Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с




НазваПроцессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с
старонка3/3
АКИМОВА ЖУМАХАН ОРАЗБАЕВНА
Дата канвертавання03.12.2012
Памер310.62 Kb.
ТыпАвтореферат
1   2   3
в результате ВТО. С увеличением температуры обработки эффект увеличения сильнее. Так, например, ВТО образцов n-Si при 1000 С с последующей закалкой приводит к увеличению концентрации оптически активного кислорода на 810% , и после ВТО при Т=1200 С с последующей закалкой достигает 1520%.

Для проведения емкостных измерений из легированных и контрольных кристаллов изготавливались диоды напылением золота в высоком вакууме (10-5 мм.рт.ст.). Омическим контактом служили химически осажденный никель или сурьма, напыленные в вакууме. Измерения спектров DLTS проводились в режимах постоянного напряжения и постоянной емкости путем однократного или многократного сканирований с различными окнами скоростей эмиссии с фиксиро-ванным отношением t2 и t1 (t2/t2 =3, t1=1¸500 мс), длительность импульса сброса обратного смещения варьировалась в интервале tf =1 мкс÷100 мс. Обработка спектров, измеренных путем однократного сканирования, производилась сопостав-лением экспериментальный DLTS-кривой с теоретической, после чего строился график Аррениуса ~ f(T), наклон этой зависимости дает энергию ионизации глубокого уровня. При многократном сканировании с различными окнами скоростей эмиссии один спектр DLTS дает одну точку на кривой Аррениуса. Из вольт-фарадных характеристик определены зависимости 1/С2 = f(Vобр). Эти зависимости во всех исследованных диодах были линейными, что свидетельствует о равномерном распределении примеси в объеме полупроводника. Концентрация ионизованных центров в слое объемного заряда в диодах из n-Si, а также в p-Si<Ho>, определенная 1/С2 = f(Vобр) при 300К, хорошо согласуется с концен-трацией мелких примесей в исходном кремнии. Приведены зависимости 1/С2 = f(Vобр) для типичного образца n-Si<Ho> при 300 К и 77 К. Из этих результатов установлено, что при 77 К концентрация заряженных центров в СОЗ после перезарядки глубоких уровней не становится равной концентрации при 300 К. Это не позволило определить природу уровней Ho. Во всех диодах из n-Si<Ho> темновая релаксация емкости отсутствует, т.е. концентрация более мелких уровней с Ес<0.15 эВ пренебрежимо мала.

Анализ спектров DLTS в образцах n-Si<La> и p-Si<La> показывает, что при диффузионном введении атомов лантана в кремний наблюдается два глубоких уровня в верхней половине запрещенной зоны, с фиксированным значением энер-гии ионизации Ec-0.23 эВ и Ec-0.38 эВ и сечениями захвата электронов σn ~ 4∙10-17 см2 и σn~2∙10-15 см2 и один глубокий уровень в нижней половине запрещенной зоны с энергией ионизации Ev+0.29 эВ и сечением захвата дырок σp ~ 5∙10-16 см2, соответ-ственно. Показано, что ГУ Ес-0.23 эВ наблюдается и в контрольных образцах, причем его концентрации при одинаковой температуре обработки в 5÷6 раз больше, чем в n-Si<Ho>. Предполагается, что присутствие атомов гольмия в кремнии приводит к снижению термического дефектообразования.

Измерения спектров DLTS в образцах кремния, легированных гольмием при выращивании показали, что присутствие Ho в кремнии не приводит к образованию каких-либо глубоких уровней в достаточной концентрации. Дополнительные экспе-рименты с помощью нейтронно-активационного анализа свидетельствуют о присутствии атомов гольмия в объеме кремния в довольно высоких концентрациях (от образца к образцу NHo измерялось в интервале 2∙1016 ÷ 8∙1017 см-3). Эти данные подтверждают мнение различных авторов об электрической нейтральности приме-сей редкоземельных элементов в кремнии.

