WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

ЭЛ 2.7 и 4.4 eV, в ионно-имплантированных структу- При этом значительная часть атомов O достигала обрах Si–SiO2 большей частью сконцентрированы в SiO2 ласти коэзитоподобного окисла (более плотного, чем в на расстоянии 30-140 nm от границы с Si (рис. 6). объеме SiO2, расположенного на расстоянии 0-10 nm от С увеличением дозы имплантации ионов Ar содержание границы с Si [1]) и кремниевой подложки, торможение дефектов типа O2 = Si : в SiO2 сначала увеличивается, за- в которых препятствовало смещению атомов O на тем уменьшается и вновь увеличивается, что связано со рассчитанные для SiO2 расстояния. В результате этого структурными перестройками в окисном слое. Установ- в объеме окисного слоя структур Si–SiO2 происходилено, что постимплантационные БТО, БУФ облучение и ло формирование двух пространственно разделенных полевое воздействие приводят к уменьшению содержа- нестехиометрических областей SiOx с x > 2 и x < 2.

ния центров свечения, ответственных за полосы ЭЛ 2.7 и При этом область, обедненная кислородом (x < 2), 4.4 eV (за счет замыкания ненасыщенных связей кремния расположена дальше от поверхности кремния вследс соседними недокоординированными атомами Si, O или ствие меньших смещений атомов кремния по сравнению диффундирующего H, образующегося в окисном слое в с атомами кислорода. Этот обедненный кислородом процессе полевого воздействия вследствие диссоциации слой содержит дефекты типа двухкоординированного силанольных групп), либо к уменьшению вероятности по кислороду атома кремния, ответственные за полосы разогрева электронов в SiO2 до энергий, необходимых свечения 2.7 и 4.4 eV. Следовательно, на основании для возбуждения изучаемых центров свечения (за счет ЭЛ исследований можем утверждать, что в процессе структурных перестроек окисного слоя). имплантации слой SiOx с x < 2 формируется в SiO2 на расстоянии примерно 30-140 nm от границы Si, а слой Полученные результаты позволяют заключить, что SiOx с x > 2 — ближе к границе с Si.

ИИ приводила к существенным изменениям свойств структур Si–SiO2 и эти изменения происходили вне Полагаем, что с образованием этих нестехиометричеобласти локализации имплантированного аргона. Дис- ских областей и соответствующих им дефектов также сипация энергии имплантированных ионов в твердом связано появление электрически активных центров. Для теле происходила в основном за счет взаимодействия области, обедненной кислородом, в которой располоионов с атомной и электронной подсистемами облуча- жен центроид положительного заряда, образованного емого материала. Различный характер взаимодействия вследствие ИИ, наиболее вероятно образование дефеквнедренных ионов аргона при торможении с атомной и тов типа трехкоординированного по кислороду атома электронной подсистемами SiO2 приводил к тому, что кремния (Si3 = Si•) и/или типа кислородной вакансии [5] взаимодействие с электронной подсистемой сопровожда- (рис. 6). Оба эти дефекта являются амфотерными ценлось генерацией электронно-дырочных пар, с атомной трами, которые перезаряжаются при БУФ облучении до Журнал технической физики, 2002, том 72, вып. 60 А.П. Барабан, Л.В. Милоглядова отрицательного состояния. Они могли быть образованы Список литературы в результате ИИ как сразу в положительно заряжен[1] Барабан А.П., Булавинов В.В., Коноров П.П. Электроника ном состоянии, так и в нейтральном с последующим слоев SiO2 на кремнии. Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. 304 с.

захватом на них дырок, генерируемых в результате [2] Барабан А.П., Коноров П.П., Малявка Л.В. и др. // ЖТФ.

взаимодействия ионов Ar с электронной подсистемой 2000. Вып. 8. С. 87–90.

матрицы SiO2. Отсутствие изменения зарядового со[3] Барабан А.П., Малявка Л.В. // Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23.

стояния ионно-имплантированных структур при БУФ Вып. 20. С. 26–31.

облучении с отрицательным смещением на полевом [4] Барабан А.П., Кузнецова А.А., Малявка Л.В. и др. // Изв.

электроде указывало на то, что перезаряжение амфовузов. Электроника. 1998. № 4. C. 17–20.

терных центров при БУФ облучении до отрицательного [5] Барабан А.П., Малявка Л.В. // Письма в ЖТФ. 2000. Т. 26.

состояния происходило за счет захвата на них опти- Вып. 4. С. 53–57.

чески возбужденных из Si в зону проводимости SiO2 [6] Барабан А.П., Милоглядова Л.В., Тер-Нерсисянц В.И. // Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. Вып. 3. С. 89–94.

электронов. Для области, обогащенной кислородом, в [7] Skuja L.N., Streletsky A.N., Pakovich A.B. // Sol. St. Commun.

которой расположен центроид отрицательного заряда, 1984. Vol. 50. N 12. P. 1069–1072.

образованного вследствие ИИ, наиболее вероятно образование дефектов типа немостикового атома кислорода (O3 Si-O•) [6] (рис. 6). Они образовывались в SiO2 в процессе и/или результате ИИ в отрицательно заряженном состоянии и могли выступать в качестве кулоновских дырочных ловушек, заполняемых при полевом воздействии и перезаряжаться, таким образом, до нейтрального состояния. Центроид этих дефектов при увеличении температуры БТО сдвигался за счет несимметричного расширения области SiOx с x > 2, связанного с существованием коэзитоподобной области SiO2 вблизи МФГ с Si.

В результате ИИ, помимо образования дефектов в окисле, часть смещенных атомов матрицы SiO2, достигая МФГ Si/SiO2 и обладая при этом энергией, достаточной для разрыва непрочных связей [1], приводила к образованию структурных нарушений, дающих вклад в плотность ПС в запрещенной зоне Si на МФГ Si/SiO2.

Вклад в плотность ПС могли вносить также дефекты, образующиеся на МФГ Si/SiO2 в результате процесса переключения разорванных в объеме SiO2 связей и других, до конца не изученных механизмов эффекта дальнодействия.

Неизменность концентрации дефектов типа Si3 Si• (и/или кислородной вакансии), образование заметной концентрации дефектов типа O3 Si-O• вблизи МФГ с Si и уменьшение концентрации дефектов типа O2 = Si :

в окисном слое ионно-имплантированных структур Si–SiO2 при переходе от дозы D = 1013 к дозе 1014 cm-2, по-видимому, связаны со структурной перестройкой в SiO2 при дозе D = 1014 cm-2. При ИИ с D = 3.2 · 1017 cm-2 в окисном слое происходила еще одна структурная перестройка, проявляющаяся в новом увеличении интенсивностей полос ЭЛ 2.7 и 4.4 eV, а следовательно, в увеличении концентрации дефектов типа O2 = Si.

Природа и причины данных структурных перестроек на данном этапе исследований остаются невыясненными, на основании чего требуется проведение дальнейших исследований в этой области.

Журнал технической физики, 2002, том 72, вып.

Pages:     | 1 ||



© 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.