Динамика изменения механических свойств кремния, индуцированного низкоинтенсивным β-облучением тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Сучкова, Надежда Юрьевна
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Тамбов
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2007
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
УФ
Сучкова Надежда Юрьевна
ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРЕМНИЯ, ИНДУЦИРОВАННОГО НИЗКОИНТЕНСИВНЫМ р-ОБЛУЧЕНИЕМ
Специальность 01.04 07 - Физика конденсированного состояния
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Тамбов-2007
ООЗ1ТЗ118
Работа выполнена в Тамбовском государственном университете имени Г Р Державина
Научный руководитель- Заслуженный деятель науки РФ,
доктор физико-математических наук, профессор Головин Ю.И.
Официальные оппоненты доктор физико-математических наук
АкчуринМЛП
доктор физико-математических наук, профессор Нечаев В.Н.
Ведущая организация. Тольятгинский государственный
университет, г Тольятти, Самарская обл
Защита состоится 12 ноября 2007 года в 13т часов на заседании диссертационного совета К212.26102 при Тамбовском государственном университете им Г.Р. Державина по адресу. г Тамбов, ул. Интернациональная, 33, ТГУ им. Г.Р Державина, корп 2, ауд 104.
Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью) просим направлять по адресу. 392000, г Тамбов, ул Интернациональная, 33, ученому секретарю диссертационного совета
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тамбовского государственного университета им Г.Р. Державина.
Ученый секретарь диссертационного совета/ U ) Тюрин А И
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Кремний, оставаясь материалом номер один в современной микроэлектронике, постепенно становится и конструкционным материалом для микромашин, сенсоров, микро- и наноэлектромеханических систем (МЭМС/НЭМС) и других гибридных продуктов нанотехнологий [I] В связи с этим, даже небольшие изменения его механических свойств под действием различных внешних факторов (в том числе и р-облучения) становятся существенными, а их изучение - актуальным
Диссертационная работа посвящена исследованию динамики изменения механических свойств кремния, индуцированного низкоинтенсивным (105 см 2с1 < / < 3 106 см2с') р-облучением
Известно, что физические, в том числе и механические свойства находятся в сильной зависимости от типа и концентрации радиационных дефектов (РД), процесс формирования которых наилучшим образом исследован в области умеренных (£> ~ 1 108 Гр) доз Область малых доз (О < 1 Гр) исследована значительно меньше Вместе с тем существуют данные (правда, не очень многочисленные), что облучение малыми дозами радиации физических и биологических объектов может вызвать специфические отклики, существенно отличающиеся от наблюдаемых при умеренных дозах Так, например, в различных материалах регистрировали немонотонные зависимости отклика от флюенса с инверсией знака эффекта, которые до сих пор не удается объяснить с позиции теории взаимодействия заряженных частиц с веществом, развитой для больших и умеренных доз [2-7]
Воздействие низкоинтенсивного р-облучения на кремний происходит при электронно-лучевой литографии [8], при исследовании в электронном микроскопе, при воздействии космического излучения на солнечные батареи и т п Глубина проникновения электронов с энергией Е ~ 0,5 1 МэВ в кремнии составляет десятки микрометров [9] Именно этот слой и представляет наибольший интерес, как для планарной микроэлектроники, так и для микросистемной техники Закономерности и причины изменения механических свойств образцов при малодозовых воздействиях могут быть весьма специфичными и непохожими на таковые при облучении умеренными дозами и большими До настоящего времени информация о малодозовых эффектах в кремнии весьма скудна, а в отношении механических свойств и вовсе обрывочна и зачастую противоречива. Это делает актуальным систематическое изучение последних (особенно в свете расширяющегося использования кремния в качестве конструкционного материала д ля микросистемной техники)
В связи со всем выше сказанным, целью работы являлось изучение влияния низкоинтенсивного (интервал / = (I 100) 105 см2с', О < 1 Гр) ионизирующего облучения на механические свойства монокристаллического кремния
В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие
задачи
1 Исследовать радиационно-сгимулированные изменения микротвердости монокристаллов кремния в зависимости от типа и концентрации примеси, а также
от интенсивности облучения в диапазоне интенсивностей /=(1 100) 105CMV
2 Выяснить природу вторичных радиационных дефектов, ответственных за изменение микротвердост кремния на разных стадиях облучения, используя различные взаимодополняющие методы (метод изохронного отжига, исследование зависимости скорости относительного изменения микротвердости от интенсивности облучения, а также метод НЕСГУ - нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней (DLTS - deep-level transient spectroscopy)
3 Предложить механизмы преобразования структуры вторичных радиационных дефектов под действием низкоинтенсивного ионизирующего облучения Научная новизна работы заключается в следующем
Обнаружено и исследовано немонотонное во времени (W-образное) изменение микротвердости монокристаллов кремния, инициируемое малыми дозами (D < 1 Гр) Р-облучения
В результате проведенных in situ исследований промежуточных стадий формирования вторичных радиационных дефектов в процессе облучения кремния р-частицами подобраны условия, в которых наблюдались качественно различные отклики материала на радиационное воздействие
Установлено критические значения длительности облучения = 1,25 час) и флюенса (F = 0,3 Ю10 см"2), при плотности потока частиц I = 106 см V1, в окрестности которых меняется знак радиационно-пластического эффекта
Установлен тип дефектов, ответственных за изменение микротвердости на разных стадиях облучения кремния, а именно — за первый пик разупрочнения отвечает комплекс V2-0-C, за стадию промежуточного восстановления ответственны комплексы C,-Cs, Vj, и/или V3, и за стадию повторного разупрочнения - соответственно А-центры и/или СгО;
Научная ценность и практическая значимость проделанной работы заключается в выявлении закономерностей радиационно-пластического эффекта в кремнии в области малых доз (Del Гр) и флюенсов (F < Ю12 см'2) ионизирующего Р-облучения Предложена модель процесса преобразования подсистемы вторичных радиационных дефектов, протекающего при низкоинтенсивном облучении кремния, сопровождающегося немонотонным изменением микротвердости
Полученные результаты дают возможность в заданных временных интервалах модифицировать механические свойства кремния посредством низкоинтенсивного облучения Найдены нижние границы флюенса и дозы Р-облучения (со средней энергией электронов Е ~ 0,5 МэВ), не приводящие к заметным изменениям механических свойств (в пределах точности измерения + 3 %) Проведенные исследования открывают перспективу повышения радиационной стойкости и стабилизации механических свойств функциональных материалов, что позволит увеличить точность приборов, создаваемых на базе кремния
На защиту выносятся следующие основные положения и результаты: 1. Закономерности обнаруженного немонотонного изменения микротвердости монокристаллов кремния, индуцируемого непрерывным действием низкоинтенсивного ионизирующего р-облучения
2. Закономерности обнаруженного пострадиационного эффекта -самопроизвольного немонотонного изменения микротвердости, индуцируемого предварительным кратковременным облучением
3. Идентифицированный набор радиационных дефектов, ответственных за каждую стадию изменения микротвердости
4. Модель процесса преобразования подсистемы вторичных радиационных дефектов, протекающего при низкоинтенсивном облучении кремния
Апробация работы. Полученные результаты были представлены на следующих конференциях и семинарах
- XLII, XLILL, XLIV Международная конференция «Актуальные проблемы прочности» (Калуга-2004, Витебск-2004, Вологда-2005),
- Современная химическая физика. XVI Симпозиум (Туапсе, 2004),
- The XXI International conference on relaxation phenomena in solids (Voronezh,
2004),
- П1 International conference Fundamental problems of physics (Kazan, 2005),
- XVI Петербургские чтения по проблемам прочности Посвященные 75-летию со дня рождения В А Лихачева (Санкт-Петербург, 2006),
- XXXVI, XXXVII Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 2006,2007),