С целью изучения возможности активации атомов гольмия при термических воздействиях и их влияния на процессы термического дефектообразования прово-дилось ВТО при 900 и 1200 С в течение двух часов с последующим быстрым охлаждением. ВТО образцов Si с Ho приводит к появлению двух пиков с макси-мумами при 112 К и 160 К. Наклон зависимости Аррениуса, пересчитанный из этих пиков дает энергию ионизации обнаруженных уровней Ес-0.23 эВ и и Ec-0.38 эВ; сечения захвата электронов на эти ГУ порядка 4∙10-17 см2 и σn ~ 2∙10-15 см2. Уровень Ес-0.23 эВ наблюдался и в контрольных термообработанных образцах, причем его концентрации в 5÷6 раз больше, чем в n-Si<Ho>. Других ГУ в верхней половине запрещенной зоны образцов n-Si<Ho>, подвергнутых ВТО, не обнаружено. Сле-дует отметить, что термообработка образцов n-Si<Ho> при Т>1100 C с после-дующей закалкой привела к компенсации образцов. Емкостные измерения на таких образцах были невозможны.




  1. 1000 С, 2- 1200 С , 3-контрольный образец




Рис. 1. Спектры DLTS в образцах кремния, легированных

европием прошедших ВТО


Исследовались также свойства кремния, диффузионно-легированного европием при температуре 1200 С в течение 50 часов. Результаты измерения удельного сопротивления показали что, во всех образцах n-типа Si после легирования европием наблюдается изменение типа проводимости и резкое увеличение величины удельного сопротивления. Но при этом следует отметить, что величина удельного сопротивления после легирования европием примерно на по-рядок ниже величины удельного сопротивления образцов, легированных гольмием. В образцах p-типа Si значение удельного сопротивления незначительно умень-шается, но при этом тип проводимости сохраняется. Профиль распределения удель-ного сопротивления в образцах Si<Eu> , так же, как и в образцах Si<Ho>, не опи-сывается erfc - функцией, а состоит из двух участков: вначале наблюдается резкий рост удельного сопротивления до глубины 80 мкм, далее значение удельного сопротивления стабилизируется и заметного изменения удельного сопротивления с глубиной не наблюдается. При этом следует отметить, что значения в контроль-ных образцах (без примесей РЗЭ), с глубиной заметно не изменяются.

Параллельно на образцах той же серии проводились измерения спектров ИК поглощения. Анализ полученных результатов показывает, что диффузионное введение в решетку кремния примеси европия, так же как и гольмия приводит к уменьшению интенсивности полосы поглощения, характерной для оптически активного междоузельного кислорода. Но в отличие от случая введения гольмия, при введении примеси европия эффект уменьшения интенсивности полос погло-щения на 8÷12 % меньше.

Снимались также спектры ИК поглощения в диапазонах, характерных полосам поглощения для оптически активного углерода. Результаты измерений показывают, что заметного изменения содержания углерода не наблюдается. На этих образцах также проводилось измерения спектров DLTS. Результаты этих измерений показали, что на спектрах DLTS образцов n- Si<Eu> наблюдаются 3 пика с максимумами при Тm 110 К (пик А) и Тm180 К (пик В) и Тm270 К (пик С). Из наклона зависимостей lg f (1/Т) для каждого из пиков DLTS получено, что глубокие уровни, возникающие в верхней половине запрещенной зоны n-Si<Eu> в результате ВТО, имеют соответствующие энергии ионизации Et: 0.23 эВ, 0.39 эВ и 0.43 эВ и сечения захвата электронов: 410-17 см2, 210-15 см2 и 710-15 см2 соответственно. На спектрах DLTS контрольных образцов (без Eu), прошедших ту же ВТО, что и n-Si<Eu>, наблюдается один ГУ с энергией ионизации Ec-0.23 эВ. Концентрация уровня В в n-Si<Eu> сильно зависит от температуры диффузии и скорости охлаждения образцов после диффузии. Напротив, концентрация уровня А, который наблюдается и в контрольных образцах, не зависит от NEu и с ростом температуры ВТО заметно падает. Заметим, что при одинаковых температурах обработки и скорости охлаждения после диффузии концентрация этого ГУ в образцах n- Si<Eu> на порядок меньше, чем в контрольных.

Аналогично легированию кремния гольмием и европием, нами проводилось также легирование кремния лантаном. Результаты измерений спектров DLTS пока-зали, что в образцах n-Si, легированного La диффузионным методом образуются два ГУ с фиксированными энергиями ионизации: Ес–0.23 эВ и Еv+0.32 эВ c сече-ниями захвата носителей заряда n = 4∙10-17см-2 и p = 1∙10-16см2 соответственно. При этом обнаружено, что только эффективность образования ГУ Еv+0.32 эВ коррелирует с содержанием La. Установлено, что концентрация этого ГУ сильно зависит от Тдиф и охл: чем выше Тдиф и охл, тем больше концентрация ГУ Еv+0.32 эВ в объеме Si.

