Введение к работе
: ;;;:
; ' Актуальность темы. Карбид.кремния (S1C) находит все более широкое применение в качестве твердотельной основы для создания целого ряда злектроішнх приборов. Сочетание весьма благоприятных физико-химических, и электрофизических свойств карбида кремния позволяет изготовлять на его основе радиационно- и термостойкие приборы микро- и оптоэлектроники. многие из практически важных свойств SIC в значительной степени определяются наличием микродефектов - вакансий и примесных атомов. Особь-й интерес представляют исследования радиационных дефектов. Однако, природа вводимых при облучении структурных дефектов до сих пор не выяснена. Это связано с большим разнообразием возможных типов дефектов в двухкомпонентннх полупроводниках, к которым относится карбид кремния. Для решения данной проблемы принципиальную роль может сыграть применение новых методов, позволяющих проводить селективную идентификацию структурных дефектов. В данной работе использован метод аннигиляции позитронов, который обладает высокой чувствительностью к вакансиям и их комплексам с примесными атомами, а также к вакансионным кластерам.
Целыа настоящей работы является установление природы структурных дефоктов,образующихся в карбиде кремния при облучении его частицами высоких энергий, и их эволюции в процессе термического отжига облученных кристаллов методом аннигиляции позитронов.
Научная новизна работы. Впервые определено распределение дефектов по глубине в монокристаллическом кремнии, подвергнутом воздействию ионов ксенона с энергией <*1 МаВ/нуклон; идентифицированы вакансионпые дефекты,образующиеся в карбиде кремния в результате облучения быстрыми электронами, реакторными нейтронами, тяжелыми ионами ксенона; впервые исследована эволюция радиационных дефектов в карбиде кремния, облученном до различных флюенсов электронов, нейтронов и тяжелых ионов; впервые экспериментально доказано, что процесс образования вакансионных кластеров при термическом отжиге облученных кристаллов карбида кремния определяющим образом зависит от вида и концентрации примесных атомов.
Практическая значимость результатов работы заключается в том, что экспериментальные данные о природе радиационных дефектов, образующихся в карбиде кремния при облучении различными ви-
дами ионизирующего излучения, необходимы при создании на базе карбида кремния радиациошю и термостойких электронных приборов; экспериментальные результаты о влиянии атомов примесного азота на кластерообразование существенны при выборе технологических режимов изготовления светодиодов на основе карбида кремния; на основании полученных экспериментальных данных предложен способ изготовления светодиодов путем облучения S1C быстрыми электронами; экспериментальные исследования показали перспективность применения метода аннигиляции позитронов для диагностики фазовых превращений в системах матрица-примесь-вакансионные дефекты, характеризующихся малым параметром порядка, когда практически невозможно использование таких методов как электронная микроскопия и рентгеновская спектроскопия.
Материалы работы используются в ФТИ АН СССР и ИЯИ АН УССР.
Автор защищает:
-
Результаты идентификации вакансионных дефектов, возникающих в карбиде кремния при облучении быстрыми электронами, реакторными . нейтронами и ионами ксенона.
-
Данные об эволюции радиационных дефектов в процессе термического отжига кристаллов карбида кремния, облученных различными дозами электронов, нейтронов и ионов ксенона.
-
Доказательство определяющего влияния атомов, примесного азота на осуществление процессов класгерообразования при термическом отжиге облученных кристаллов карбида кремния.
-
Новые экспериментальные результаты исследования радиационных дефектов, образующихся при облучении монокристаллического кремния ( модельного объекта ) ионами ксенона с энергией 124 МэВ.
Апробация работы: Основные результаты работы докладывались на сессии ОЯФ АН СССР < Москва, январь 1988 г. ), Восьмой Международной конференции по аннигиляции позитронов ( Гент, Бельгия, август 1988 г. ), постоянном семинаре "Примеси и дефекты в полупроводниковых материалах" (Ленинград, апрель 1989 г.), XIX Всесоюзном совещании по взаимодействию заряженных частиц с кристаллами ( Москва, май 1989 г. ), 7. отраслевой научно-технической конференции "Аналитические методы исследования материалов и изделий микроэлектроники" ( Черновцы, сентябрь 1989 г. ). семинаре "Аннигиляция позитронов в твердых телах". (Киев, сентябрь 1989г.), IV межотраслевом совещании-семинаре по проблемам создания полу-^
проводниковых приборов и интегральных схем; устойчивых к воздействию внешних факторов (Винница, октябрь 1989 г. ).
Объем и структура диссертации, диссертация состоит из введения» четырех глав, заключения и выводов и содержит 149 стр.. в том числе 22 рисунка, 5 таблиц, а также библиографию из 174 наименований.