- IV Международная конференция «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященная памяти академика Г В Курдюмова (Черноголовка, 2006),
Ш Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (Воронеж, 2006),
- 8th Biennial International Workshop «Fullerenes and atomic clusters» (St Peterburg, 2007)
Личное участие соискателя в получении результатов, изложенных в диссертационной работе. В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежит проведение экспериментов, математическая обработка экспериментальных данных, а также участие в планировании экспериментов, обсуждении результатов и написании статей
Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 6 статьях и 10 тезисах Международных и Всероссийских конференциях и симпозиумах, список которых приведен в конце автореферата
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 137 наименований Полный объем составляет 122 страниц машинописного текста, в том числе 36 иллюстраций и 3 таблицы
Диссертационная работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 06-02-96321), грант «Поддержка научно-исследовательской работы аспирантов высших учебных заведений Минобразования России»
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цели и задачи исследования, новизна и практическая значимость работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту
Первая глава представляет собой обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных влиянию низкоингенсивного ионизирующего облучения на формирование подсистемы структурных дефектов, во многом определяющей физические свойства полупроводников В начале главы даны критерии разграничения больших, умеренных и малых доз облучения, а также описана специфика влияния различных типов ионизирующего облучения на физические свойства кремния Показана роль кристаллического строения вещества в образовании радиационных дефектов Представлены основные типы радиационных дефектов, образующихся в кремнии, а также рассмотрены основные способы исследования физических свойств кремния при воздействии радиационного облучения
Вторая глава освещает методические вопросы диссертационной работы В экспериментах использовались образцы кремния с различными типами и концентрациями легирующих примесей фосфора, бора, сурьмы Для облучения использовались источники на основе Бг + '"У, с интенсивностями / = КУ5 3106 см" с Средняя энергия эмитируемых электронов Е = 0,5 МэВ Представлены методики, для тестирования микротвердости, проведения изохронного отжига и регистрации спектров ШЛ^
В третьей главе представлены полученные экспериментальные результаты исследования динамики изменения микротвердости в поле быстрых электронов
Для наблюдения изменений микротвердости, индуцируемых низкоинтенсивным р-облучением, > 2АЯ5 (с учетом рассеяния измеряемых значений твердости и среднеквадратичной погрешности измерения Д= + 3 %) необходимый флюенс составляет1,1 108см (рис 1 а)
Продолжительное наблюдение за величиной микротвердости после прекращения облучения выявило ее самопроизвольное немонотонное во времени изменение (рис 1 а) Незначительное увеличение времени выдержки образцов в поле р-частиц ('обл = 1,25 час, что соответствует флюенсу Р = 5,7-10® см"2) с той же плотностью потока, привело к исчезновению эффекта (рис 1 б) Величина Н оставалась неизменной (в пределах погрешности) как сразу после облучения, так и в течение последующих 320 часов Повышение флюенса до значений Р = 7Д 109 см" (г^, = 2 час) привело к разупрочнению кремния (рис 1 в) Тестирование микротвердости в течение последующих (после прекращения облучения) 340 часов выявило самопроизвольное немонотонное изменение Н Однако, в отличие от 20-минутного облучения при 'обя = 2 час, наблюдалось разупрочнение (рис 1 в) Облучение образцов в течение 29 часов, что соответствует флюенсу Р = 10 ' см'2 (с промежуточным и после-дующим тестированием микротвердости) качественно не изменяет зависимости Я(г), наблюдаемой при ^ = 2 час (рис 1 г)
j-ч, - 1.25 час-
§Д 1 г г 1 •Т 11т т 1 0 , 9 f А |
И Т i 1 -Jijjj '■¡■■i-J|,ft
-л—— /•'=5,7 • 10" см '
1* MI 1(1« ISO ÍIIO 'Se МО i MI
Время час-
Рис. 1. Зависимости микротвердости от времени (включающего время облучения для
образцов Si-1 (ÍVP = 5,5 10'1 см"3), облученных в течение: 0,3 час - а; 1,25 час - б; 2 час - в; 29 час -г; 130 час - д; 900 час - е. Горизонтальный пунктир: начальное значение микротвердости Я0 для каждого образца, вертикальный ггунктир: время облучения t,^,.
Облучение образцов в течение 29 часов, что соответствует флюенсу F = 10й см"2 (с промежуточным и последующим тестированием микротвердости) качественно не изменяет зависимости Hit), наблюдаемой при t<]ím = 2 час (рис. I г).
Флюеис F, см: 4 6 ü 11) 12 14
С u
1W 200 .4 On 4««
Продолжительность облучения час Флюеис F. 10" с.ч "
4 6 К
5» 11» ISO 200 250 300 350 Продолжительность облучения /к[11, час
Флюеис /'. 10" см
О 2 4 6 Л 10 12
Продолжительность облучения t....., час
Рис. 2. Зависимость микротвердости Si-1 (M> = 5,5-101' см3) от продолжительности (флюенса) облучения для трех различных значений интенсивности: l2 = 105 cm'V (а) (различные значки соответствуют данным, полученным на отдельных образцах, горизонтальной пунктирной линией показана зависимость Н образцов Si l, не подвергавшихся облучению, от времени, необходимого для снятия дозовой зависимости), /3 = 106 см"2с' (б), /i = 310' cm'V (в). Вертикальным пунктиром указаны характерные времена (флюенсы), при которых наблюдаются максимумы разупрочнения.
Дальнейшее повышение времени экспозиции образцов в поле Р-частиц (г(1ЙЛ - 130 час, F = 4,7-10" см"2 и U, = 900 час, F = 3-Ю12 см"2) приводит к незначительному увеличению скорости промежуточного восстановления микротвердости к исход-ному значению (рис. I д и 1 е). Необходимо подчеркнуть, что знак эффекта испытывает инверсию при F = 5,7-Ю9 см"2. Качественное сходство
зависимостей H(t) для t^ > 2 час (рис. 1 в, г, д, е) свидетельствует в пользу того, что уже на ранних стадиях облучения
(F ~ 7,2-109 см"2) инициируются долговременные многостадийные процессы в подсистеме структурных дефектов,
отражающиеся на величине микротвердости. Роль дальнейшего облучения, по-видимому, сводится лишь к незначительному ускорению этих процессов. Следует отметить, что все приведенные ниже
экспериментальные данные получены в условиях непрерывного облучения (с промежуточным тестированием свойств), что продиктовано желанием in situ исследования обнаруженного эффекта.
Для демонстрации надежной воспроизводимости результатов, на рис. 2 а приведены результаты, полученные на нескольких однотипных образцах кремния (Si-1 Nv — 5,5-10" см"3) при облучении с интенсивностью l2 = 105 см"2с"'. При непрерывном облучении зависимость H(tc&) характеризуется двумя
максимумами разупрочнения с промежуточным восстановлением микротвердости к исходному значению.
Контрольная серия измерений показала, что микротвердость образцов, не подвергавшихся р-облучению, сохраняет свое значение (в пределах погрешности) в течение времени, необходимого для снятия дозовой зависимости (рис. 2 а, пунктирная линия).
Увеличение плотности потока ^-частиц в 10 раз (рис. 2 б) и в 13 раз (рис. 2 в) не приводит к качественным изменениям зависимости Я(г,Лл), Однако, при этом, как и ожидалось, изменяются критические параметры процесса. Увеличение интенсивности сопровождается уменьшением времен, при которых наблюдаются максимумы разупрочнения.
На рисунке 3 представлены характерные Р-Н диаграммы и изображение отпечатков (полученных с помощью атомно-силового микроскопа 8о1уег-Ь8), полученные на образцах БИ, до облучения (а) и после облучения (б) с интенсивностью I; = 105 см 2с-1 в течение времени /<)йп = 100 час, соответствующего первому максимуму разупрочнения (рис. 2 а). Пунктирными линиями отмечены участки соответствующие фазовым переходам под индентором.
Рис. 3. Р-И-диаграмма и изображение отпечатков (полученных с помощью атомно-силового микроскопа Ко1уег-1..8): а - на образцах кремния N1-1 [Ыр = 5,5-1013 см ') не подвергавшихся облучению, б — на стадии первого максимального разупрочнения при облучении низкоинтенсивным (/г = 10' см 2с ') потоком (3-частиц. Пунктирными линиями выделены области фазовых переходов под индентором.
Следует отметить, что тестирование Н на установке БИнтс^и позволило снизить величину среднеквадратичной АН$ до 2 %. Однако, уменьшение глубины внедрения индентора от 2 мкм (при тестировании микротвердости на ПМТ-3) до - 0,75 мкм (при тестировании микротвердости на нанотвердомера БЫтаски) привело к практически полному исчезновению эффекта.