В четвертой главе приведены результаты исследований межпримесного взаимодействия в кремнии, одновременно легированном гольмием и железом, с помощью DLTS, влияние различных внешних факторов - высокотемпературных обработок и облучения на свойства кремния, легированного атомами Ho, La и Eu.

Раздельное и одновременное легирование кремния гольмием и железом производилось диффузионным методом из газовой фазы в откачанных кварцевых ампулах при Т=900÷1250 С в течение 2÷50 часов, с последующим охлаждением с различными скоростями. Результаты измерений показали, что диффузионное введение Fе в n-Si не приводит к заметному изменению удельного сопротивления образцов n-Si<Fe>, в то время как введение Fe в p-Si существенно увеличивает (т.е. образцы р-Si<Fe> становятся высокоомными), а в некоторых случаях (диффузия Fe при Тд=1200 С, с последующим быстрым охлаждением) приводит даже к компенсации образцов р-Si. Эти результаты свидетельствуют о донорном характере глубоких уровней, образующихся при диффузионном введении железа в кремний.

Одновременное или последовательное введение атомов Ho и Fe в решетку Si приводит к значительному увеличению удельного сопротивления в низкоомном n-Si, а в p-Si удельное сопротивление почти не меняется. Рассмотрим результаты измерений энергетического спектра глубоких уровней в образцах Si<Ho>, Si< Fe > и Si< Ho, Fe >. Анализ спектров DLTS в образцах n-Si<Ho> и p-Si<Ho> показывает, что при диффузионном введении атомов гольмия в кремний наблюдается два глубоких уровня в верхней половине запрещенной зоны, с фиксированным значением энергии ионизации Ec-0.23 эВ и Ec-0.38 эВ и сечениями захвата электронов σn ~ 4∙10-17 см2 и σn ~ 2∙10-15 см2 и один глубокий уровень в нижней половине запрещенной зоны с энергией ионизации Ev+0.29 эВ и сечением захвата дырок σp ~ 5∙10-16 см2, соответственно.

Диффузионное введение атомов Fe в Si, приводит к образованию трех глубоких уровней в запрещенной зоне, с фиксированными энергиями ионизации Еv+0.21 эВ, Еv+0.41 эВ и Ес-0.54 эВ и сечениями захвата электронов и дырок р = 5·10-16 см2, р = 3·10-15 см2, n = 1·10-16 см2, соответственно. Установлено, что при одновременном и последовательном введении Ho и Fe в Si, глубокие уровни, связанные с электрически активными атомами железа не образуются. Показано, что на спектрах DLTS наблюдаются только ГУ, связанные с Ho в кремнии, концентрация же электрически активных атомов Ho не изменяется с введением железа.

Таким образом, присутствие Ho в объеме Si препятствует образованию глубоких уровней Fe. Вероятно, что наличие Ho в решетке Si приводит к дезактивации атомов Fe с переходом их на какие - либо неактивные стоки, которыми могут быть несовершенства структуры поверхности и т.д.

Представляет интерес изучить влияние различных примесей, не прояв-ляющих электрической активности в решетке Si на поведение специально введенных примесей, придающих кремнию полезные свойства ( например, фоточувствительность, тензочувствительность и т.д.). В связи с этим нами изучалось влияние атомов гольмия на поведение атомов никеля в кремнии. Как было показано выше, атомы Ho вводились в Si в процессе выращивания, а затем диффузионным путем вводился никель. Измерения спектров DLTS образцов n-Si<Ho> показали, что в заметной концентрации каких-либо ГУ не наблюдается, хотя по данным нейтронно-активационного анализа содержание атомов гольмия довольно высокое 2101651018 см-3. Следовательно, атомы Ho находятся в объеме Si в электрически нейтральных состояниях.

