н. Ломасов. ФТП, 34, [41] А.П. Мамонтов, В.В. Пешев. ФТП, 17, 1771 (1983).

129 (2000).

[42] В.Л. Винецкий, Л.С. Смирнов. ФТП, 5, 176 (1971).

[13] V.V. Kozlovskii, L.F. Zakharenkov. Rad. Eff. Def. Sol., 138, [43] J.C. Farmer, D.C. Look. J. Appl. Phys., 50, 2970 (1979).

75 (1996).

[44] H. James, K. Lark-Horowitz. Z. Phys. Chem., 198, [14] J. Lindhard, M. Scharff, H. Schiett. Kgl. Danske. Vid. Selskab.

(1951).

Mat. Fys. Medd., 33, 3 (1963).

[45] D.C. Look, J.P. Sizelove. J. Appl. Phys., 62, 3660 (1987).

[15] E.W. Maby. J. Appl. Phys., 47, 830 (1976).

[46] H. Matsumura, K.G. Stephens. J. Appl. Phys., 48, [16] B. Schwartz, L.A. Koszi, P.J. Anthony, R.L. Hartman. J.

(1977).

Electrochem. Soc., 131, 1703 (1984).

[47] I.P. Donelly, C.E. Hurwitz. Sol. St. Electron., 22, 727 (1977).

[17] I.P. Donelly, F.I. Leonberger. Sol. St. Electron., 20, [48] V.N. Brudnyi, M.A. Krivov, A.I. Potapov. Sol. St. Commun., (1977).

34, 117 (1980).

[18] H.A. Jenkinson, M. O’Tooni, J.M. Zavada, T.J. Hear, [49] V.N. Brudnyi, S.N. Grynaev, V.E. Stepanov. Physica B, 212, D.G. Larson. Ion Implantation and Ion Beam Proc. Mater.

429 (1995).

Symp. (N.Y., 1984) p. 377.

[50] А.И. Потапов. Автореф. канд. дис. (Томск, ТГУ, 1999).

[19] D.V. Lang. In: Radiation Effects in Semiconductors. [Inst.

[51] Л.Ф. Захаренков, В.В. Козловский. ФТП, 27, 349 (1993).

Phys. Conf. Ser. (London–Bristol, 1977) N 31, p. 70].

[52] J.P. de Souza, I. Danilov, H. Boudinov. J. Appl. Phys., 81, [Д. Ланг. В сб.: Точечные дефекты в твердых телах 650 (1997).

(М., Мир, 1979) с. 187.] [53] J.P. de Souza, I. Danilov, H. Boudinov. J. Appl. Phys., 84, [20] D. Pons, J.C. Bourgoin. J. Phys. C: Sol. St. Phys., 18, 4757 (1998).

(1985).

[54] J.P. de Souza, I. Danilov, H. Boudinov. Rad. Eff. Def. Sol., [21] J.C. Bourgoin, H.J. Bardeleben, D. Stievenard. J. Appl. Phys., 147, 109 (1998).

64, R65 (1988).

[55] I. Danilov, J.P. de Souza, H. Boudinov, A.V. Murel, V.M. Da[22] J.C. Bourgoin, H.J. Bardeleben, D. Stievenard. Phys. St. Sol.

niltsev, V.I. Shashkin. Appl. Phys. Lett., 75, 1917 (1999).

(a), 102, 499 (1987).

[56] J.P. de Souza, I. Danilov, H. Boudinov. Appl. Phys. Lett., 68, [23] В.В. Емцев, Т.В. Машовец. Примеси и точечные дефек535 (1996).

ты в полупроводниках (М., Радио и связь, 1981).

[57] J.P. de Souza, I. Danilov, H. Boudinov. Nucl. Instr. Meth.

[24] H. Zillgen, P. Ehrhart. Mater. Sci. Forum, 258–263, Phys. Res., B122, 51 (1997).

(1997).

[58] V.V. Emtsev, V.Yu. Davydov, V.V. Kozlovski, V.V. Lundin, [25] D. Stievenard, X. Boddaert, J.C. Bourgoin. Phys. Rev. B, 34, D.S. Poloskin, N.M. Shmidt, A.N. Smirnov, A.S. Usikov, 4048 (1986).

J. Aderhold, H. Klausing, D. Mistele, T. Rotter, J. Stemmer, [26] G. Guillot, A. Nouailhat, G. Vincent, M.Baldy, A. Chantre.

O. Semchinova, J. Graul. Semicond. Sci. Technol., 15, Rev. Phys. Appl. 15, 679 (1980).

(2000).

[27] P.N. Brunkov, V.S. Kalinovsky, V.G. Nikitin, M.M. Sobolev.

[59] C. Uzan-Saguy, J. Salzman, R. Kalish, V. Richter, U. Tish, Semicond. Sci. Technol., 7, 1237 (1992).

S. Zamir, S. Prawer. Appl. Phys. Lett., 74, 2441 (1999).

[28] Е.В. Вавилов, Л.Ф. Захаренков, В.В. Козловский, Я.Я. Пилькевич, С.И. Пономарев. Известия вузов. Физи- [60] S.C. Binari, H.B. Dietrich, G. Kelner, L.B. Rowland, K. Doverspike, D.K. Wickenden. J. Appl. Phys., 78, ка, 32, 110 (1989).

(1995).

[29] В.В. Козловский, Т.И. Кольченко, В.М. Ломако, С.Е. Мороз. ФТП, 24, 1123 (1990). [61] P.N. Favennec, D. Diguet. Appl. Phys. Lett., 23, 546 (1973).

[30] В.В. Козловский, Т.И. Кольченко, В.М. Ломако, С.Е. Мо- [62] K. Steeples, G. Dearnaley, A.M. Stoneham. Appl. Phys. Lett., роз. ФТП, 25, 267 (1991). 36, 981 (1980).

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.