Таким образом, можно констатировать, что изменения твердости, индуцируемые низкоинтенсивным облучением, проявляются на глубине > 0,8 мкм Это указывает на «градиентность» приповерхностных слоев
Как один из способов определения толщины слоя, в котором наблюдается эффект, был выбран метод тестирования микротвердости облученных образцов (Р - 1,8 10" см"2) с промежуточным стравливанием тонких слоев материала
Послойное стравливание предварительно облученного = 100 час) образца до глубин Ь = 2 мкм не изменяет наведенного облучением значения микротвердости Удаление слоя Ь> 2,5 мкм приводит к восстановлению микротвердости до исходного значения (рис 4)
= 100 члс
/ ¡= 10' 1М гс1
ем
1-
■«1*1-1*1 ,
0 2 4 6 8
Толщина стравливаемого слоя I, мкм
Рис. 4 Зависимость микротвердости 81-1 (УУР = 5,5 1013 см3) от толщины стравливаемого слоя Пунктирная линия отражает изменение микротвердости, индуцируемое осп а-облучением с интенсивностью /2 = 105 см 2с1 в течение 100 час На врезке представлена последовательность процедур, где р - облучение, звездочка - травление, стрелка - тестирование микротвердоста
Следовательно, величина ^ ~ 2,5 мкм определяет нижнюю границу приповерхностной области образца, в которой наблюдаются р-индуцированные изменения микротвердости
Установлено, что повышение концентрации примеси фосфора на пять порядков величины (Б1-1 —► 81-2) приводит к замедлению процессов промежуточного восстановления и повторного разупрочнения (рис 5 а)
Изменение типа легирующей (донорной) примеси с фосфора (81-2) на сурьму (81-3) (при равных крнцентрациях ~ Мд, = 3 1018 см3) приводит к уменьшению характерных времен облучения (флюенсов) при которых наблюдаются максимумы разупрочнения с промежуточным восстановлением (рис 5 а, кривая 2 и рис 5 б) Сравнение зависимостей микротвердости от времени облучения, полученных на кристаллах с донорной (фосфор, образцы 81-1) и акцепторной (бор, образцы 81-4) примесью в приблизительно равных концентрациях (М> ~ < Ю14 см'3) не позволяет выявить существенных отличий (рис 5 а, кривая 1 и рис 5 в, кривая 1)
Повышение концентрации примеси бора (от /Ув < 10 также как и в случае с примесью фосфора, приводит к увеличению характерных времен облучения (флюенсов), при которых наблюдаются максимумы разупрочнения (рис 5 в,
10
Г4 см"3 до /Ув = 3 1015 см"3)
5:
X &
1 - 81-1 2 - .41-2 .
а • 1 V-—г< / „о:.____ 1 а . ± 1Нп у / а) ч. 1/2
0 ¡110 21Н1 .ОН) 4(111 5Ш1 Продолжительное п.юблучеиия 'час
11})одолжии'Н.мог»|. ()Г>1 \'ания гл„ час
кривые 1 и 2). Видно, что эффект «замедления» [Vиндуцированного изменения микротвердости при повышении концентрации бора выражен менее ярко, чем в образцах, допированных фосфором (рис. 5 а, кривые 1 и 2). По-видимому, это объясняется меньшим изменением концентрации бора.
Установлены критические температуры отжига,
индуцирующие изменения значений микротвердости, наведенных
низкоинтенсивным облучением. Зависимость микротвердости от температуры отжига образцов, предварительно облученных до стадии первого разупрочнения, представлена на рисунке 6 а. Видно, что индуцированное облучением (/об,, = 100 час) значение микротвердости не изменяется вплоть до 400 °С. При Т \гж = 400 °С происходит скачкообразное
восстановление микротвердости к исходному значению [10].
Зависимость микротвердости 81-1, предварительно облученных до стадии промежуточного
восстановления микротвердости к исходному значению (¿с>&, = 200 час при /2 = 105 см"V) от температуры отжига представлена на рисунке 6 б. Видно, что восстановившаяся (во время облучения) к исходному значению величина микротвердости скачкообразно изменяется при Т ботж = 200 °С. Измененное таким образом значение Н вновь восстанавливается к исходному лишь при Т б1отж = 600 °С. Чувствительность механических свойств образца, предварительно облученного (/2 = 105 см" с" ) в течение 200 часов к термическим воздействиям, свидетельствует о том, что, несмотря на восстановление микротвердости к исходному значению (во время облучеиия), состояние подсистемы структурных дефектов на этой стадии отлично от исходного.
Зависимость 1Н'Гтж) образцов, предварительно экспонированных в поле Р-частиц в течение 300 часов (второй максимум разупрочнения) представлена на рисунке 6 в.
*
а \ \
//г ' V
\ Т ^ 2 1 "
1 ' \ { ' 2-81-5
в)
Рис.
Продолжительное! ь облучении г час
5. Зависимость микротвердости монокристаллов кремния с примесью а) фосфора в концентрации М> = 5,510" см"3 - I иЯ, = 31018 см"3 - 2; б) сурьмы в концентрации Л^ = 31018 см"3; в) бора в концентрации Ыв = 6,5 Ю13 см'3 - 1 и Л^ = 310" см"3 - 2 от времени (5-облучения с интенсивностью I = 105 см"2с"'. Вертикальным пунктиром указаны характерные времена, при которых наблюдаются максимумы разупрочнения.
Видно, что на стадии повторного разупрочнения микротвердость сохраняет свое значение при отжиге в интервале температур от 50 до 250 °С. При Т вотж = 300 "С происходит скачкообразное восстановление микротвердосги к исходному значению.
¡В" л
а !
a
я
С 1—
,= 100 час, 1г = I0!cmV
а)
Си »
¡s S
Sw
с
и
а;'-5
о, »
к
S
§7.5
! >11! 200 100 400 51)0 600
Температура 7',„, /„.„ = 200 час, /, = КГ см У
700
•с
б)
100 200 300 400 500 М10
Температуря 7"„,ж С, = 300 час, I, = 105 см 'с1
700
"С
В)
(I
100
200
300
700
„"С
400 500 600
Температура ?"„„
Рис. 6. Зависимость микротвердости предварительно облученных (а — до стадии 1-го разупрочнения, б — промежуточного восстановления, в - повторного разупрочнения) образцов кремния от температуры отжига.
Методом нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней обнаружено, что низкоинтенсивное р-облучение индуцирует преобразования подсистемы электрически активных РД (рис. 7). Установлены энергетические уровни донорных и акцепторных комплексов, концентрация которых синфазно с изменением Н меняется в процессе облучения (n-тип: Ес] - 0,11 эВ, Ес2 - 0,13 эВ и £с3 - 0,18 эВ; р-тип. Evi + 0,43 эВ, Ew2 + 0,24 эВ, £у3 + 0,36 эВ, и Еу4 + 0,53). Сравнивая полученные данные с литературными, акцепторные комплексы можно идентифицировать как междоузельный углерод C¡ и A-центр и/или комплекс CrCs> а донорные - V-B и C¡-0¡ и/или V2-0-C, куда входит 2 вакансии.
О 51) ИМ) 150 200
г час-
Рис. 7. Зависимость изменения концентрации РД а) акцепторного типа (1 - Ес1 - 0,11 эВ,
2 - Ес2 - 0,13 ¡B и 3 - Есэ - 0,18 эВ); б) донорного типа (1 - £vi + 0,43 эВ, 2 - EV1 + 0,24 эВ,
3 - £vа + 0,36 эВ и 4 - Evt + 0,53 эВ) и в) микротвердости кремния от времени слабоинтенсивного (/ = 9105 см~V) Р-облучения.
Четвертая глава посвящена обсуждению экспериментальных результатов, полученных при облучении монокристаллов кремния низкоинтенсивным потоком электронов.
Предложена последовательность возможных квазихимических реакций в подсистеме структурных дефектов, конечным продуктом которых является наиболее сложный из рассматриваемых нами комплексов V2"0-C, где X¡ - Х(> - всевозможные компоненты альтернативных квазихимических реакций (не приводящих в конечном итоге к формированию комплекса VrO-C); Л/, - М6 — продукты соответствующих реакций (например, V + Р —* V-P; V2~0 + О —> V2-02 и др.) (рис. 8).
Si, \
f"
ч
r+ v -
y+o-
V
X ( ',+ о —» ГО + I —I ► K-O + с—l
, I
Г-О-С]. V эр M
' 1- О ( л "
|-о л фу
Рис. 8 Возможные квазихимические реакции в подсистеме структурных дефектов, конечным продуктом которых является комплекс 1/2-0-С
В заключении приведены выводы по работе:
1 Обнаружено и исследовано немонотонное изменение микротвердости монокристаллов кремния под действием низкоингенсивного (/ - 106 см"2с') Р-облучения
2 Показана преимущественная роль неравновесных точечных (собственных и радиационных) дефектов в наблюдаемом изменении микротвердости
3 Показана многостадийностъ процесса преобразования подсистемы радиационных дефектов
4 Установлены значения температур, при которых происходит отжиг дефектов, ответственных за характерные стадии радиационно-стимулированного изменения микротвердости, что позволяет выделил, группу дефектов, ответственных за выделенные стадии изменения микротвердости.