Анализ и сопоставление данных показывают, что наличие атомов Ho в Si приводит к уменьшению концентрации ГУ Ес-0.23 эВ. Атомы гольмия так же, как атомы редкоземельных и изовалентных элементов в Si приводят к снижению термического дефектообразования; концентрация ГУ Ес-0.23 эВ значительно ниже в образцах n-Si<Ho+Ni>, чем в n-Si<ВТО>. Кроме того, установлено, что концентрация глубокого уровня Ес-0.41 эВ, связанного с атомами Ni, в образцах n- Si<Ho, Ni> значительно выше, чем в образцах n - Si<Ni>. Из этих данных можно сделать вывод, что наличие атомов гольмия в решетке кремния повышает эффективность образования центров никеля в кремнии. Кроме того, предвари-тельные эксперименты с низкотемпературными обработками образцов n - Si<Ni> и n-Si<Ho+Ni> показали, что атомы гольмия в некоторой степени стабилизируют свойства уровней никеля в кремнии: в присутствии Ho отжиг ГУ, связанных с Ni в Si происходит в 23 раза медленнее, чем в образцах n-Si<Ni>.

Исследовалось также влияние примесей РЗЭ, введенных в объем Si в процессе выращивания на поведение атомов дополнительно введенной примеси с ГУ – титана. С этой целью проводилась диффузия Ti в интервале температур 9001250 С с последующей закалкой в интервале температур 9001250 С с последующей закалкой в образцы Si, легированного Eu при выращивании из расплава. При тех же условиях отжигались контрольные образцы Si<Eu>, без примеси Ti и исходные образцы Si. Сопоставление спектров DLTS образцов Si<Eu,Ti> с аналогичными спектрами для Si<Ti> показали, что в этих образцах наблюдаются только два ГУ с энергиями ионизации Ес0.23 эВ и Ес0.27 эВ. Параметры первого ГУ совпадают с параметрами уровня термодефектов, который наблюдается и в контрольных термообработанных образцах; параметры второго ГУ совпадают с параметрами известного центра Ti. Результаты расчетов показывают, что наличие Eu в решетке Si увеличивает эффективность образования уровней Ti, что обусловлено, по всей видимости, увеличением электроактивной доли атомов Ti. Дополнительное легирование образцов Si атомами Ti препятствует образо-ванию уровней Ес-0.40 эВ и Ес-0.46 эВ, связанных с атомами Eu : на спектрах DLTS образцов Si<Eu,Ti> эти ГУ не наблюдаются. Эксперименты с НТО показали, что в Si<Eu,Ti> отжиг ГУ происходит значительно медленнее, чем в образцах Si<Ti>. Это свидетельствует о том, что наличие атомов Eu в решетке Si стабилизирует свойства уровней Ti.

Таким образом, отсутствие уровней Eu, а также увеличение концентрации и стабилизация параметров уровней Ti в Si<Eu,Ti> позволяет сделать вывод, что атомы Eu и Ti вступают во взаимодействие, результатом которого является, по всей вероятности, образование некоторого комплекса с участием атомов Eu и Ti. Это предположение подтверждает также результаты измерений спектров ИК поглощения в образцах Si<Eu,Ti> .

Известно, что присутствие атомов РЗЭ в решетке Si приводит в одних случаях к повышению термической стабильности, в других – к повышению радиационной стойкости. Представляет определенный интерес изучение влияния облучения на свойства кремния, легированном РЗЭ. Рассмотрим результаты исследования влияния -облучения на свойства Si с примесями РЗЭ на примере гольмия. Для экспериментов использовались образцы n-Si<Ho> с различным содержанием Ho и междоузельного кислорода, рис.2. Как было показано выше, в исходном n-Si< Ho >, не подвергнутом ВТО, на спектрах DLTS глубокие уровни не наблюдаются. Анализ спектров DLTS показывает, что в результате облучения в образцах n-Si<Ho> образуется новый ГУ с энергией ионизации Ес0.17 эВ, его параметры совпадают с параметрами известного РД А-центра (комплекса вакансия – кислород). В бескислородных образцах кремния и наблюдаются два новых ГУ: Ес0.17 эВ и Ес0.43 эВ, причем доминирующим является второй ГУ, параметры которого совпадают с параметрами другого известного РД Е-центра (комплекса вакансия – фосфор). Добавим, что А- и Е- центры наблюдаются также и в контрольных образцах Si (без Ho). Сопоставление дозовых зависимостей наблюдаемых ГУ в облученном n-Si<Ho> с аналогичными зависимостями в контрольных образцах показывает, что скорость введения РД в образцах, содержащих Ho значительно ниже, чем в контрольных.




