Эффекты зарядовой компенсации в модифицированных слоях SiO2 на кремнии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭФФЕКТЫ ЗАРЯДОВОЙ КОМПЕНСАЦИИ В МОДИФИЦИРОВАННЫХ СЛОЯХ 8 Юг НА КРЕМНИИ

Специальность 01.04.10 — физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

на правах рукописи

Аскинази Анатолий Юрьевич

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена на кафедре электроники твердого тела физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

БАРАБАН Александр Петрович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор ХАНИН Самуил Давыдович

кандидат физико-математических наук Дрозд Виктор Евгеньевич

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет

Защита состоится « Ъб » Л_2004 г. в ¿«¿-часов на засе-

дании диссертационного совета Д 212.232.33 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Ст. Петергоф, ул. Ульяновская, д. 1, Конференц-зал НИИФ СПбГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета.

Автореферат разослан

« М » иа о^я

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д. ф.-м. н., проф.

Лезов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Одним из факторов, определяющих темпы научного и технического прогресса в твердотельной электронике, является успешное проведение фундаментальных исследований физико-химических процессов, протекающих в структурах полупроводник-диэлектрик (ДП), в первую очередь в структурах Б^Юг, при их изготовлении и эксплуатации. Это было обусловлено тем, что структуры ЭьвЮг и создаваемые на их основе функциональные устройства являлись основой элементной базы современной твердотельной электроники. Однако развитие коммуникационных технологий и увеличивающаяся миниатюризация предъявляют к микроэлектронным устройствам новые требования, выполнение которых невозможно даже при использовании таких совершенных структур как 81-8102, сформированных путем термического окисления кремния. Одним из таких требований, например, является переход от электрической передачи данных к оптической передаче, что равносильно попытке создания оптоэлектронных приборов на основе существующей кремниевой технологии. Все это привело к тому, что, начиная с 1990-х годов в микроэлектронике и твердотельной электронике появился целый ряд устройств, использующих в качестве основы структуры кремний-диэлектрик, в которых в качестве диэлектрика использовался модифицированный слой двуокиси кремния. Такие структуры формировались:

-путем термического окисления кремния и последующей направленной модификации свойств окисного слоя внешними, зачастую экстремальными, воздействиями (радиационное облучение, имплантация, термополевые воздействия и т.д.)

-путем термического окисления предварительно модифицированной кремниевой подложки (кремний с изовалентнозамещенным германием, пористый кремний и т.д.)

- использование принципиально другой технологической базы: кремний на изоляторе, SIMOX- технология и т.д.

Оказалось, что такие структуры обладали целым набором специфических свойств, среди которых для нас представляет особый интерес их реакция на различные внешние воздействия, связанные с возбуждением атомной и электронной подсистем ДП-структур и их последующей релаксацией, приводящей к различным видам атомных перестроек, включая процессы дефектообразования.

Изменение зарядовых свойств структур является наиболее важным видом модификации, поскольку зарядовые свойства полностью определяют характер электронных процессов, протекающих в диэлектрических слоях и в области пространственного заряда полупроводников - именно эти свойства и являлись основным предметом изучения в проведенном исследовании.

Цель работы заключалась в изучении электронных процессов в структурах кремний-модифицированный слой и выявлении на этой основе общих закономерностей в изменении электрофизических свойств данных структур в результате внешних (экстремальных) воздействий.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые показано, что полевые воздействия на структуры приводящие к развитию процесса

ударной ионизации (УИ) в объеме вЮг, сопровождаются формированием сложной зарядовой структуры окисного слоя: образованием отрицательного и положительного зарядов. При этом отрицательный заряд расположен ближе к границе с Si. Проведено детальное изучение зарядового состояния окисных слоев структур модифицированных или сформированных с помощью

ИИ. Выявлен эффект зарядовой компенсации, заключающейся в формировании при определенных условиях пространственно разнесенных зарядов разного знака. Показана возможность управления зарядовым состоянием таких структур при помощи облучения светом из области ближнего ультрафиолета (БУФ-облучения). Впервые обнаружена значительная модификация окисного слоя в

результате облучения светом из области вакуумного ультрафиолета (ВУФ-облучения), заключающаяся в формировании в области МФГ БьБЮг высокой концентрации ЭАЦ, образующих пространственно разнесенные заряды разного знака непосредственно после ВУФ-облучения и изменяющие свое зарядовое состояние при последующих даже слабых (~ 4 МВ/см) полевых воздействиях. Впервые обнаружена существенная зависимость процессов полевого дефектообразования в структурах БьвЮг от толщины окисного слоя. Показано, что полевые воздействия на структуры с толщиной окисного слоя менее 45 нм сопровождаются подключением дополнительного порогового механизма генерации положительно и отрицательно заряженных дефектов в области 1020 нм от МФГ 81-8Юг в области полей, не приводящих к развитию процесса УИ в объеме окисного слоя.

Выявлены основные закономерности формирования зарядовых свойств структур в^Юг с модифицированным окисным слоем. Предложена модель, связывающая наблюдаемый эффект зарядовой компенсации в этих структурах с образованием пространственно разнесенных нестехиометрических областей сх>2их<2.