5 Обнаружено синхронное с изменением микротвердости изменение концентрации электрически активных дефектов как донорного, так и акцепторного типов, индуцируемые низкоинтенсивным облучением
6 Идентифицированы радиационные дефекты, ответственные за изменения микротвердости на разных стадиях низкоинтенсивного облучения
7 Предложена модель, описывающая процесс формирования комплексов радиационных дефектов, доминирующих на выделенных стадиях
Список цитируемой литературы:
1 Springer Handbook of Nanotechnology (Ed В Bhushan) - 2004 - 1222 p
2 Aberg D, Hallen A., Svensson В G Low-dose ion implanted epitaxial 4H-SiC investigated by deep level transient spectroscopy // Physica В - 1999 - № 273-274 -P 672-676
3 Leveque P, Hallen A, Pellegnno P, Svensson В G, Pnvitera V Dose-rate influence on the defect production in MeV proton-implanted float-zone and epitaxial n-type silicon // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research В -2002 - Vol 186 -P 375-379
4 Lalita J, Svensson В G, Jagadish С, Hallén A Annealing studies of point defect in low dose MeV ion implanted silicon // Nuclear Instruments and Methods m Physics Research В — 1997 -№ 127/128 -P 69-73
5 Makhkamov Sh, Tursunov N A, Asurov M, Saidov R.P , Khakimov Z M Formation of radiation defects in silicon structures under low-intensity electron irradiation // Semicond Sci Technol -2001 - Vol 16 -P 543-547
6 Golan G, Rabinovich E, Inberg A, Axelevitch A, Oksman M, Rosenwaks Y, Kozlovsky A, Rancoita P G, Rattaggi M, Seidman A, Croitoru N Dislocation structure investigation in neutron irradiated silicon detectors using AFM and microhardness measurements//Microelectronics Reliability -1999 -№39 -P 1497-1504
7 Липсон А Г, Саков Д M, Савенко В И, Саунин Е И Эффект пластифицирования и возбуждение электронной подсистемы в монокристалле LiF под действием ультраслабого потока термализованных нейтронов в режиме релаксации механических напряжений // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1999 -Т 70 -№2 -С 118-123
8 Головин Ю И Введение в нанотехнику М «Машиностроение» - 2007 - 493 с
9 Вавилов В С Действие излучений на полупроводники М «Гос Издат Физ -Мат литературы» - 1963 г - 264 с
10 Головин Ю И, Дмитриевский А А, Сучкова Н Ю Структура комплексов, ответственных за радиационно-стимулированное разупрочнение монокристаллов кремния//Физика твердого тела.-2006 -Т 48 -№2 - С 262-265
Результаты диссертационной работы опубликованы в следующих статьях и тезисах докладов:
Издания из перечня ВАК:
1 Головин Ю И, Дмитриевский А А, Пушнин И А, Сучкова Н Ю Обратимое изменение микротвердости кристаллов Si, вызванное малыми дозами облучения электронами// Физика твердого тела -2004 -Т 46 -№10 -С 1790-1792
2 Головин Ю И, Дмитриевский А А, Сучкова Н Ю, Бадылевич М В Многостадийное радиационно-стимулировшшое изменение микротвердости монокристаллов Si, индуцируемое малоинтенсивным Р-облучением // Физика твердого тела.-2005 -Т 47 -№7 -С 1237-1240
3 Головин Ю И, Дмитриевский А А, Сучкова Н Ю Структура комплексов, ответственных за радиационно-стимулированное разупрочнение монокристаллов кремния//Физика твердого тела -2006 -Т 48 -№2 -С 262-265
4 Бадылевич М В , Блохин И В , Головин Ю И, Дмитриевский А А, Карцев С В , Сучкова Н Ю, Толотаев М Ю Немонотонные изменения концентрации радиационных дефектов донорного и акцепторного типов в кремнии, индуцируемые потоками Р-частиц малой интенсивности // Физика и техника полупроводников - 2006 - Т 40 -№12 - С 1409-1411
5 Головин ЮИ, Дмитриевский А А, Сучкова НЮ, Толотаев МЮ Изменения микротвердости кремния, индуцируемые слабоинтенсивным потоком электронов // Поверхность Решгеновские, синхротронные и нейтронные исследования - 2007 - №4 -С 34-36
В других изданиях.
6 Дмитриевский А А, Сучкова Н Ю Нелинейный характер зависимости изменения микротвердости кристаллов Si от дозы р-облучения // Тезисы докладов «XXII Всероссийская школа-симпозиум молодых ученых по химической кинетике» — Пансионат «Клязьма», Московская обл , Россия, 15-18 марта, 2004 - С 53
7 Головин Ю И, Дмитриевский А А, Пушнин И А, Сучкова Н Ю Разупрочнение монокристаллов Si, инициируемое малыми дозами Р-облучения при комнатной
температуре // Тезисы докладов XLII Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» - Калуга, Россия, 26-29 мая, 2004 - С 25
8 Дмитриевский А А, Сучкова Н Ю, Яковлев А В , Бадылевич М В Изменения микротвердости монокристаллов Si, инициируемые слабоинтенсивным р-облучением // Тезисы докладов XVI симпозиума «Современная химическая физика» - Туапсе, Россия, 20 сентября-1 октября 2004 - С 81
9 Golovin Yu.1, Dmitnevsku А А, Suchkova N Yu Relaxation phenomena in Si single crystal after P-irradiation // Book of abstracts the XXI International Conference «Relaxation phenomena in solids» - Voronezh, Russia, October 5-8, 2004 - P 60
10 Головин IO И, Дмитриевский А А, Кузьмицкая M A, Пушнин И A, Сучкова H Ю Обратимое разупрочнение монокристаллов Si, ZnS, Qo, стимулированное малодозовым (D < 1 cGy) р-облучением при комнатной температуре // Тезисы докладов материалов ХЫП Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» -Витебск, Беларусь, 27 сентября - 1 октября, 2004 - С 54-55
11 Дмитриевский А А, Сучкова НЮ Влияние термической обработки на радиационно-стимулированные изменения микротвердости кремния // Тезисы докладов третьей Международной научной конференции «Фундаментальные проблемы физики» - Казань, Россия, 13-18 июня 2005. - С 144
12 Сучкова Н Ю, Дмитриевский А А, Карцев С В, Толотаев М Ю Влияние интенсивности р-облучения на скорость относительного изменения микротвердости кремния // Тезисы докладов «XXIV Всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике» - пансионат «Березки», пос Паведники, Моек обл , Россия, 14-17 марта, 2006 - С 64
13 Головин Ю И, Дмитриевский А А, Сучкова Н Ю, Карцев С В , Толотаев М Ю Немонотонное разупрочнение кремния под действием слабоинтенсивного Р-облучения // Тезисы докладов «XVI Петербургские чтения по проблемам прочности Посвященные 75-летию со дня рождения В А Лихачева» - Санкт-Петербург, Россия, 14-16 марта, 2006 -С 123
Головин Ю И, Дмитриевский А А, Сучкова Н Ю, Толотаев М Ю О роли фазовых превращений под индентором в процессе радиационно-стимулированного разупрочнения кремния // Тезисы докладов IV Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященная памяти академика Г В Курдюмова -Черноголовка, Россия, 4-8 сентября, 2006 - С 19
Головин Ю И, Дмитриевский А А, Сучкова Н Ю Особенности дефектообразования в кремнии при слабоинтенсивном Р-облучении // Тезисы докладов III Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» «ФАГРАН-2006» - Воронеж, Россия, 8-14 октября 2006 -С 145
14 Дмитриевский А А, Головин Ю И, Сучкова Н.Ю, Васюков В М Влияние типа и концентрации легирующей примеси на динамику преобразований структурных дефектов кремния, индуцируемых низкоинтенсивным р-облучением // Тезисы докладов «XXXVII международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами» - Москва, Россия, 29-31 мая 2007. - С 156
Подписано в печать 10 10 2007 г Формат 60x48/16 Объем 1,0 пл Тираж 100 экз Заказ № 1267 Бесплатно 392008, г Тамбов, ул Советская, 190г Издательство Тамбовского государственного университета им Г Р Державина
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВЛИЯНИИ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЯ
1.1. Ионизирующее облучение как один из эффективных способов изменения физических свойств реальных кристаллов
1.1.1. Большие, умеренные, малые дозы облучения
1.1.2. Механизмы радиационного дефектообразования
1.1.3. Кремний как функциональный материал
1.1.4. Облучение кремния заряженными частицами различной природы
1.1.5. Основные типы радиационных дефектов в кремнии
1.2. Основные методы исследования физических свойств кремния
1.2.1. Оптические методы
1.2.2. Электрические методы
1.2.3. Методы тестирования механических характеристик
1.3. Формулировка задач исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Образцы
2.2. Источники излучения
2.3. Микро- и наноиндентирование
2.4. Методика НЕСГУ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Изменение механических свойств кремния под действием низкоинтенсивного Р-облучения
3.2. Влияние типа и концентрации примеси на динамику изменений микротвердости кремния, индуцируемых низкоинтенсивным Р-облучением
3.3. Изохронный отжиг образцов, на стадиях облучения, соответствующих максимумам разупрочнения и промежуточному восстановлению микротвердости к исходному значению
3.4. Изменение концентрации электрически-активных радиационных дефектов при низкоинтенсивном [3-облучении
3.5. Изменения механических свойств GaAs, индуцируемые низкоинтенсивным Р-облучением
ГЛАВА 4. ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ
Актуальность работы. Кремний, оставаясь материалом номер один в современной микроэлектронике, постепенно становится и конструкционным материалом для микромашин, сенсоров, микро- и наноэлектромеханических систем (МЭМС/НЭМС) и других гибридных продуктов нанотехнологий [1]. В связи с этим, даже небольшие изменения его механических свойств под действием различных внешних факторов (в том числе и р-облучения) становятся существенными, а их изучение - актуальным.