  1. до облучения; 2- после -облучения




Рис. 2. Типичные спектры DLTS образцов кремния,

легированного гольмием


Таким образом, присутствие атомов Ho в Si cнижает эффективность образования РД. Этот эффект, по-видимому, следует связывать с особенностями взаимодействия атомов Ho с дефектами, вводимыми облучением. Отметим, что эффективность образования РД зависит от способа введения примеси РЗЭ. В образцах диффузионно-легированных гольмием Е-центры вообще не образуются. Снижение эффективности образования РД наблюдалось нами и в образцах Si с примесями Eu. Эти эффекты, по-видимому, следует связывать с особенностями взаимодействия атомов РЗЭ со структурными дефектами и с дефектами, вводимыми облучением. Следует отметить, что в отличие от образцов Si<Ho>, в образцах Si<Eu>, концентрации А - центров (комплексов вакансия- кислород) и Е- центров (комплексов вакансия-фосфор) – основных РД, несколько меньше. Этот факт, вероятно, может служить подтверждением того, что в состав примесных преципитатов РЗЭ в этих образцах входят также атомы кислорода, углерода, вакансии и др.


3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ


1. Измерения удельного сопротивления образцов n-Si <Ho> до и после ВТО в различных режимах (ТВТО , vохл.) показали, что термообработка приводит к увеличению с ростом времени отжига, что обусловлено введением компенси-рующих центров в Si с примесью гольмия. Сделан вывод о том, что центры, обусловленные активацией атомов гольмия при высокотемпературных обработках, носят акцепторный характер. Установлено, что при диффузионном введении Ho в n-Si наблюдается увеличение удельного сопротивления, а в p-Si заметного изменения удельного сопротивления не наблюдается.

2. Обнаружено, что профили распределения удельного сопротивления по глубине кремния для обеих примесей - гольмия и европия, аналогичны, что может свидетельствовать об одинаковой природе уровней, создаваемых атомами Ho и Eu в кремнии. Но разная глубина, при которой достигается стабильное значение удельного сопротивления (90 мкм для Ho и 80 мкм для Eu) и величина стабильного значения удельного сопротивления указывают на большую электропроводность примесей Ho по сравнению с примесями Eu.

3. С помощью метода DLTS обнаружено, что ГУ Ес-0,23 эВ наблюдается и в контрольных образцах, причем его концентрации при одинаковой температуре обработки в 5÷6 раз больше, чем в n-Si<Ho>. Предполагается, что присутствие атомов гольмия в кремнии приводит к снижению термического дефекто-образования.

4. Установлено, что ВТО приводит к увеличению концентрации оптически активного междоузельного кислорода, что, вероятно, связано с распадом комплекса гольмия с кислородом при термических воздействиях.


4. СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ


1. Далиев Х.С., Утамурадова Ш.Б., Хамиджонов И.Х., Акбаров А.Ж., Мирзаирова И.К., Акимова Ж.О., Влияние термической обработки на образование центров с глубокими уровнями в кремнии, легированном европием или лантаном. Неорганические материалы, 2001, т.37, №5, С. 527-529.

2. Х.С.Далиеев, Б.К.Даулетмуратов, Ш.Б.Утамурадова, И.К.Мирзаирова, Ш.Х.Далиева, Ж.О.Акимова, З.О.Олимбеков, Особенности дефектообразования в кремнии при легировании никелем различными методами Оптоэлектроника и полупроводниковая техника,2009, вып.44. С.112-116.

3. Ш.Б.Утамурадова, Х.С.Далиев, Б.К.Даулетмуратов, Ш.Х.Далиев, Ж.О.Акимова, Исследование взаимодействия лантана с кислородом в кремнии ДАН 2009, вып.1. С.21-23.

4. Мамадалимов А.С.Утамурадова Ш.Б.Акимова Ж.О. Дефектообразование в кремнии с примесью гадолиния. // Сборник трудов международной конфе-ренции.”Прикладные проблемы физики полупроводников”.  ТашГУ.Ташкент.  15-17 сентябрь 1999. С.32.

5. Далиев Х.С., Утамурадова Ш.Б. ,.Акимова Ж.О., Исследование свойств нейтрон-но-легированного кремнии с примесью марганца. Сборник трудов международной конференции.”Прикладные проблемы физики полупроводников” 15-17 сентябрь 1999.ТашГУ.Ташкент. С.32.

