Введение к работе
Актуальность теми. Уровень развития содраиенно'Л твердотельной электроники определяется прогрессом в создании полупроводниковых материалов с заданными повали свойствами. 3 атом аспекте хороло известным способом является введение в матрицу кремния примесеЯ.п частности, золота, которые привносят о его запрещенную зону глубокие энергетические уровни различных состояний. Термическое и радиационное воздействия оказывают кодифпцируюдое влияния на спектр электронных состояний за счет стимулированных атомных перестроек имооии^-'t п материале глубоких центров. Управление ігх перестройками и квазпхимпчесиими взаимс .-Яствиями однозначно соответствует управления электрофизическими свойствами созданного материала.
Следует отметить,что к настоящему времени в физике полупроводникового кремния проблема глубоких уровней РНДЄЛИ-лась в самостоятельное признанное порспектипячм направление, в русле которого проводятся обямрнойзиэ экспериментально-теоретпческно исследования, в том число с привлечением радиационных мзтопоз воздействия. Однако приходится констатировать, что эта паяная ;г шесте с тем елочная проблеял остается открытой, поскольку результати различных авторов зачастую но совпадает, а скорее, л;гаь дополнял? друг друга. Это, естественно, относится и к,предают, легированному золотом. Например, для >i
ВзаимОДеПСТВІИ глубокой" ЛеГИруИ^еП прИМССИ С ріДИППИОІКІЙШ
дефектами при.термических обработках. По существу нд изучено влияние" способа легирования на формирование глубоких примесных центров. Недостаточно изучено влияние различных дефектов на метастабильныз состояния этик глубоких центров. Практически отсутствуют данные о терморадизцлонных процессах в полупроводниковом твердом растворе St—Ли. в зависимости от способа получения материала.
3 связи с вкдзизлоченним, тема диссертационной работы является обоснованно актуальной. Ее результати направлены на восполнение з определенной мере нечоетатакуцих знаний по глубокоуровневым центрам в полупроводниках.
Целью работ» является экспериментальное исследование электрофизических свойств кремния, легированного золотом, в зависимости от способа получения исходного материала.технологии легирования и термораднацноиних обработок ; выявление механизмов протекания терморадиационно-стим., лрованных процессов с участием атомов глубокоуровпевого примесного золота в 5l< Ли.> и в структурах на его основе.
В соответствии с этим решались следующие задачи :
исследование центров золота в кремнии, легированном путем высокотемпературной" диффузии и з процессе выращивания ;'
исследование влияния термическом и радиационной обработок на электрофизические параметры и рекомбпнацпоннш характеристики )jL
изучение электрофизических характеристик центров золота в ядерно-легированном кремнии (ЛЛК). Виявление особенностей отжига в условиях взаимного влияния радиационных дефектов (РД) и центров Ли п ШІК ;
разработка механизма торморадиацнонноіі электроактивацпи прныесеП золота на уровне модельных представлений ;
исследование возможности применения терморадиацнонной обработки Si
Научная новизна, диссертации заключается в следующем :
-
Впервые обнаружено, что энергия ионизации вводждк глубоких уровней золота в кремнии зависит от характера легирования : высокотемпературная диффузия или введение принеси при-выращивании моноісрпсталла Ь/. .Установлено,что при легировании в процессе выращивания гюлото образует кроме основних уровне!! fi-0,54 эВ н Ev+0,35 эВ еще один дополнительный акцепторный уровень с опертой ионизации 2,-0,58 эВ.
-
Обнаружено различие в степени компенсации промышленного кремния її ЯЛ С при высокотемпературном диффузионном легировании золотом. Высокая степень компенсации ШК связывается с.наличном стоков для днффундируешх атомов золота в вида разупорядочегашх областей в решетке кремнии.
3. Установлено, что високотемпературная обработка
(Т ^ 1000С) кремния, легированного п процессо вырацимк, приводит к трансформации акцепторного уровня золота Е ~0,ib оВ из электрически активного состояния в .электрически неактивное с одновременным пошленизм концентрации центра Ес-0,54 эВ. Показано,что акцепторные уровня -0,04 и Е -0,58 оЗ не принадлежат одному и тому -же состояния атомов золота.
4. Впорсне обнаружено умэнь'ление температури отянга цен
тров золота после радиационном обработки. Показана позкол-
иость существенного увеличения концентрации электрически ак
тивних центров золота п термораднацчонно обработанном Si
неним с ^1<Яи.> , полученном введенной золота при DHCOKO-
тс.іпературпой диффузии. »іредлолен механизм этого эффекта,ос-
новаіиий на участки в процессе электроактивацки дефектов ро-
гаетки, созданные радиационным воздействием.
0. Впервые экспериментально обнаружено, что в кремнии
температура отжига одного и того ао РД - дивзкаисии зависит
от способа получения материала (прокгаленний оь и ЯЛК).По
казано,что этот факт обусловлен супествование.ч деформацион
ных полей в ядерно-легированном кремгии.
Основній положения, вниосимыа на затнту :
1. Особенности образования и распааа электрически ак
тивных глубоких центров золота в кремнии, легированном при
вьграцивзник.
2Результати исследование, лозпол.тодио обнаружить трансформацию уровня »5-0,53 эЗ при високотешіерятурноП обработка в электрически неактивное состояние,а. тают вывод о навэаи-мосвязанности ;: иелрпнадлотшости акцепторных уровней с 3 -0,о4 и Е -0,53 эЗ одном/ и тому гке центру золота.
-
Результаты исследования влияния облучения и последующего отжига на зффективность'цзкоплонля элоктроактитшт цэнтров золота в SL
и механизм процесса электроактива-ции центров золота при рпдиациоішо-^гер:.січеском воздействии. -
Результаты исследования влияния деформационных по-леЯ ііа смещение температури этяигл одного и того яо типа РД в область высокая те».тератур.
,-6-. \
о. Особенности рекомбинацнонньк характеристик центра золота с локальнім уровнем Ес-0,58 зВ по сравнению с другими централи Ли к улучшение обратного тока диодов на основа &і<Лиї> регулированием соотношения концентрації двух акцепторных уровней золота.
Научная значимость работы заключается в ^азвитии физических представлений о взаимодействии легирующих примесей,создающих глубокие урорни с дефектами решетки различного происхождения на примере &i
Практическое значение работ» состоит в том, что полученные экспериментальные результаты могут бить иоложенн в осно-ру при разработке полупроводниковых" приборов нового поколения на базе кремния, содержащего центры Ли- с глубокими уровнями. Предложенный метод повішення концентрации электроактивных центров золота в SL
Апробация работ». Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научной конференции молодих учених и специалистов Академии Наук Узбекской ССР ( Ташкент -1937), Шестой конференции по физико-химическим основам яэги -рования полупроводниковых материалов (Москва-1983), Научно-тохническом сеыинаре "Вопросы стойкости ЭРЛ,элементов и материалов к спецвоздейств'.ю" (Харьков - 1989),11 Республиканской конференции "Физика твердого тела и новые области ее применения" (Караганда - 1990),1 Региональной конференции Республик Средней Азии и Казахстана (Самарканд - 1991).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ. Список опубликованных работ приведен п конг цз автореферата.
Структура и объем работы.Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 114 страницах машинописного текста,, имеет 25 рисунков,! таблицу и список литературы,состоящий из 104 наименований.