Диссертационная работа посвящена исследованию динамики изменения механических свойств кремния, индуцированного низкоинтенсивным (105 cm'V < / < 3-106 cm'V1) Р-облучением.
Известно, что физические, в том числе и механические свойства Si находятся в сильной зависимости от типа и концентрации радиационных дефектов (РД), процесс формирования о которых наилучшим образом исследован в области умеренных (D ~ 1.10 Гр) доз. Область малых доз (£> < 1 Гр) исследована значительно меньше. Вместе с тем существуют данные (правда, не очень многочисленные), что облучение малыми дозами радиации физических и биологических объектов может вызвать специфические отклики, существенно отличающиеся от наблюдаемых при умеренных дозах. Так, например, в различных материалах регистрировали немонотонные зависимости отклика от флюенса с инверсией знака эффекта, которые до сих пор не удается объяснить с позиции теории взаимодействия заряженных частиц с веществом, развитой для больших и умеренных доз.
Воздействие низкоинтенсивного р-облучения на кремний происходит при электроннолучевой литографии [2], при исследовании в электронном микроскопе, при воздействии космического излучения на солнечные батареи и т.п. Глубина проникновения электронов с энергией Е ~ 0,5.1 МэВ в кремнии составляет десятки микрометров [3]. Именно этот слой и представляет наибольший интерес, как для гшанарной микроэлектроники, так и для микросистемной техники. Закономерности и причины изменения механических свойств образцов при малодозовых воздействиях могут быть весьма специфичными и непохожими на таковые при облучении умеренными дозами и большими. До настоящего времени информация о малодозовых эффектах в кремнии весьма скудна, а в отношении механических свойств и вовсе обрывочна и зачастую противоречива. Это делает актуальным систематическое изучение последних (особенно в свете расширяющегося использования кремния в качестве конструкционного материала для микросистемной техники).
В связи со всем выше сказанным, целью работы являлось изучение влияния
5 2 1 низкоинтенсивного (интервал 1= (1. 100)-10 см" с"; D < 1 Гр) ионизирующего облучения на механические свойства монокристаллического кремния.
В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:
1. Исследовать радиационно-стимулированные изменения микротвердости монокристаллов кремния в зависимости от типа и концентрации примеси, а также от интенсивности облучения в диапазоне интенсивностей I = (1. 100)-105 см"2с"'.
2. Выяснить природу вторичных радиационных дефектов, ответственных за изменение микротвердости кремния на разных стадиях облучения, используя различные взаимодополняющие методы (метод изохронного отжига, метод НЕСГУ -нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней (DLTS - deep-level transient spectroscopy).
3. Предложить механизмы преобразования структуры вторичных радиационных дефектов под действием низкоинтенсивного ионизирующего облучения.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Обнаружено и исследовано немонотонное во времени (W-образное) изменение микротвердости монокристаллов кремния, инициируемое малыми дозами (D < 1 Гр) р-облучения.
В результате проведенных in situ исследований промежуточных стадий формирования вторичных радиационных дефектов в процессе облучения кремния Р-частицами подобраны условия, в которых наблюдались качественно различные отклики материала на радиационное воздействие.
Установлено критические значения длительности облучения (^л = 1,25 час) и флюенса (F= 0,3-Ю10 см'2), при плотности потока частиц /= 106 cm'V1, в окрестности которых меняется знак радиационно-пластического эффекта.
Установлен тип дефектов, ответственных за изменение микротвердости на разных стадиях облучения кремния, а именно - за первый пик разупрочнения отвечает комплекс V2-0-C; за стадию промежуточного восстановления ответственны комплексы Cj-Cs, V2, и/или F3; и за стадию повторного разупрочнения - соответственно А-центры и/или Cj-Oj.
Научная ценность и практическая значимость проделанной работы заключается в выявлении закономерностей радиационно-пластического эффекта в кремнии в области малых
1 "У 1 доз (D < 1 Гр) и флюенсов (F < 10 см') ионизирующего р-облучения. Предложена модель процесса преобразования подсистемы вторичных радиационных дефектов, протекающего при низкоинтенсивном облучении кремния, сопровождающегося немонотонным изменением микротвердости.
Полученные результаты дают возможность в заданных временных интервалах модифицировать механические свойства кремния посредством низкоинтенсивного облучения. Найдены нижние границы флюенса и дозы Р-облучения (со средней энергией электронов Е ~ 0,5 МэВ), не приводящие к заметным изменениям механических свойств (в пределах точности измерения + 3 %). Проведенные исследования открывают перспективу повышения радиационной стойкости и стабилизации механических свойств функциональных материалов, что позволит увеличить точность приборов, создаваемых на базе кремния.
На защиту выносятся следующие основные положения и результаты:
1. Закономерности обнаруженного немонотонного изменения микротвердости монокристаллов кремния, индуцируемого непрерывным действием низкоинтенсивного ионизирующего Р-облучения.
2. Закономерности обнаруженного пострадиационного эффекта - самопроизвольного немонотонного изменения микротвердости, индуцируемого предварительным кратковременным облучением.
3. Идентифицированный набор радиационных дефектов, ответственных за каждую стадию изменения микротвердости.
4. Модель процесса преобразования подсистемы вторичных радиационных дефектов, протекающего при низкоинтенсивном облучении кремния.
Апробация работы. Полученные результаты были представлены на следующих конференциях и семинарах:
- XLII, XLIII, XLIV Международная конференция «Актуальные проблемы прочности» (Калуга-2004, Витебск-2004, Вологда-2005);
- Современная химическая физика. XVI Симпозиум (Туапсе, 2004);
- The XXI International conference on relaxation phenomena in solids (Voronezh, 2004);
- Ill International conference Fundamental problems of physics (Kazan, 2005);
- XVI Петербургские чтения по проблемам прочности. Посвященные 75-летию со дня рождения В.А. Лихачева (Санкт-Петербург, 2006);
- XXXVI, XXXVII Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 2006,2007);
- ГУ Международная конференция «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященная памяти академика Г.В. Курдюмова (Черноголовка, 2006);
- Ш Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (Воронеж, 2006);
8th Biennial International Workshop «Fullerenes and atomic clusters» (St. Peterburg, 2007).
Личное участие соискателя в получении результатов, изложенных в диссертационной работе. В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежит проведение экспериментов, математическая обработка экспериментальных данных, а также участие в планировании экспериментов, обсуждении результатов и написании статей.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 137 наименований. Полный объем составляет 122 страниц машинописного текста, в том числе 36 иллюстраций и 3 таблицы.
Выводы по работе:
1. Обнаружено и исследовано немонотонное изменение микротвердости монокристаллов кремния под действием низкоинтенсивного (/3 ~ 106 см"2с"1) )3-облучения.
2. Показана преимущественная роль неравновесных точечных (собственных и радиационных) дефектов в наблюдаемом изменении микротвердости.
3. Показана многостадийность процесса преобразования подсистемы радиационных дефектов.
4. Установлены значения температур, при которых происходит отжиг дефектов, ответственных за характерные стадии радиационно-стимулированного изменения микротвердости, что позволяет выбрать группу дефектов, ответственных за выделенные стадии изменения микротвердости.
5. Обнаружено, синхронное с изменением микротвердости, изменение концентрации электрически активных дефектов как донорного, так и акцепторного типов, индуцируемые низкоинтенсивным облучением.
6. Идентифицированы радиационные дефекты ответственные за изменения микротвердости на разных стадиях низкоинтенсивного облучения.