6. Далиев Х.С., Хамиджонов И.Х., Акбаров А.Ж., Мирзаирова И.К., Акимова Ж.О., Об активации атомов Eu и La в кремнии под воздействием внешних факторов. Сб. трудов Межд. конференции. «Прикладные проблемы физики полупроводников». Ташкент, 1999, С.16-17.

7. Зайнабидинов С.З. Далиев Х.С. Акбаров А.Ж., Акимова Ж. Влияние внешних факторов на поведение некоторых редкоземельных элементов в кремнии Сб. труд. Науч.прак. сем. «Проблемы полупроводникового материаловедения». Андижан, 1999, С.3.

8. Далиев Х.С.,Утамурадова Ш.Б. ,Акимова Ж.О., Далиев Ш.Х., Влияние радиации на свойства кремния с примесями редкоземельных элементов IY Республиканской конференций “Рост, свойства и применение кристаллов” РСПК-2005.27-29 октябрь 2005.С.52-53.

9. Далиев Х.С.,Утамурадова Ш.Б., Акимова Ж.О., Инфракрасная спектроскопия кремния с примесью гадолиния Неравновесные процессы в полупроводник и в полупроводниковых структурах НИИ прикладной физики Национального университета Узбекистана имени Мирзо Улугбека. г. Ташкент, 2007. С.33

10. Утамурадова Ш.Б.,Далиев Ш.Х., Акимова Ж.О.,Атабаев Т.Ш., Влияние лазерного излучения на свойства кремния, легированного гольмием Неравновесные процессы в полупроводник и в полупроводниковых структурах НИИ прикладной физики Национального университета Узбекистана имени Мирзо Улугбека. г. Ташкент, 2007.С.36.

11. Утамурадова Ш.Б., Далиев Х.С., ДалиевШ.Х., Акимова Ж.О., Примесные атомы гольмия в кремнии Вестник. ФАНУз. 2008. №2. С. 13-14.

12. УтамурадоваШ.Б., Ж.О.Акимова, Изучение особенностей межпримесного взаимодействия в кремнии с примесями Ho и Fe помощью ИК спектроскопии “Олима аёлларнинг Фан-техника тараққётида тутган ўрни” Илмий амалий анжуман мақолалар тўплами 2008. С.197-198

13. Утамурадова Ш.Б., Далиев Х.С., Даулетмуратов Б.К., Далиев Ш.Х., Акимова Ж.О., Влияние атомов гафния на свойства границы раздела Si-SiO2 Материалы международной конференции. ”Структурна релаксацiя у твердих тiлах” 19-21 май 2009 pik, Вiнниця, Украина.С.176-177.

14. Утамурадова Ш.Б., Далиев Ш.Х., Каландаров Э.К., Акимова Ж.О., Влияние воздействия термообработки и межпримесного взаимодействия на электро-физические свойства кремния, легированного лантаном. Материалы 2–между-народной конференции «Неравновесные процессы в полупроводниках и в полупроводниковых структурах» Ташкент, 2009.С.77-79.


РЕЗЮМЕ

диссертации Акимовой Жумахан Оразбаевны на тему:

«Процессы дефектообразования в кремнии, легированном Ho, La, Eu

и их взаимодействие с технологическими примесями О и С» на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности

01.04.10 - физика полупроводников


Ключевые слова: полупроводник, кремний, редкоземельные элементы, гольмий, лантан, европий, никель, легирование, примеси, отжиг, внешние воздейс-твия, термостабильность, радиационная стойкость.

Объекты исследования: Si, легированный Ho, La, Eu диффузионным методом и в процессе выращивания, а также дополнительно легированный Ti и Ni.

Цель работы: изучение свойств Si, легированного Ho, La, Eu путем высокотемпературной диффузии и в процессе выращивания Si из расплава, а также исследование влияния легирования Si<Ho> различных термических обработок и воздействия радиации на свойства Si<Ho>.

Методы исследования: нестационарная емкостная спектроскопия глубоких уровней, фотоемкость и инфракрасная спектроскопия.