Научно-практическая значимость работы определяется тем, что в ней показана возможность существенного управляемого изменения зарядового состояния окисных слоев на кремнии путем их модификации при помощи контролируемых внешних воздействий. В рамках работы предложен и апробирован метод исследования изменений зарядового состояния структур Si-

непосредственно в процессе полевого воздействия, основанный на измерении кинетик сквозного тока, протекающего через структуру при полевом воздействии. Практически значимым является также обнаруженное в работе влияние БУФ-облучения на SIMOX-структуры, которое может быть использовано при разработке специальных датчиков УФ-излучений.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Метод кинетик тока - метод исследования зарядового состояния структур кремний-диэлектрик непосредственно в процессе полевого воздействия.

2) Основные закономерности изменения зарядового состояния структур ЗЬЗЮг в результате возбуждения и последующей релаксации атомной (ионная имплантация) и электронной (электрическое поле, ВУФ-облучение) подсистем окисного слоя заключающиеся в образовании пространственно разнесенных зарядов разного знака в области межфазовой границы вьвЮг (эффект зарядовой компенсации).

3) Модельные представления о процессах зарядовой компенсации, связывающие образование в результате модификации окисного слоя зарядов разного знака с формированием в области окисного слое вблизи поверхности кремния нестехиометрических областей

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на Итоговом семинаре по физике и астрономии для молодых ученых (Санкт-Петербург, 2002 г.), V Международной конференции «Прикладная оптика» (Санкт-Петербург, 2002 г.) и на X Международной конференции «Физика диэлектриков» (Санкт-Петербург, 2004 г.).

Основные результаты работы опубликованы в виде статей и тезисов докладов на конференциях в восьми печатных работах, перечень которых приведен в конце автореферата.

Вклад автора. Основные экспериментальные и теоретические результаты диссертационной работы получены автором. В ряде коллективных работ автору принадлежат изложенные в диссертации выводы и защищаемые положения.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы. Диссертация содержит 189 стр., включая 97 рисунков на 57 стр., 4 таблицы и 79 наименований библиографических ссылок на8 стр.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, научная новизна и практическая значимость.

Глава 1 содержит обзор литературных данных о физико-химических свойствах окисных слоев БЮг на кремнии, дефектах в них и механизмах дефектообразования.

Анализ результатов исследований структур вьБЮг различными методами позволяет сделать вывод о сложности строения переходной области в^БЮг, в которой можно выделить несколько областей, характеризующихся разной степенью порядка, стабильностью и способностью к модификации под влиянием внешних воздействий [1,2,3,4].

Рассмотрены существующие модели дефектообразования в изучаемых структурах, природа и свойства наиболее исследованных дефектов, проявляющих себя в качестве электрически активных центров. Несмотря на большое число экспериментальных и теоретических работ по исследованию процессов дефектообразования в хорошо изучено лишь несколько типов

дефектов и их свойств (например, «кислородная вакансия» - и «болтающаяся связь» - Е'-центр) [5, 6, 7]. Природа большинства электрически активных центров остается неисследованной. Это утверждение в еще большей степени относится к спектру дефектов в области МФГ 81-8102, где собственные дефекты, являющиеся как электронными, так и дырочными ловушками имеют более сложную конфигурацию.

Достаточное количество экспериментальных фактов, свидетельствующих в пользу той или иной модели дефектообразования отражает как сложность рассматриваемых явлений, так и их зависимость от технологии формирования и от конкретных способов модификации структур.

Глава 2 представляет собой описания технологии получения образцов, характеристик модифицирующих воздействий и методик экспериментальных исследований.

Структуры БьБЮг получались непосредственно в результате технологических операций и формировались путем дополнительных внешних воздействий (полевые воздействия, радиационное облучение, ионная имплантация и т.д.). В качестве базовых, в работе использовались полученные по различным технологиям структуры термически окисленного кремния. Использовались два основных способа модификации - приводящий к возбуждению атомной (ионная имплантация (ИИ)) и приводящий к возбуждению электронной подсистемы окисного слоя, соответственно. Целью воздействий являлись изменение, а также стабилизация зарядовых свойств структур которые как основные характеристики структур полностью

определяют характер электронных процессов, протекающих в диэлектрических слоях и в области пространственного заряда полупроводника.

Изучение зарядовых свойств проводилось в системе ЭДП, обладающей перед обычно используемой для этих целей системой МДП рядом преимуществ, существенных для решения поставленных в работе задач.

Использовались, как традиционные методы исследования, основанные на измерении ВЧ ВФХ, так и методики, специально разработанные для системы ЭДП.

В рамках работы был предложен способ, позволяющий проследить за изменением зарядовых свойств ДП структур по кинетике сквозного тока. Совместное же измерение кинетики тока и потенциала плоских зон позволяет определить временную зависимость величины встроенного в окисле заряда и его центроида, отсчитываемого от границы с полупроводником.

В качестве вспомогательного метода, позволяющего делать заключения о наличии определенных видов дефектов в окисном слое, использовался метод электролюминесценции (ЭЛ).

Глава 3 содержит результаты исследований зарядовой стабилизации в структурах, полученных с помощью ионной имплантации. Наиболее отчетливо эффект зарядовой компенсации (ЭЗК) проявлялся при ИИ аргона. Начиная с

дозы ИИ в структурах с толщиной окисла 250 нм образовывался

положительный заряд (4,2±0,2)1012 см'2 с центроидом (35±5) нм, величина которого уменьшалась при термическом отжиге без изменения положения центроида. Начиная с дозы в структуре формировался отрицательный

заряд с центроидом (10±5) нм, величина которого могла быть

существенно уменьшена полем, приводящим к инжекции дырок из кремния, термическим отжигом уже при 500 °С и не зависела от БУФ-облучения, вызывающего фотоинжекцию электронов из кремния. При этом происходил сдвиг центроида вглубь окисного слоя, т.е. происходила разрядка (перезарядка) ЭАЦ за счет подвижных носителей (дырок), инжектированных из подложки.