7. Предложена модель, описывающая процесс формирования комплексов радиационных дефектов, доминирующих на выделенных стадиях.
Заключение
1. Bhushan Ed. В. Springer Handbook of Nanotechnology / Springer-Verlag. Berlin Heidelberg New York, 2004. - 1222 p.
2. Головин Ю.И. Введение в нанотехнику. М.: Машиностроение, 2007. - 493 с.
3. Вавилов B.C. Действие излучений на полупроводники. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963.-264 с.
4. Герасименко Н., Пархоменко Ю.М. Кремний материал наноэлектроники. -М.: Техносфера, 2007. - 351 с.
5. Распопов В .Я. Механические приборы. М.: Машиностроение, 2007. - 399 с.
6. Конобеевский С.Т. Действие облучения на материалы. М.: Атомиздат, 1967.
7. Келли Б. Радиационное повреждение твердых тел / Под редакцией д-ра физ.-мат. наук Ю. А. Осипьяна. М.: Атомиздат, 1970. -183 с.
8. Вавилов B.C., Ухин Н.А. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах. М.: Атомиздат, 1969. 311 с.
9. Головин Ю.И., Иванова М.А., Лопатин Д.В., Николаев Р.К., Умрихин А.В. Влияние малодозового beta-облучения на проводимость монокристаллов С60 // Физика твердого тела. 2004. - Т. 46. № 11. - С. 2109-2110.
10. Aberg D., Hallen A., Svensson B.G. Low-dose ion implanted epitaxial 4H-SiC investigated by deep level transient spectroscopy // Physica B. 1999. № 273-274. -P. 672-676.
11. Jagadish С., Svensson B.G., Hauser N. Point defects in n-type silicon implanted with low doses of MeV boron and silicon ions // Semicond. Sci. Technol. 1993. - Vol. 8. -P. 481-487.
12. Lalita J., Svensson B.G., Jagadish C., Hallen A. Annealing studies of point defect in low dose MeV ion implanted silicon // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 1997. № 127/128. - P. 69-73.
13. Lalita J., Jagadish C., Svensson B.G. Silicon implanted with MeV 12C ions; temperature dependence of defect formation at low doses // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 1995. - Vol. 106. - P. 237-241.
14. Makhkamov Sh., Tursunov N.A., Asurov M., Saidov R.P., Khakimov Z.M. Formation of radiation defects in silicon structures under low-intensity electron irradiation // Semicond. Sci. Technol. -2001.-Vol. 16.-P. 543-547.
15. Макара B.A., Новиков H.H. // ФизХОМ. -1973. № 6. С. 137-142.
16. Fujita S., Maeda К., Hyodo S. Dose-rate influence on the defect production in MeV proton-implanted float-zone and epitaxial n-type silicon // Physics of the Solid State (a). 1988. № 109.-P. 383-393.
17. Tetelbaum D.I., Kurilchik E.V., Latisheva N.D. Long-range effect at low-dose ion and electron irradiation of metals // Nuclear Instruments and Metods in Physics Research B. -1997.-Vol. 127. № 128.-P. 153-156.
18. Головин Ю.И., Дмитриевский А.А., Николаев P.K., Пушнин И.А. Обратимое разупрочнение монокристаллического фуллерита Сбо под действием ультраслабого ионизирующего облучения // ДАН. 2002. - Т. 385. № 1. - С. 1-3.
19. Tetelbaum D.I., Azov A.Yu., Kurilchik E.V., Bayankin V.Ya., Gilmutdinov F.Z. The long-range influence of the ion photon irradiation on the mechanical properties and on the composition of the permalloy-79 // Vacuum. 2003. № 70. - P. 169-173.
20. Тетельбаум Д.И., Баянкин В.Я. Эффект дальнодействия // Природа. Физика. 2005. №4.-С. 9-17.
21. Golovin Yu.I. Low doses in physics of real crystals // Biophysics. 2004. - Vol. 49. № l.-P. 127-154.
22. Болотов В.В., Коротченко В.А., Мамонтов А.П., Ржанов А.В., Смирнов Л.С., Шаймеев С.С. Радиационные эффекты в полупроводниках при малых дозах облучения частицами // Физика и техника полупроводников. 1980. - Т. 14. -С. 2257-2260.
23. Xu Q., Heinisch H.L., Yoshiie T. Effects of damage rate on deffect cluster formation in copper under low dose irradiation // Jornal of computer-aided materials design. 1999. -Vol. 6.-P. 215-223.
24. Пагава Т.А., Башелейшвили З.В., Кутелия Э.Р., Майсурадзе Н.И. Изменение времени жизни неосновных носителей тока в процессах облучения и изохронного отжига в кристаллах p-Si // УФЖ. 2003. - Т. 48. № 5. - С. 435-438.
25. Вавилов B.C. Природа и энергетический спектр радиационных нарушений в полупроводниках // Успехи физических наук. -1964. Т. 84. № 3. - С. 431 - 450.
26. Newman R.C. Defects in silicon // Rep. Prog. Phys. 1982. - Vol. 45. - P. 1163-1210.
27. Клингер М.И., Лущик Ч.Б., Машовец T.B., Холодарь Г.А., Шейнкман М.К., Эланго М.А. Создание дефектов в твердых телах при распаде электронных возбуждений // Успехи физических наук. 1985. - Т. 147. № 3. - С. 523-558.
28. Винецкий B.JL, Калнинь Ю.Х., Котомин Е.А., Овчинников А.А. Радиационно-стимулированная агрегатизация дефектов Френкеля в твердых телах // Успехи физических наук. -1990. Т. 160. № 10. - С. 1-33.
29. Емцев В.В., Машовец Т.В., Михнович В.В. Пары Френкеля в германии и кремнии // Физика и техника полупроводников. -1992. Т. 26. № 1. - С. 22-44.
30. Watkins G.D. Intrinsic defects in silicon // Materials science in semiconductor processing. 2000. - № 3. - P. 227-235.
31. Козловский B.B., Козлов B.A., Ломасов B.H. Модифицирование полупроводников пучками протонов // Физика и техника полупроводников. 2000. - Т. 34. № 2. -С. 129-147.
32. Козлов В.А., Козловский В.В. Легирование полупроводников радиационными дефектами при облучении протонами и альфа-частицами // Физика и техника полупроводников. 2001. - Т. 35. № 7. - С. 769-795.
33. Калинина Е.В. Влияние облучения на свойства SiC и приборы на его основе // Физика и техника полупроводников. 2007. - Т. 41. № 7. - С. 769-805.
34. Corbett J.W., Watkins G.D., Chrenco R.M., McDonald R.S. Defects in irradiated silicon. I (II). Infrared absorption of the Si-A center // Physical review. 1961. - Vol. 121. № 4. -P. 1015-1022.
35. Кожевников В.И., Михнович В.В. Интерпретация зависимости скорости введения А-центров в n-кремнии от интенсивности облучения электронами // Физика и техника полупроводников. 1981. -Т. 15. - С. 1598-1600.
36. Лугаков П.Ф., Лукьяница В.В. Влияние интенсивности облучения на скорость аннигиляции вакансий и междоузлий в кремнии // Физика и техника полупроводников. 1984. - Т. 18. № 2. - С. 345-348.
37. Shen D., Chen J., Zhao Q., Wang X. Investigation of interaction between defects in Si by means of monitoring defects fluxes // Applied Surface Science. 1999. - Vol. 148. -P. 79-85.
38. Федина Л.И. О рекомбинации и взаимодействии точечных дефектов с поверхностью при кластеризации точечных дефектов в Si // Физика и техника полупроводников. 2001. - Т. 35. № 9. - С. 1120-1127.
39. Suezawa М. Electron-dose dependence of concentration of vacancy-oxygen pairs and divacancies in electron-irradiated n-type Si crystals // Physica B. 2003. - Vol. 340-342. -P. 587-591.
40. Бурлакова Е.Б. Особенности действия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов низкой интенсивности // Российский химический журнал. Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. 1999. -Т. 43.-С. 3-11.
41. Tsiotsias A., Sawaidis I., Vassila A., Kontominas М., Kotzekidou P. Control of listeria monocytogenes by low-dose irradiation in combination with refrigeration in the soft whey cheese 'Anthotyros" // Food microbiology. 2002. - Vol. 19. - P. 117-126.
42. Бурлакова Е.Б., Кондратов А.А., Мальцева E.J1. Действие сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов // Химическая физика. 2003. - Т. 22. № 2. - С. 21-40.
43. Ерохин В.Н., Бурлакова Е.Б. Спонтанный лейкоз модель для изучения эффектов малых и сверхмалых доз физических и физико-химическох воздействий на опухолевый процесс // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2003. - Т. 43. №2.-С. 237-241.