Полученные результаты и их новизна: впервые выполнено комплексное исследование свойств кремния с примесями гольмия, европия и лантана и уста-новлено, что введение этих примесей путем высокотемпературной диффузии приводит к существенному изменению электрофизических свойств кремния. Изучена эффективность образования уровней Ho, La и Eu в кремнии в зависимости от технологических факторов. Впервые с помощью емкостной спектроскопии определен энергетический спектр ГУ, создаваемых атомами Ho, La и Eu в кремнии при их диффузионном введении. Обнаружено, что диффузионное введение этих примесей приводит к снижению эффективности образования термических и радиационных дефектов и стабилизации параметров кремния. Установлено, что в кремнии, легированном примесями РЗЭ при выращивании, ГУ в заметной концен-трации не наблюдается, но последующая высоко-температурная обработка в интервале температур 1000÷1200 С приводит к активации атомов РЗЭ и образованию ряда глубоких уровней.

Практическая значимость: проведенная оптимизация параметров Si, легированного РЗЭ может быть служить в качестве рекомендаций при создании новых полупроводниковых приборов со стабильными и воспроизводимыми пара-метрами.

Степень внедрения и экономическая эффективность: полученные результаты по повышению термической стабильности и радиационной стойкости параметров кремния путем введения атомов Ho, La и Eu могут быть использованы в качестве рекомендаций при изготовлении различных полупроводниковых приборов.

Область применения: полупроводниковое материаловедение и микроэлектроника.

Физика-математика фанлари номзоди илмий даражасига даъвогар

Акимова Жумахан Оразбаевнанинг 01.04.10 – яримўтказгичлар физикаси ихтисослиги бўйича: «Ho, La, Eu лар билан легирланган кремнийда нуқсонлар ҳосил бўлиш жараёнлари ва уларнинг технологик киришмалар О ва С билан ўзаро таъсири» мавзусидаги диссертациясининг

Р Е З Ю М Е С И

Таянч сўзлар: яримўтказгич, кремний, легирлаш, киришмалар, нодир ер элементлари, гольмий, лантан, никель, легирлаш, кириндилар, қайта ишлов бериш, ташқи таъсирлар, иссиқликка чидамлилиги, радиацияга чидамлилиги.

Тадқиқот объектлари: диффузия ва ўстириш жараёнида гольмий, лантан ва европий билан легирланган кремний ва уларга қўшимча Ti ва Ni атомлари билан легирланиши жараёни.

Ишнинг мақсади: ўстириш пайтида ва диффузия усули ёрдамида кремнийга Ho, La, Eu атомларини киритиб, турли иссиқлик ишлови ва гольмий билан легирланган кремнийга радиация таъсирини ўрганиш.

Тадқиқот методлари: Чуқур сатҳларнинг ностационар сиғимли спектроскопияси, фотосиғим ва инфрақизил спектроскопия.

Олинган натижалар ва уларнинг янгилиги: ўстириш пайтида ва диффузия усули ёрдамида нодир ер элементи Ho, La ва Eu билан легирланган Si хусусиятлари комплекс усуллар ёрдамида биринчи бор тадқиқ этилди ва шу киришмаларга юқори ҳароратли ишлов берилганда кремнийнинг электрофизик хусусиятларини ўзгаришга олиб келиши аниқланган. Ho, La ва Eu атомлари кремнийга киритилганда уларнинг ҳосил қиладиган сатҳлари-нинг самаралиги технологик факторларга боғлиқлиги ўрганилди. Ho, La ва Eu атомлари кремнийга киритил-ганда термик ва радиацион нуқсонларни ҳосил бўлиш самаралигини камайтиришга олиб келиши ва кремний параметрларини стабиллашуви аниқланди. Ўстириш пайтида нодир ер элементлари кремнийга киритилганда чуқур сатҳлар концен-трацияси сезиларли эмаслиги ва уларга юқори ҳароратли ишлов 1000÷1200 С берилганда эса нодир ер элементлар атомларининг фаоллашиши ва бир қатор чуқур сатҳларнинг ҳосил бўлиши аниқланди.

Амалий ахамияти: нодир ер элементалри билан легирланган кремнийга хар хил технологик жараёнларда ишлов берилиш жараёни ўрганилиб унинг параметрлари оптималлаштирилди. Бундан ташқари гольмий билан легирланган кремнийга никель ва титан атомларини қўшимча легирлаш орқали кремнийнинг параметрларининг стабиллигини ошириш йўллари ишлаб чиқилди. Бу эса ўз навбатида радиацияга ва температурага чидамли материаллар олиш имкониятини беради.

Татбиқ этиш даражаси ва иқтисодий самарадорлиги: Олинган натижаларга кўра Ho, La ва Eu атомлари билан легирланган кремний иссиқликка ва радиацияга чидамлилиги янги турдаги яримўтказгичли асбобларни яратиш имко-ниятини беради.