ЭЗК были выявлены и для структур Б^БЮг, имплантированных ионами кремния, однако они носили более сложный характер (в окисном слое удалось выделить, как минимум, три пространственно разнесенных заряда), что связано с участием имплантированного кремния в формировании зарядового состояния структур. Отжиг при 1000°С, приводящий к образованию нанокластеров кремния размером 3-5 нм значительно уменьшал абсолютные величины зарядов, сохраняя их сложную пространственную структуру.

Установлено, что во всех рассмотренных в работе случаях модификации структур связанных с возбуждением атомной подсистемы окисного

слоя, изменение зарядового состояния происходило по следующей схеме: сначала формировался значительный положительный заряд в объеме окисного слоя, затем при увеличении дозы ИИ - отрицательный заряд, расположенный в области МФГ и обеспечивающий в большинстве случаев зарядовую

стабилизацию структур.

Данные по ЭЛ модифицированных структур показали, что во всех случаях в спектрах ЭЛ наблюдалось появление интенсивной полосы 2,7эВ и сопутствующей ей полосы 4,4 эВ. Кроме того в случае ИИ Si после отжига наблюдалось появление полосы 1,6 эВ, которая связана с формированием нанокластеров кремния. Наличие в спектре ЭЛ полосы 2,7 эВ, которая связана с

силиленовым центром свидетельствовало об общности характера

структурных перестроек во всех рассмотренных в работе случаях в области локализации центров люминесценции.

Глава 4 содержит результаты исследования модификации зарядовых свойств структур связанной с возбуждением электронной подсистемы

окисного слоя. В качестве экстремальных внешний воздействий использовались электрические поля, приводящие к развитию процесса ударной ионизации (УИ) в области МФГ БьвЮг (Ещ^Е* - область полей Е4), и облучение светом из области вакуумного ультрафиолета (ВУФ), приводящее к генерации электронно-дырочных пар по всему объему окисла.

Исследования показали, что при увеличении времени экстремального воздействия, также проявляется эффект зарядовой компенсации, т.е. сначала происходит образование положительного заряда в окисле с центроидом 35 нм, затем - компенсирующего отрицательного заряда с центроидом ~ 7-10 нм, приводящее к зарядовой стабилизации структур в целом.

В случае другого строения области МФГ, которое реализуется в структурах, полученных термическим окислением кремния с изовалентно замещенным германием наблюдалась несколько иная картина

проявления ЭЗК, а именно: при ВУФ-облучении эффект проявлялся более интенсивно, а при полевом воздействии образование отрицательного заряда наблюдалось в полях существенно меньших значений после

кратковременной поляризации в области полей Е4. Это связано с более сложным строение МФГ обусловленным наличием нестабильных германиевых

комплексов.

Отличия наблюдались и при модификации структур в

электрических полях в случае «тонких» окислов В этом случае

также наблюдался ЭЗК, но в области полей с и только в узком интервале

~1 МВ/см, в котором при увеличении напряженности поля, начиная с некоторой пороговой величины, происходило образование положительного заряда,

максимальная величина которого С}+ определялась технологией формирования исходных структур, а затем - отрицательного заряда, полностью компенсирующего <3+, что выражалось в появлении узкого пика на зависимости потенциала плоских зон от средней напряженности электрического поля в окисле (рис. 1).

Стравливание показало, что во всех случаях центроид положительного заряда составляет 25-35 нм, а центроид отрицательного заряда - 10-15 нм от границы с кремнием.

Анализ спектров ЭЛ показал, что полоса ЭЛ 2,7эВ появляется и существует в структурах БьБЮгтолько в области полей Е4.

В Главе 5 на основе анализа всей совокупности экспериментальных данных для объяснения наблюдаемых закономерностей в изменении зарядовых

свойств структур полученных по различным технологиям и

подвергнутых различным видам экстремальных воздействий, предложена модель, в которой эффекты зарядовой компенсации связываются со структурной перестройкой окисного слоя и области МФГ вьБЮг с формированием пространственно разнесенных нестехиометрических областей При этом каждой области соответствуют определенные виды электрически активных центров (ЭАЦ): в области ЭЮ, с х<2 формируются ЭАЦ, ответственные за образование положительного заряда, а в области ЭАЦ, ответственные за образование отрицательного заряда. Относительно конкретной природы ЭАЦ предполагается, что образование положительного заряда связано с дефектами типа а образование отрицательного заряда -

с дефектами типа

Основные выводы.

1. Разработана и апробирована методика, позволяющая эффективно исследовать изменение зарядового состояния структур непосредственно в процессе полевого воздействия. Показано, что совместное измерение кинетик тока и потенциала плоских зон структур в процессе полевого воздействия в системе ЭДП позволяет определить величину и центроид зарядов в окисном слое, образующихся в результате возбуждения электронной подсистемы связанного с разогревом электронов и диссипацией их избыточной энергии.

2. Исследованы зарядовые свойства структур вьвЮг, модифицированных с помощью ионной имплантации. Показано, что имплантация аргона и кремния в окисный слой, начиная с дозы всегда приводила к образованию в объеме окисного слоя положительного заряда, величина которого могла быть уменьшена путем БТО или БУФ-облучения, либо компенсирована за счет образования пространственно разнесенного с положительным отрицательного заряда, формирующегося в ряде случаев при дозах имплантации и больших, т.е. в результате эффекта зарядовой компенсации. При этом структуры

имплантированные кремнием, обладают более сложной зарядовой структурой, которая характеризуется наличием, по крайней мере, трех пространственно разнесенных зарядов и сохраняется после отжига структур.