44. Коломийцева И.К. Немонотонность зависимости доза-эффект в области малых доз ионизирующей радиации // Радиационная биология. Радиоэкология. 2003. - Т. 43. №2.-С. 179-181.
45. Бяков В.Н., Степанов С.В. К механизму первичного биологического действия ионизирующих облучений // Успехи физических наук. 2006. - Т. 176. № 5. -С. 487-506.
46. Слезов В.В., Субботин А.В., Осмаев О.А. Эволюция микроструктуры в облученных материалах // Физика твердого тела. 2005. - Т. 47. № 3. - С. 463-468.
47. Follstaedt D.M., Knapp J.A., Myers S.M. Mechanical properties of ion-implanted amorphous silicon // J. Mater. Res. 2000 - Vol. 19. № 1. - P. 338-346. (200).
48. Птицина Н.Г., Виллоруи Дж., Дорман Л.И., Юччи Н., Тясто М.И. Естественные и техногенные низкочастотные магнитные поля как факторы, потенциально опасные для здоровья // Успехи физических наук. -1998. Т. 168. № 7. - С. 767-791.
49. Sagan L. Electric and magnetic fields: Invisible Risks? / Gordon & Breach Publ., 1996.
50. Ломовской В.А. // ВМС Сер. А. 2000. - Т. 2. № 6. - С. 980.
51. Липсон А.Г., Саков Д.М., Саунин Е.И., Кузнецов В.А. Подавление спонтанной деформации в сегноэлектрических кристаллах K(DxHi.x)2P04 // Журнал Физической химии. 2000. - Т. 74. № 8. - С. 163 8-1642.
52. Трещенкова Ю.А., Голощапов А.Н., Бурлакова Е.Б. Действие малых доз фенозана на биохимические свойства лактатдегидрогеназы и микровязкость мембран микросом мозга мышей // Радиационная биология. Радиоэкология. 2003. - Т. 43. № З.-С. 320-323.
53. Орлов А.Н. Введение в теорию дефектов в кристаллах. М.: Высшая школа, 1983. -144 с.
54. Эланго М.А. Элементарные неупругие радиационные процессы. М.: Наука, 1988.
55. Лущик Ч.Б., Лущик А.Ч. Распад электронных возбуждений с образованием дефектов в твердых телах. М.: Наука, 1989.
56. Емцев В.В., Машовец Т.В. Примеси и точечные дефекты в полупроводниках / Под ред. С.М. Рывкина. М.: Радио и связь, 1981. - 230 с.
57. Гарбер Р.И., Федоренко А.И. // Успехи физических наук. 1964. - Т. 83. - С. 385-.
58. Конозенко И.Д., Семенюк А.К., Хирвич В.И. Радиационные эффекты в кремнии. -Киев: Наукова думка, 1974. -199 с.
59. Томпсон М. Дефекты и радиационные повреждения в металлах. М.: Мир, 1971. — с. 385.
60. Рейви К. Дефекты и примеси в полупроводниковом кремнии. / Под редакцией канд. физ.-мат. наук С. Н. Горина. М.: Мир, 1984. - 472 с.
61. Козлова О.Г. Рост и морфология кристаллов. Издательство московского университета, 1972. - 303 с.
62. Вавилов B.C., Челядииский А.Р. Ионная имплантация примесей в монокристаллы кремния: эффективность метода и радиационные нарушения // Успехи физических наук. 1995. - Т. 165. № 3. - С. 347-358.
63. Lee Y.-H., Corbett J.W., Brower K.L. EPR of a carbon-oxygen-divacancy complex in irradiated silicon // Phys. Stat. sol. (a). 1977. - Vol. 41. № 637. - P. 637-647.
64. Маркевич В.П., Мурин Л.И. Селективный захват межузельных атомов угдерода в облученном кремнии // Физика и техника полупроводников. 1988. - Т. 22. № 5. -С. 911-914.
65. Емцев В.В., Оганесян Г.А., Шмальц К. Критическая концентрация кислорода в Cz-Si и кластеризация примесных атомов при термообработке // Физика и техника полупроводников. 1993. - Т. 27. № 9. - С. 1549-1555.
66. Барабаненков М.Ю., Леонов A.B., Мордкович B.H., Омельяновская Н.М. Влияние природы бомбардирующих ионов на образование радиационных дефектов в кремнии // Физика и техника полупроводников. 1998. - Т. 32. № 5. - С. 523-525.
67. Bergholz W., Gilles D. Impact of research on defects in silicon on the microelectronic industry // Phys. Stat. Sol. (b). 2000. - Vol. 222. № 5. - P. 5-23.
68. Вавилов В.С, Кекелидзе Н.П., Смирнов JI.C. Действие излучений на полупроводники. М.: Наука, 1998. - 192 с.
69. Пагава Т.А. Исследование рекомбинационных центров в облученных кристаллах p-Si // Физика и техника полупроводников. 2004. - Т. 38. № 6. - С. 665-669.
70. Svensson B.G. Energy levels, structure and properties of point defects induced by ion implantation and electron irradiation of c-Si // Properties of Crystalline Silicon. EMIS Datareviews Series № 20 Series Advisor: B.L. Weiss. 1998. - p. 763-772.
71. Ковтуненко П.В. Физическая химия твердого тела. Кристаллы с дефектами. -М.: Высшая школа, 1993.
72. Власенко Л.С., Власенко М.П., Козлов В.А., Козловский В.В. Регистрация парамагнитных центров рекомбинации в облученном протонами кремнии // Физика и техника полупроводников. -1999. Т. 33. № 10. - С. 1164-1167.
73. Bemski G. J //. Appl Phys. -1959. № 30. - P. 1166.
74. Watkins G., Corbett J., Walker R. // Appl J. Phys. 1959. - № 30. - P. 1198.
75. Радиационная дозиметрия. / Под ред. Дж. Хайна, Г. Браунелла. М.: Издательство Иностранной литературы, 1958. - 758 с.
76. Мукашев Б.Н., Абдулин Х.А., Горелкинский Ю.В. Метастабильные и бистабильные дефекты в кремнии // Успехи физических наук. 2000. - Т. 170. № 2. -С. 143-155.
77. Абдулин Х.А., Мукашев Б.Н. Дефекты в p-Si, облученном при 77К: энергетический спектр и кинетика отжига // Физика и техника полупроводников. 1994. - Т. 28. №10.-С. 1831-1841.
78. Громов В.В. Электрический заряд в облученных материалах. М.: Энергоиздат., 1982.-112 с.
79. Витовский Н.А., Мустафакулов Д., Чекмарева А.П. О величине пороговой энергии смещения атомов в полупроводниках // Физика и техника полупроводников. -1977.-Т. 11. №9. -С. 1747-1753.
80. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М.: издательство, 1967. - 460 с.
81. Панов В.И., Смирнов Л.С. Влияние интенсивности облучения на процессы радиационных дефектов в кремнии // Физика и техника полупроводников. 1973. -№7.-С. 346-348.
82. Смирнов Л.С., Стась В.Ф., Хайновская В.В. Влияние дислокаций на кинетику накопления радиационных дефектов в германии // Физика и техника полупроводников. -1971.-Т. 5. № 1.-С. 85-90.
83. Болотов В.В., Васильев А.В., Смирнов Л.С. Об энергии миграции простейших дефектов в германии и кремнии // Физика и техника полупроводников. 1974. -Т.8.№3.~ С. 518-521.
84. Хайновская В.В., Смирнов Л.С. Взаимодействие радиационных дефектов с дислокациями в германии // Физика и техника полупроводников. 1967. - Т. 9. №7.-С. 2043-2046.
85. Смирнов Л.С. Развитие и проблемы радиационной физики германия. В кн.: Матер. Всесоюзн. совещ. по дефектам структуры в полупроводниках. Ч. 1. Новосибирск, 1969, С. 143 -159
86. Васильев А.В. О кинетике образования и отжига радиационных дефектов в кристаллах // Физика и техника полупроводников. 1972. - Т. 6. № 4. - С. 603-608.
87. Барабаненков М.Ю., Леонов А.В., Мордкович В.Н., Омельяновская Н.М. Влияние фотовозбуждения n-Si in situ при имплантации малых доз ионов на образование радиационных дефектов // Физика и техника полупроводников. 1999. - Т. 33. № 5.-С. 537-541.
88. Васильев А.В., Рыбакова Л.А., Смирнов Л.С. О влиянии температуры на изменение электрических и фотоэлектрических свойств германия при облучении электронами // Физика и техника полупроводников. 1971. - Т. 5. № 1. - С. 176-178.