Қўлланиш соҳаси: яримўтказгичлар материалшунослиги, яримўтказгичлар асбобсозлиги, микроэлектроника ва оптоэлектроника.

RESUME


Thesis of Akimova Jumakhan Orazbaevna on the scientific degree competition

of the doctor of philosophy in physics-mathematic speciality 01.04.10- physics of semiconductors on the subject: «The processes of defect formation in silicon doped Ho, La, Eu and their interaction with technological impurities O and C»


Key words: the semiconductor, silicon, rare earth elements, holmium, nickel, doping, impurity, heat treatment, external influences, thermal stability, radiating stability.

Subject of research: Si, doped with Ho, La, Eu by diffusion method and during crystal grows, Si , doped with Ti and Ni.

Purpose of work: studying of properties

Methods of research: deep levels transient spectroscopy, photocapacity and infrared spectroscopy.

The results obtained and their novelty: For the first time it is carried out complex research of properties Si with impurity holmium, europium and lanthanum is carried out and it is revealed that introduction of these doping by high temperature diffusions leads to the existing changes of electrophysic properties of silicon. Efficiency of formation of levels Ho, La and Eu in silicon depends on technology factors have been investigated. For the first time energetic specter DL was determined with the help of spectroscopy capacity, created by atoms Ho, La and Eu in silicon at their diffusion introduction. It is revealed that diffusion introduction in these impurity leads to decrease of efficiency formation of thermal and radiating defects and stabilization of parameters silicon.

It is established that doped impurity REE during crystal grows, DL in noticeable evaporation is not observed, but the subsequent high temperature in an interval temperatures 1000÷1200оC leads to activation of atoms REE and formation of DL.

Practical value: the lead optimization of parameters Si, doped with REE can be serve as recommendations at creation of new semi-conductor devices with stable and reproduced parameters.

Degree of embed and economic effectivity: the received results on increase of thermal stability and radiating stability of parameters of silicon introduction of Ho, La and Eu atoms can be used as recommendations at manufacturing various semi-conductor devices;

Field of application: semiconductor material researching, production of semiconductor devices, microelectronics and optoelectronics.

1   2   3

Падобныя:

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconИнтеграционные экономические процессы стран Черноморского региона
Охватывает все сферы жизнедеятельности, однако наиболее распространенным данное явление стало именно в экономике. Взаимодействие,...

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconПервое занятие Статика на плоскости Взаимодействие. Сила и момент
Согласно Галилею, состояние тела (положение и скорости) может измениться только в результате взаимодействия с другими телами. Взаимодействие...

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconВоронежский государственный технический университет
В основу данной программы положены следующие вопросы: теплофизические свойства веществ, термодинамические процессы, процессы переноса...

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconДыхательная гимнастика "Выдыхаем стресс"
Таким образом обеспечивается полноценное дополнительное питание для всех органов, активизируются обмен веществ и все жизненные процессы...

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconВзаимодействие родителей и учителя начальных классов как обязательное условие качества процесса образования
Изучение данной темы является актуальной, так как взаимодействие родителей и учителя одна из типичных проблем, с которой приходится...

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconМоделирование наноразмерных областей разупорядочения, созданных ионизирующими частицами в кремнии
Ведущая организация: фгбоу впо «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconУрок по технологии в 6 «Б»классе
Цель урока : ознакомить с технологическими условиями и навыками выполнения мозаики из различных материалов

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconЛекция наука метеорология и климатология
Эти явления и процессы совершаются в атмосфере не изолировано, а в тесном взаимодействии с процессами, происходящими в верхних слоях...

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconЭндогенные процессы это внутренние процессы и связанные с взаимодействием земной оболочки земли с внутренними сферами земли
Эндогенные процессы – это внутренние процессы и связанные с взаимодействием земной оболочки земли с внутренними сферами земли

Процессы дефектообразования в кремнии, легированном ho, La, Eu, и их взаимодействие с технологическими примесями о и с iconАлгоритм синхронизации логических часов
Однако, если два произвольных события случились в разных процессах на разных машинах, и эти процессы не имеют между собой никакой...

Размесціце кнопку на сваім сайце:
be.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©be.convdocs.org 2012
звярнуцца да адміністрацыі
be.convdocs.org
Галоўная старонка