3. Исследованы структуры 81-8102, сформированные с использованием ионной имплантации (SIMOX-технология), которые также характеризовались наличием значительного заряда в объеме окисного слоя, величина которого могла быть уменьшена путем отжигов, БУФ-облучением, а также использованием экранирующего оксида в процессе их формирования.

4. Структуры, сформированные или модифицированные с использованием ионной имплантации во всех рассмотренных случаях характеризовались наличием в спектре ЭЛ двух характеристических полос излучения (2,7 и 4,4 эВ), указывающих на наличие в окисных слоях соответствующих центров люминисценции - силиленовых центров, что свидетельствует об общности механизмов дефектообразования во всех этих случаях.

5. Изучено влияние возбуждения электронной подсистемы окисного слоя, связанное с генерацией электронно-дырочных пар путем ударной ионизации и ВУФ-облучения, на зарядовые свойства структур Показано, что изменение зарядового состояния структур обусловлено формированием положительного заряда с центроидом 25 нм и появлением, начиная с некоторой его величины, компенсирующего отрицательного заряда с центроидом 10 нм, стабилизирующего зарядовое состояние структуры в^вЮг в процессе внешнего экстремального воздействия.

6. Изучены эффекты зарядовой компенсации в структурах Установлено, что в этом случае зарядовая компенсация проявляется в результате ВУФ-облучения и полевого воздействия. В последнем случае образование зарядов разного знака происходило либо в результате длительного воздействия в области полей, приводящих к развитию процесса ударной ионизации, либо после кратковременного воздействия в указанной области полей с последующим полевым воздействием в области более слабых электрических полей. В обоих

случаях отрицательный заряд образовывался после образования положительного заряда с центроидом 20 нм и располагался ближе к границе

7. Эффекты зарядовой компенсации (образование положительного и компенсирующего отрицательного зарядов) были обнаружены в узкой диапазоне электрических полей, не приводящих к развитию процесса ударной ионизации в объеме окисного слоя, в структурах с толщиной окисного слоя менее 45 нм. В этом случае полевое воздействие, начиная с некоторой пороговой напряженности электрического поля (которая зависит от толщины окисного слоя: приводило к образованию дополнительного положительного заряда с центроидом 20 нм, а затем к его компенсации отрицательным зарядом с центроидом 10 нм. Образование дополнительного положительного заряда наблюдалось на структурах

вне зависимости от способа их формирования и характера предварительных воздействий. При этом максимальная величина этого заряда определялась технологией формирования структур.

8. Выявлены основные закономерности проявления эффектов зарядовой компенсации в структурах и показано, что на первом этапе происходит образование значительного положительного заряда, при этом конкретные механизмы его образования определяются особенностями внешних воздействий. На втором этапе происходит образование отрицательного заряда, полностью или частично компенсирующего положительный заряд, причем предпосылки для образования отрицательного заряда создаются уже на первом этапе изменения зарядового состояния структур. Предложена модель, связывающая образование зарядов разного знака с формированием в процессе модификации окисных слоев пространственно разнесенных областей При этом область расположена на расстоянии ~10нм от поверхности кремния и содержит отрицательно заряженные электрически активные центры, а область расположена на расстоянии 25-35 нм от кремния и содержит положительно заряженные электрически активные центры.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Барабан А.П., Булавинов В.В., Коноров П.П. Электроника слоев S1O2 на кремнии. Л.: Изд. ЛГУ, 1988,304 с.

2. Литовченко В.Г. Трехслойная модель структур полупроводник-диэлектрик. // Полупроводниковая техника и микроэлектроника, 1973, № 12, с. 3-12.

3. Grunthaner P.J., Grunthaner F.J., Vasques R.P., et.al. High-resolution X-ray photoelectron spectroscopy as a probe of local atomic structure. // Phys. Rev. Lett., 1979, V. 43, p. 1683-1686.

4. Raider S.I., Flitsch R. X-ray photoelectron spectroscopy of Si-SM2 intefacial regions. // IBM J. Res. Dev., 1978, V.22, № 3, p. 294-303.

5. Алешина Л.А., Репникова Е.А. Структура аморфных материалов и природа дефектов в них. 1995, Петрозаводск, 112 с.

6. Вихрев Б. И., Герасименко Н.Н., Лебедев Г.П. Исследование радиационных структурных нарушений в пленках SiC>2 методом ЭПР. // Микроэлектроника, 1977, т. 6, вып. 1, с. 71-74.

7. Griscom D.L., Friebele E. J. Fundamental defect centers in glass. // Phys. Rev. B, 1981, V. 24, p. 4896-4898.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Барабан А.П., Булавинов В.В., Сергиенко М.В., Аскинази А.Ю. Влияние изменений зарядного состояния структуры на кинетику сквозного тока. // Вестник СПбГУ, 1996, сер. 4, вып. 3 (№ 18), с. 94-96.

2. Аскинази А.Ю., Барабан А.П., Дмитриев В.А., Милоглядова Л.В. Зарядовое состояние окисного слоя SIMOX-структур.//Письма в ЖТФ, 2001, т. 27, вып. 10, с. 57-61.

3. Аскинази А.Ю., Барабан А.П., Милоглядова Л.В. Роль маскирующего оксида на кремнии в процессах дефектообразования при формировании 81МОХ-структур. // ЖТФ, 2002, т. 72, вып. 5, с. 61-64.

