Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смирнов Л.С. -> "Легирование полупроводников методом ядерных реакций" -> 67

Легирование полупроводников методом ядерных реакций - Смирнов Л.С.

Смирнов Л.С., Соловьев С.П., Стась В.Ф., Харченко В.А. Легирование полупроводников методом ядерных реакций: Монография — Новосибирск: Наука, 1981. — 186 c.
Скачать (прямая ссылка): legir.zip
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 76 >> Следующая


В каждом конкретном случае механизм взаимодействия определяется исходным состоянием дефектов в кристалле и н-а-личием примеси как в объеме, так и вблизи дефектов.

4.5. ВЛИЯНИЕ ПРЕДЫСТОРИИ МАТЕРИАЛА И ПАРАМЕТРОВ НЕЙТРОННОГО ПОТОКА НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЯДЕРНО-ЛЕГИРОВАННОГО КРЕМНИЯ

В работе [8] выделены и кратко проанализированы факторы, влияющие на качество ЯЛК. К ним относятся: неконтролируемое образование термодоноров или акцепторов, захват носителей тока и атомов легирующей примеси как врожденными дефектами, так и образовавшимися в процессе радиационной обработки.

Однородность распределения удельного сопротивления в ЛЛК зависит от флуктуаций остаточных примесей в исходном кремнии, а также от гомогенности нейтронного потока в зоне облучения. Кроме того, однородность распределения зависит и от объемного эффекта, обусловленного ослаблением потока вследствие захвата нейтронов по мере диффузии их в объем образца. Знание этих факторов необходимо для правильного выбора условий облучения и формулирования требований к исходному материалу.

Ответ на вопрос о том, какой кремний пригоден для ядерно го легирования, частично уже дан. Этот ответ основывается на возможности образования при температурах 400—500°С устойчивых комплексов кислорода с радиационными дефектами, причем эти донорные комплексы характеризуются мелким уровнем залегания. Имеются также данные о том, что кроме указанных доноров при более высоких температурах (в области 600— 900°С) образуются электрически неактивные кислородные кластеры, а в области 1000°С — электрически неактивные преципитаты ЗЮ2 [42]. .

Кроме того, от концентрации кислорода в образцах зависит проводимость ЯЛК [27 ], а также различие между вычисленными и измеренными значениями концентрации носителей (см. рис. 4.20). Для кремния, полученного методом Чохральского, это различие тем больше, чем выше концентрация кислорода (рис. 4.27). Поэтому наряду с появлением «лишних» допоров наблюдается их неоднородное распределение, обуслов-

160
Рис. 4.27. Изменение удельного сопротивления при изохронном отжиге облученного реакторными нейтронами кремния с различным содержанием кислорода

Рис- 4.28. Зависимость конечных разбросов удельного сопротивления ОТ ИСХОДНЫХ при разных соотношениях вводимой и исходной

концентрации фосфора.

{1 — 3,5-1015, 5 — 7 X

х 1017 см 3). .

ленное неравномерным распределением кислорода в исходных

образцах. . „

Так как кремний, полученный методами бестигельной зонной плавки и Чохральского, различается в первую очередь содержанием кислорода 152], то при ядерном легировании в качестве исходного материала предпочтение отдается кремнию, выращенному методом бестигельной зонной плавки.

Для исключения влияния неоднородного введения электрически активной примеси в исходный кремний на конечное распределение удельного сопротивления в ЯЛК необходимо, чтобы ее концентрация была по крайней мере на порядок ниже вводимой концентрации фосфора. Однако на практике не всегда удается реализовать это условие. Поэтому ограничивают разброс удельного сопротивления в исходном кремнии. Для количественной оценки допустимого разброса, как и в работе [48], используем степень легирования (?, равную отношению конечной концентрации фосфора к остаточной концентрации бора или фосфора (точнее, их разнице Лга — или -Л^— —¦ Лгй) (см. также § 2.5).

В дальнейшем будем считать, что в исходном материале преобладает фосфор. В этом случае при условии абсолютно равномерного распределения вводимой концентрации фосфора величина & будет равна отношению 4

где и тУ0 — конечное и среднее значения исходной концентрации фосфора соответственно. Заметим, что в (4.6) и далее

О = N0,

(4.6)
и Лт0 с незначительной погрешностью можно заменить иг соответствующие им значения удельного сопротивления.

Затем нетрудно показать связь разбросов удельного сопротивЦ ления по торцам или объему до и после легирования: .

‘ . ' 6« — 50/(?, (4.71

где 60 и бк — разбросы удельного сопротивления до и поело] легирования соответственно. |

Сория кривых зависимости 6К от 60 для разных значеиий| степени легирования & показана на рис. 4.28. Видно, что для; достижения предельной однородности в распределении кон-| центрации фосфора при достаточно больших значениях исход-1 ного разброса необходимо увеличивать степень очистки исходного материала или при фиксированном значении остаточной; концентрации фосфора ограничивать разбросы исходной концентрации примеси. Для большинства практически важных случаев достаточно иметь степень легирования, равную 5 и б0 порядка :±20%. На этом же рисунке приведены экспериментальные значения бк для 0 — 4.

Численные значения б?{ после легирования находятся из соотношения ' . :

бк = (ртах —Ртш)/(Ртах ~Ь Ршш)> (4.8)

гдо ртах и ртт — максимальные и минимальные измеренные удельные сопротивления в слитке ЯЛК. Видно, что в ряде случаев экспериментальные значения 6К заметно отличаются от расчетных. Этот факт объясняется тем, что часть введенного фосфора теряет свои донорные свойства при захвате его ростовыми дефектами [29].
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed