Легирование полупроводников методом ядерных реакций - Смирнов Л.С.
Скачать (прямая ссылка):
Уменьшение скорорти изменения микротвердости в образцах с большой плотностью дислокаций связано с тем, что в основном точечные дефекты конденсируются на дислокациях, 1 оставляя в объеме меньше центров, препятствующих движе- 1 нию дислокаций, возникающих под индентором. *
Граница раздела двух фаз. Роль поверхности или границы
раздела двух фаз как стока для радиационных дефектов осо- |
бенно ярко проявляется при ионной бомбардировке (см., на-;|
пример, [93, 94]), причем эффект так велик, что приводит |
иногда даже к аморфнзации приповерхностного слоя. Для ил-.|
люстрации приведем описание эксперимента из работы [93]. I
Исследование проводилось методами трансмиссионной элекг- I
ронной микроскопии и дифракции быстрых электронов на от- |
ражение системы БЮ3—БД предварительно облученной про- |
тонами с энергией 10 кэВ при температуре 200°С. Окисная 1
¦ ° ¦ пленка толщиной 500 А выращивалась на поверхности крем- |
ния р-типа проводимости с помощью анодного окисления и 1
после бомбардировки протонным потоком (1—50)-1015см~2-1
стравливалась во фтористоводородной кислоте.
Выбор условий облучения определялся следующим: а) бом- | бардировка протонами, создавая большую плотность простей-Щ ших дефектов, не приводит к аморфизацин; б) энергия прото-Я
94 . . : ¦ .. .. .. . . . "М
Рис. 3.18. Изменение электрофизических характеристик кремния при облучении и отжиге, о — зависимость удельных сопротивлений кремния от температуры отжига: 1 — КЭФ-7,5, концентрация кислорода 8—13-10“ см—*, Ф == 1 X X 101* см *, г — БКЭФ-20, бескислородный, Ф = 7,5-1014 ем~*; б — распределение электронов в кремнии КЭФ-7,5 после облучения и отжига при Т, °С: 1 — 500, 2 — 100, 3 — 200, 4 — 400, 5 — 300, 6 — 350. Время отжига 15 мин, Ф — 1,Ы01С см ", энергия быстрых влектронов 3,5 МэВ.
иов выбрана такой, что граница раздела ЗЮ2—Э1 находится
в непосредственной близости от максимума энергетических по' . ' ‘ . • О
терь протонов на упругие соударения (~1000 А); в) выбор температуры облучения мотивировался необходимостью уменьшения роли обычных каналов комплексообразования и увеличения роли дефектов, различимых в электронном микроскопе.
^ Доза протонов 4*1016 см~2 оказалась достаточной, чтобы' образовался поверхностный аморфный слой. Отсюда следует, что, действительно, граница раздела является стоком для радиационных дефектов, а их накопление может привести даже к аморфизацни. ' -
В работе [66] описываются эксперименты, показывающие, что накопление дефектов вблизи поверхности наблюдается и после облучения электронами и последующего отжига.
Кремний тг-типа проводимости (КЭФ-7,5) облучался при комнатной температуре электронами с энергией 0,5—1,5 и
3,5 МэВ. Изохронный отжиг проводился в интервале температур 100—600°С. Результаты отжига представлены па рис. 3.18, а. Для сравнения проводилось облучение и отжиг бескислородного образца (БКЭФ-20). Концентрация кислорода в образцах КЭФ-7Д5 составляла 8—13-1017 см”3, а в бескислородном
БКЭФ-20 — менее 1-1016 см-3. Результаты экспериментов сво-дятел к следующему, а) отжиг кислородсодержащего кристалла в интервале 1/0 370 С приводит к «обратному» отжигу_____
резкому увеличению сопротивления образца; б) удаление приповерхностного слоя толщиной ~30 мкм после отжига при 200—350°С резко уменьшает сопротивление образца, т. е. в процессе отжига образуется высокоомный приповерхностный слой; в) окрашивание шлифа медью подтвердило наличие высокоомного слоя вблизи поверхности. Эти же результаты еле-дуют из измерения емкости барьера Шоттки на облученном и отожженном кремнии (см. рис. 3.18, б); г) толщина высокоомного слоя увеличивается со временем отжига при фиксированной температуре как ф/Ц где й — время отжига, а энергия активации процесса образования этого слоя Е ~ 0,8 эВ; д) высокоомный приповерхностный слой исчезает после отжига при Г >400 С и наблюдается только в кислородсодержащем кремнии. Предполагается, что образование слоя связано с диффузионными процессами. Температурная область его образования, совпадающая с областью распада дивакансий и А.-центров* дает возможность заключить, что подвижными компонентами могут быть вакансии. Образование высокоомного слоя связывается с появлением дефектов, вносящих в запрещенную зону уровни Ес - 0,37 эВ и Ес - 0,28 эВ. Комплексы, компенсирующие проводимость вблизи поверхности, по-видимому, включают кислород. Но чтобы указать конкретно модель или хотя бы полный состав комплекса еще не достает данных.
Взаимодействие простейших дефектов о разупорядоченны-ми областями частично рассматривалось при обсуждении свойств разупорядоченных областей. Особенно ярко ^взаимодействие разупорядоченных областей с дефектами проявляется в эффекте радиационного отжига [95, 96]. Обнаруживается оно и при комбинированном облучении. Тац, если ввести крупные вакансионные кластеры (КК-центры [19]) в кремний ионной бомбардировкой, то при дальнейшем облучении протонами наблюдается рост числа КК-центров, хотя собственно протонное облучение не вводит КК-центры [973.