4. Аскинази А.Ю., Барабан А.П., Дмитриев В.А., Милоглядова Л.В. Энергетическое положение электрически активных центров в окисном слое 81МОХ-структур. // ЖТФ, 2002, т. 28, вып. 23, с. 23-29.

5. Аскинази А.Ю., Барабан А.П., Милоглядова Л.В. Диагностика окисного слоя структур с использованием света из области ближнего ультрафиолета. // ЖТФ, 2003, т. 29, вып. 17, с. 49-54.

6. Аскинази А.Ю., Барабан А.П., Дмитриев ВА., Милоглядова Л.В. Роль маскирующего оксида на кремнии в процессах дефектообразования при формировании 81МОХ-структур. // Тез. докл. Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2001 года для молодых ученых Санкт-Петербурга. СПб, 2002, с. 44-45.

7. Аскинази А.Ю., Барабан А.П., Егоров Д.В., Милоглядова Л.В., Тер-Нерсесянц В.Е. Электролюминесценция структур кремний-двухслойных диэлектрик. // В Сб. трудов 5-й Межд. конф. «Прикладная оптика 2002». СПб, 2002, т. 2 «Оптические технологии и материалы», с. 18.

8. Аскинази А.Ю., Барабан А.П., Дмитриев ВА., Милоглядова Л.В. Влияние экстремальных внешних воздействий на зарядовое состояние структур 81-//ВМат. 10-й Межд. конф. «Физика диэлектриков (ДЭ-2004)». СПб,

2004, с. 134-136.

Отпечатано копировально-множительным участком отдела обслуживания учебного процесса физического факультета СПбГУ. Приказ № 571/1 от 14.05.03. Подписано в печать 18.11.04 с оригинал-макета заказчика. Ф-т 30x42/4, Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз-, Заказ № 170/с 198504, СПб, Ст. Петергоф, ул. Ульяновская, д. 3, тел. 428-43-00.

Р26 2 9 t

Введение

Глава 1. Дефекты и основные механизмы дефектообразования в структурах Si-Si

1.1. Строение термически полученного окисного слоя на поверхности кремния

1.2. Основные дефекты в слоях двуокиси кремния на кремнии.

1.3. Дефектообразование в структурах Si-SiC>

Глава 2. Методика эксперимента

2.1. Используемые образцы

2.2. Экспериментальные методы исследования

2.2.1. Особенности системы электролит-диэлектрик-полупроводник (ЭДП)

2.2.2. Измерение ВЧ вольтфарадных характеристик (ВФХ) системы БьБЮг-электролит

2.2.3. Метод полевых циклов

2.2.4. Метод послойного стравливания

2.2.5. Метод кинетик тока

2.2.6. Метод электролюминесценции Выводы к главе

Глава 3. Зарядовая стабилизация в структурах, полученных с помощью ионной имплантации

3.1. Процессы дефектообразования при ионной имплантации

3.2. Зарядовое состояние структур Si-Si02, подвергнутых имплантации ионами аргона

3.2.1. Изменение зарядового состояния структур Si-Si02 первого типа в результате ИИ

3.2.2. Пространственное распределение зарядов, образующихся в результате ИИ в структурах первого типа

3.2.3. Влияние БТО на зарядовое состояние структур первого типа, подвергнутых ИИ

3.2.4. Изменение зарядового состояния структур Si-Si02 второго типа в результате ИИ и БТО

3.2.5. Итоги изучения изменений зарядового состояния структур Si-SiC>2 в результате ИИ аргона

3.3. Влияние менее энергетичных воздействий на электронные процессы в ионно-имплантированных аргоном структурах Si

3.3.1. Влияние БУФ-облучения на зарядовое состояние ионно-имплантированных аргоном структур Si-SiC>

3.3.2. Влияние электрического поля на зарядовое состояние ионно-имплантированных Аг структур Si-Si

3.3.3. Влияние электрического поля на зарядовое состояние ионно-имплантированных Аг структур второго типа

3.4. Зарядовое состояние структуры Si-Si02, ионно-имплантированных кремнием

3.5. Зарядовое состояние структур Si-SiC>2, полученных по технологии SIMOX

3.6. Электролюминесценция структур Si-SiC>2, полученных с помощью ионной имплантации

3.6.1. Электролюминесценция структур Si-Si02, имплантированных ионами аргона

3.6.2. Электролюминесценция структур Si-Si02, имплантированных ионами кремния

3.6.3. Электролюминесценция SIMOX-структур Si-SiC>2 Выводы к главе

Глава 4. Эффекты зарядовой компенсации в структурах Si-Si02 после низкоэнергетичных внешних воздействий

4.1. Зарядовая компенсация в структурах Si-SiC>2 в экстремальных электрических полях

4.2. Зарядовое состояние структур Si-SiC>2 после ВУФ-облучения

4.3. Зарядовая компенсация в структурах, полученных термическим окислением кремния с изовалентно замещенным германием (SirGe-SiCb)

4.4. Зарядовая компенсация в структурах Si-Si02, с толщиной окисного слоя менее 45 нм

4.5. Особенности ЭЛ структур Si-Si02 в условиях реализации эффекта зарядовой компенсации

Выводы к главе

Глава 5. Механизмы зарядовой стабилизации и природа образующихся ЭАЦ

5.1. Предварительные замечания о механизмах зарядовой стабилизации

5.2. Формирование зарядового состояния структур Si-SiC>2 в результате ИИ Аг

5.3. Формирование зарядового состояния структур Si-Si02 в результате ИИ Si

5.4. Формирование зарядового состояния SIMOX-структур

5.5. Зарядовая компенсация в структурах Si-Si02 после воздействия экстремально сильных электрических полей

5.6. Эффекты зарядовой компенсации при ВУФ-облучении структур Si-Si

5.7. Эффекты зарядовой компенсации в структурах на основе термически окисленного кремния с изовалентно-замещенным германием (Si:Ge-Si02)

5.8. Эффекты зарядовой компенсации в структурах Si-Si02 с толщиной окисного слоя менее 45 нм

Выводы к главе

Актуальность темы.