89. Болотов В.В., Васильев А.В., Кашников Б.П., Смагулова С.А., Смирнов Л.С. Высокотемпературный отжиг облученного германия // Физика и техника полупроводников. 1976. - № 1. - С. 154-155.
90. Болотов В.В., Васильев А.В. Высокотемпературное облучение кремния и германия. Обзор: Радиационные эффекты в полупроводниках. Новосибирск: Наука, 1979. -224 с.
91. Watkins G.D., Corbett J.W. Defects in Irradiated Silicon. I. Electron Spin Resonance of the Si-A Center // Physical review. 1961. - Vol. 121. № 4. -P. 1001-1014.
92. Стась В.Ф., Антонова И.В., Неустроев Е.П., Попов В.П., Смирнов Л.С. Термоакцепторы в облученном кремнии // Физика и техника полупроводников. -2000. Т. 34. № 2. - С. 162-167.
93. Brelot A., Charlemagne J. Irrad. Semicond. Ed. by J.W. Corbett, G.D. Watkins. N.Y., 1971. P. 161-167.
94. Mooney P.M., Cheng L.J., Suly M., Gerson J.D., Corbett J. W. // Physical review B. -1977. Vol. 15. № 8. - P. 3836-3843.
95. Lee Y.H., Cheng L.J., Gerson J.D., Mooney P.M., Corbett J. W. название // Sol. St. Commun. 1977. - Vol. 21. № 1. - P. 109-111.
96. Trombetta J.M., Watkins G.D. название // Appl. Phys. Lett. 1987. - Vol. 51. -№14. -P. 1103-1105.
97. Davies G.D., Oates A.S., Newman R.C., Wooley R., Lightowlers E.C., Birns M.J., Wilkes J.C. J. // Phys. C. 1986. - Vol. 19. № 6. - P. 841-855.
98. Londos C.A. Japan. J. // Appl. Phys. -1988. Vol. 27. № 11. - P. 2089-2093.
99. Calma A.H., Corelli J.C. // Physical Review. 1968. - Vol. 173. № 3. - P. 734745.
100. Берман Jl.C., Витовский H.A., Ломасов B.H., Ткаченко В.Н. О природе К-центра в кремнии // Физика и техника полупроводников. 1990. - Т. 24. № 12. -С. 2186-2189.
101. Медведева И.Ф., Макаренко Л.Ф., Макаревич В.П., Мурин Л.И. // Изв. АН БССР, Сер. Физ.-мат. Наук. 1991. - Т. 3. - С. 19.
102. Берман Л.С., Жепко В.А., Ломасов В.Н., Ткаченко В.Н. О природе радиационных дефектов в n-кремнии, облученном электронами с энергией вблизи порога дефектообразования // Физика и техника полупроводников. 1989. - Т. 23. №1.-С. 2129-2132.
103. Бояркина Н.И., Смагулова С. А. Зависимость температуры отжига диуглерода в облученном n-Si от концентрации кислорода в кристалле // Физика и техника полупроводников. 2004. - Т. 38. № 5. - С. 513-515.
104. Васильев А.В., Смагулова С.А., Смирнов Л.С. Отжиг дивакансий в кремнии, облученном быстрыми нейтронами // Физика и техника полупроводников. 1986. -Т. 20. №3.-С. 561-564.
105. Watkins G.D., Corbett J.W. Defects in irradiated silicon: Electron paramagnetic resonance of the divacancy // Physical Review. 1965. - Vol. 138. № 2A. -P. A543-A555.
106. Svensson B.G., Jagadish C., Hallen A., Lalita J. // Physical Review B. 1998. -Vol. 55. №10.-P. 498.
107. Глазов B.M., Охотин A.C., Боровинкова Р.П., Пушкарский А.С. Методы исследования термо-электрических свойств полупроводников. М.: Атомиздат, 1969.-174 с.
108. Ильин И.В., Мохов Е.Н., Баранов П.Г. Парамагнитные дефекты в гамма-облученных кристаллах карбида кремния // Физика и техника полупроводников. -2001.-Т. 35.-№ 12.-С. 1409-1416.
109. Lang D.V. Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors // Journal of Applied Physics. 1974. - Vol. 45. -№ 7. P. 3023-3032.
110. Day D.S., Tsai M.Y., Streetman B.G., Lang D.V. Deep-level transient spectroscopy: System effects and data analysis // J. Appl. Phys. 1979. - Vol. 50. - № 8. P. 5093-5098.
111. Johnson N.M., Bartelink D.J., Gold R.B., Gibbons J.F. Constant-capacitance DLTS measurement of defect-density profiles in semiconductors // J. Appl. Phys. 1979. -Vol. 50.-№7. P. 4828-4833.
112. Doyle J.P., Limmarsson M.K., Pellegrino P., Keskitalo N., Svensson B.G., Schoner A., Nordell N., Lindstr6m J.L. Electrically active point defects in n-type 4H-SiC //J. Appl. Phys. 1998.-Vol. 84.-№3. P. 1763-1768.
113. Колмаков А.Г., Головин Ю.И., Терентьев В.Ф., Бакиров М.Б. Методы определения твердости металлических материалов. Воронеж: Издательство Воронежского государственного технического университета, 2000. - 79 с.
114. Федосов С.А., Пешек JI. Определение механических свойств материалов микроиндентированием. Современные зарубежные методики. М.: Физический факультет МГУ, 2004. - 99 с.
115. Головин Ю.И., Дмитриевский А.А., Сучкова Н.Ю., Бадылевич М.В. Многостадийное радиационно-стимулированное изменение микротвердости монокристаллов Si, индуцируемое малоинтенсивным Р-облучением // Физика твердого тела. 2005. - Т. 47. №7. - С. 1237-1240.
116. Головин Ю.И., Дмитриевский А.А., Сучкова Н.Ю. Структура комплексов, ответственных за радиационно-стимулированное разупрочнение монокристаллов кремния // Физика твердого тела. 2006. - Т. 48. №2. - С. 262-265.
117. Головин Ю.И., Дмитриевский А.А., Сучкова Н.Ю. Влияние типа и концентрации легирующей примеси на динамику бета-индуцированного изменения микротвердости кремния // Физика твердого тела. 2008. - Т. 50. № 1. - С. 26-28.
118. Бадылевич М.В., Блохин И.В., Головин Ю.И., Дмитриевский А.А., Карцев
119. Gridneva I.V., Milman Yu.V., Trefiliv V.I. Phase transition in diamond-structure crystals during hardness measurements // Phys. Stat. sol. (a). 1972. - Vol. 14. № 177. -P. 177-182.
120. Головин Ю.И., Дмитриевский А.А., Сучкова Н.Ю., Толотаев М.Ю. Изменения микротвердости кремния, индуцируемые слабоинтенсивным потоком электронов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2007. №4. - С. 34-36.
121. Скворцов А.А., Орлов A.M., Фролов В.А., Гончар Л.И., Литвиненко О.В. Влияние магнитного поля на акустическую эмиссию в дислокационном кремнии при токовых воздействиях // Физика твердого тела. 2000. - Т. 42. № 10. -С. 1814-1817.
122. Орлов A.M., Скворцов А.А., Соловьев А.А. Динамика поверхностных дислокационных ансамблей в кремнии при наличии механических и магнитных возмущений // Физика твердого тела. 2003. - Т. 45. № 4. - С. 613-617.
123. Орлов А.М., Соловьев А.А., Скворцов А.А. Поведение дислокаций в кремнии при наличии механических и магнитных возмущений // ЖЭТФ. 2003. -Т. 123. №3,-С. 590-598.
124. Бадылевич М.В., Иунин ЮЛ., Кведер В.В., Орлрв В.И., Осипьян Ю.А. Влияние магнитного поля на стартовые напряжения и подвижность индивидуальных дислокаций в кремнии // ЖЭТФ. 2003. - Т. 124. № 3(9). -С. 664-669.
125. Акчурин М.Ш., Васев Е.Н., Михина Е.Ю., Регель В.Р. О роли массопереноса материала за счет премещений точечных дефектов в процессе микровдавливания // Физика твердого тела. -1988. Т. 30. № 3. - С. 760-764.
126. Акчурин М.Ш., Галстян В.Г., Регель В.Р. Формирование нанокристаллическго состояния при действии состредоточенной нагрузки JJ Физика твердого тела. -1995. Т. 37. № 3. - С. 845-851.
127. Головин Ю.И., Тюрин А.И. Недислокационная пластичность и ее роль в массопереносе и формировании отпечатка при динамическом индентировании // Физика твердого тела.-2000.-Т. 42. № 10.-С. 1818-1820.