Одним из факторов, определяющих темпы научного и технического прогресса в твердотельной электронике, является успешное проведение фундаментальных исследований физико-химических процессов, протекающих в структурах полупроводник-диэлектрик (ДП), в первую очередь в структурах Si-SiC>2, при их изготовлении и эксплуатации. Это было обусловлено тем, что структуры Si-Si02 и создаваемые на их основе функциональные устройства являлись основой элементной базы современной твердотельной электроники. Однако развитие коммуникационных технологий и увеличивающаяся миниатюризация предъявляют к микроэлектронным устройствам новые требования, выполнение которых невозможно даже при использовании таких совершенных структур как Si-Si02, сформированных путем термического окисления кремния. Одним из таких требований, например, является переход от электрической передачи данных к оптической передаче, что равносильно попытке создания оптоэлектронных приборов на основе существующей кремниевой технологии. Все это привело к тому, что, начиная с 1990-х годов, в микроэлектронике и твердотельной электронике появился целый ряд устройств, использующих в качестве основы структуры кремний-диэлектрик, в которых в качестве диэлектрика использовался модифицированный слой двуокиси кремния. Такие структуры формировались:

- путем термического окисления кремния и последующей направленной модификации свойств окисного слоя внешними, зачастую экстремальными, воздействиями (радиационное облучение, имплантация, термополевые воздействия и т.д.)

- путем термического окисления предварительно модифицированной кремниевой подложки (кремний с изовалентнозамещенным германием, пористый кремний и т.д.)

- использование принципиально другой технологической базы: кремний на изоляторе, SIMOX- технология и т.д.

Оказалось, что такие структуры обладали целым набором специфических свойств, среди которых для нас представляет особый интерес их реакция на различные внешние воздействия, связанные с возбуждением ^ атомной и электронной подсистем ДП-структур и их последующей релаксацией, приводящей к различным видам атомных перестроек, включая процессы дефектообразования.

В связи с вышеизложенным представляется целесообразной и актуальной постановка работы, в которой было бы проведено изучение электрофизических свойств и характера протекающих электронных процессов в структурах кремний-модифицированный окисный слой. Цель работы.

Цель настоящей работы заключалась в изучении электронных процессов в структурах кремний-модифицированный слой Si02 и выявлении на этой основе общих закономерностей в изменении электрофизических свойств данных структур в результате внешних (экстремальных) воздействий. Задачи.

Для реализации данной цели необходимо решение следующих задач:

1. Разработка новой и усовершенствование существующих методик для изучения электронных процессов в модифицированных окисных слоях на кремнии.

2. Исследование основных закономерностей образования электрически активных центров (ЭАЦ) в ДП-структурах, полученных с использованием ионной имплантации (ИИ).

3. Исследование основных закономерностей образования ЭАЦ в структурах Si-Si02 при менее энергетичных экстремальных воздействиях.

4. Выявление общих закономерностей изучаемого круга явлений и разработка модельных представлений о процессах формирования ЭАЦ в модифицированных окисных слоях на кремнии.

Для успешного решения поставленных задач в работе была использована система электролит-диэлектрик-полупроводник (ЭДП), обладающая рядом преимуществ перед традиционно используемой для подобных исследований системой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). ЭДП система позволяет создавать в диэлектрическом слое значительно более сильные электрические поля (до 30 МВ/см для слоя SiC>2 толщиной 30 нм), не вызывая деструктирующего пробоя, и осуществлять эффективный контроль за свойствами ДП-структур. При этом используются как традиционные для микроэлектроники методы (вольтфарадных и вольтамперных характеристик), так и специально разработанные (в том числе и в рамках настоящей работы) применительно к ЭДП-системе методы (полевых циклов, кинетик тока, послойного профилирования, электролюминесценции).

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Впервые показано, что полевые воздействия на структуры Si-SiC>2, приводящие к развитию процесса ударной ионизации (УИ) в объеме Si02, сопровождаются формированием сложной зарядовой структуры окисного слоя: образованием отрицательного и положительного зарядов. При этом отрицательный заряд расположен ближе к границе с кремнием.

2. Проведено детальное изучение зарядового состояния окисных слоев структур Si-Si02, модифицированных или сформированных с помощью ИИ. Выявлен эффект зарядовой компенсации, заключающейся в формировании при определенных условиях пространственно разнесенных зарядов разного знака. Показана возможность управления зарядовым состоянием таких структур при помощи облучения светом из области ближнего ультрафиолета (БУФ-об лучения).

3. Впервые обнаружена значительная модификация окисного слоя в результате облучения светом из области вакуумного ультрафиолета (ВУФ-облучения), заключающаяся в формировании в области МФГ Si-Si02 высокой концентрации ЭАЦ, образующих пространственно разнесенные заряды разного знака непосредственно после ВУФ-облучения и изменяющие свое зарядовое состояние при последующих даже слабых (-4 МВ/см) полевых воздействиях.

4. Впервые обнаружена существенная зависимость процессов полевого дефектообразования в структурах Si-Si02 от толщины окисного слоя. Показано, что полевые воздействия на структуры с толщиной окисного слоя менее 45 нм сопровождаются подключением дополнительного порогового механизма генерации положительно и отрицательно заряженных дефектов в области 10-20 нм — от МФГ Si-Si02 в области полей, не приводящих к развитию процесса УИ в объеме окисного слоя.

5. Выявлены основные закономерности формирования зарядовых свойств структур Si-Si02 с модифицированным окисным слоем. Предложена модель, связывающая наблюдаемый эффект зарядовой компенсации в этих структурах с образованием пространственно разнесенных нестехиометрических областей SiOx сх>2их<2.

Практическая значимость работы.

1. В работе предложен и апробирован метод исследования изменений зарядового состояния структур Si-Si02 непосредственно в процессе полевого воздействия, основанный на измерении кинетик сквозного тока, протекающего через структуру при полевом воздействии.

2. Обнаруженное в работе влияние БУФ-облучения на SIMOX-структуры может быть использовано при разработке специальных датчиков УФ-излучений.

3. Показана возможность существенного управляемого изменения зарядового состояния окисных слоев на кремнии путем их модификации при помощи контролируемых внешних воздействий. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод кинетик тока-метод исследования зарядового состояния структур кремний-диэлектрик непосредственно в процессе полевого воздействия.

2. Основные закономерности изменения зарядового состояния структур Si-Si02 в результате возбуждения и последующей релаксации атомной (ионная имплантация) и электронной (электрическое поле, ВУФ-облучение) подсистем окисного слоя заключающиеся в образовании пространственно разнесенных зарядов разного знака в области межфазовой границы Si-Si02 (эффект зарядовой компенсации).

3. Модельные представления о процессах зарядовой компенсации, связывающие образование в результате модификации окисного слоя зарядов разного знака с формированием в области окисного слоя вблизи поверхности кремния нестехиометрическх областей SiOx с х > 2 и х < 2. Структура работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы. Диссертация содержит 189 стр., включая 97 рисунков на 57 стр., 4 таблицы и 79 наименований библиографических ссылок на 8 стр.

Основные выводы.

1. Разработана и апробирована методика, позволяющая эффективно исследовать изменение зарядового состояния структур Si-Si02 непосредственно в процессе полевого воздействия. Показано, что совместное измерение кинетик тока и потенциала плоских зон структур Si-Si02 в процессе полевого воздействия в системе ЭДП позволяет определить величину и центроид зарядов в окисном слое, образующихся в результате возбуждения электронной подсистемы Si02, связанного с разогревом электронов и диссипацией их избыточной энергии.

2. Исследованы зарядовые свойства структур Si-Si02, модифицированных с помощью ионной имплантации. Показано, что имплантация аргона и кремния в окисный слой, начиная с дозы 1013 см"2, всегда приводила к образованию в объеме окисного слоя положительного заряда, величина которого могла быть уменьшена путем БТО или БУФ-облучения, либо компенсирована за счет образования пространственно разнесенного с положительным отрицательного заряда, формирующегося в

14 2 ряде случаев при дозах имплантации 10 см" и больших, т.е. в результате эффекта зарядовой компенсации. При этом структуры Si-Si02, имплантированные кремнием, обладают более сложной зарядовой структурой, которая характеризуется наличием, по крайней мере, трех пространственно разнесенных зарядов и сохраняется после отжига структур.

3. Исследованы структуры Si-Si02, сформированные с использованием ионной имплантации (SIMOX-технология), которые также характеризовались наличием значительного заряда в объеме окисного слоя, величина которого могла быть уменьшена путем отжигов, БУФ-облучением, а также использованием экранирующего оксида в процессе их формирования.

4. Структуры, сформированные или модифицированные с использованием ионной имплантации, во всех рассмотренных случаях характеризовались наличием в спектре ЭЛ двух характеристических полос излучения (2,7 и 4,4 эВ), указывающих на наличие в окисных слоях соответствующих центров люминисценции - силиленовых центров, что свидетельствует об общности механизмов дефектообразования во всех этих случаях.

5. Изучено влияние возбуждения электронной подсистемы окисного слоя, связанного с генерацией электронно-дырочных пар путем ударной ионизации и ВУФ-облучения, на зарядовые свойства структур Si-SiC^. Показано, что изменение зарядового состояния структур обусловлено формированием положительного заряда с центроидом 25 нм и появлением, начиная с некоторой его величины, компенсирующего отрицательного заряда с центроидом 10 нм, стабилизирующего зарядовое состояние структуры Si-Si02 в процессе внешнего экстремального воздействия.

6. Изучены эффекты зарядовой компенсации в структурах Si:Ge-Si02. Установлено, что в этом случае зарядовая компенсация проявляется в результате ВУФ-облучения и полевого воздействия. В последнем случае образование зарядов разного знака происходило либо в результате длительного воздействия в области полей, приводящих к развитию процесса ударной ионизации, либо после кратковременного воздействия в указанной области полей с последующим полевым воздействием в области более слабых электрических полей. В обоих случаях отрицательный заряд образовывался после образования положительного заряда с центроидом 20 нм и располагался ближе к границе Si-Si02.

7. Эффекты зарядовой компенсации (образование положительного и компенсирующего отрицательного зарядов) были обнаружены в узкой диапазоне электрических полей, не приводящих к развитию процесса ударной ионизации в объеме окисного слоя, в структурах Si-Si02 с толщиной окисного слоя менее 45 нм. В этом случае полевое воздействие, начиная с некоторой пороговой напряженности электрического поля (которая зависит от толщины окисного слоя: Еп = С\ + C2/dox, Ci=7,6 МВ/см, С2=51 В), приводило к образованию дополнительного положительного заряда с центроидом 20 нм, а затем к его компенсации отрицательным зарядом с центроидом 10 нм. Образование дополнительного положительного заряда наблюдалось на структурах Si-Si02 (dox < 45 нм) вне зависимости от способа их формирования и характера предварительных воздействий. При этом максимальная величина этого заряда определялась технологией формирования структур.

8. Выявлены основные закономерности проявления эффектов зарядовой компенсации в структурах Si-Si02 и показано, что на первом этапе происходит образование значительного положительного заряда, при этом конкретные механизмы его образования определяются особенностями внешних воздействий. На втором этапе происходит образование отрицательного заряда, полностью или частично компенсирующего положительный заряд, причем предпосылки для образования отрицательного заряда создаются уже на первом этапе изменения зарядового состояния структур. Предложена модель, связывающая образование зарядов разного знака с формированием в процессе модификации окисных слоев пространственно разнесенных областей SiOx. При этом область SiOx с х > 2 расположена на расстоянии ~ 10 нм от поверхности кремния и содержит отрицательно заряженные электрически активные центры, а область SiOx с х < 2 расположена на расстоянии 25-35 нм от кремния и содержит положительно заряженные электрически активные центры.

1. Барабан А.П., Булавинов В.В., Коноров П.П. Электроника слоев Si02 на кремнии. Л.: Изд. ЛГУ, 1988, 304 с.

2. Sah С.Т. Models and experiments of degradation of oxidized silicon, Solid. St. Electron., 1990, Vol. 33, №2, p. 147-167.

3. Grunthaner P.J., Grunthaner F.J., Vasques R.P., et.al. High-resolution X-ray photoelectron spectroscopy as a probe of local atomic structure. Phys. Rev. Lett., 1979, V. 43, p. 1683-1686.

4. Raider S.I., Flitsch R. X-ray photoelectron spectroscopy of Si-Si02 intefacial regions. IBM J. Res. Dev., 1978, V. 22, № 3, p. 294-303.

5. Литовченко В.Г., Горбань А.П. Основы физики микроэлектронных систем металл-диэлектрик-полупроводник. 1978, Киев, изд. Наукова Думка, 314с.

6. Литовченко В.Г. Трехслойная модель структур полупроводник-диэлектрик. Полупроводниковая техника и микроэлектроника, 1973, № 12, с. 3-12.

7. Grunthaner F.J., Lewis B.F., Zanrand N., Maseijian J. XPS studies of structure-induced radiation effects at the Si-Si02 interface. IEEE Trans., Nucl. Sci., 1980, V. NS-27, № 6, p. 1640-1686.

8. Далиев X.C., Лебедев A.A., Экке В. Оценка профиля распределения степени окисления кремния в переходных слоях Si-Si02. ФТП, 1985, т. 19, №6, с. 1156-1157.

9. Бургер Р., Донован Р. Основы технологии кремниевых интегральных схем. 1969, М.: Мир, 451 с.

10. Tiller W.A. On the kinetic of the thermal oxidation of silicon. 3. Coupling with the key phenomena. J. Electrochem. Soc., 1981, V. 128, №3, p. 689-697.

11. Гриценко В.А. Строение и электронная структура аморфных диэлектриков в кремниевых МДП структурах. 1993, изд. "Наука", СО, 280 с.

12. Вавилов B.C., Киселев В.Ф., Мукашев Б.Н. Дефекты в кремнии и на его поверхности. 1990, М., Наука, 216 с.

13. Силинь А.Р., Трухин А.Н. Точечные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном Si02. Рига: Зинатне, 1985,245 с.

14. Алешина JI.A., Репникова Е.А. Структура аморфных материалов и природа дефектов в них. 1995, Петрозаводск, 112 с.

15. Вихрев Б.И., Герасименко Н.Н., Лебедев Г.П. Исследование радиационных структурных нарушений в пленках Si02 методом ЭПР. Микроэлектроника, 1977, т. 6, вып. 1, с. 71-74.

16. Griscom D.L., Friebele Е. J. Fundamental defect centers in glass. Phys. Rev. B, 1981, V. 24, p. 4896-4898.

17. Robertson J. Intrinsic defects and hydroxyl groups in a-Si02 J. Phys. C: Solid State Phys., 1984, V. 17, p. 1221-1225.

18. Cherlov G.B., Freidman S.P.,et.al. Electron structure of "oxygen vacancy" defect in Si02. Solid State Commun., 1985, V. 55, № 5, p. 495-497.

19. O'Reilly E.P., Robertson J. Theory of defects in vitreous silicon dioxide. Phys. Rev. B, 1983, V. 27, № 6, p. 3780-3795.

20. Edwards A.H., Fowler W.B. Theory of peroxyvadical defect in a-Si02. Phys. Rev. B, 1982, V. 26, № 12, p. 6649-6660.

21. Силинь A.P., Скуя Л.Н. Люминесценция собственных дефектов в стеклообразной двуокиси кремния высокой чистоты. Тез. докл. Всесоюзн. совещ. по люминесценции. Ленинград, 1981, с. 182.

22. Гриценко В.А. Строение и электронная структура аморфных диэлектриков в кремниевых МДП структурах. 1993, ВО «Наука», 280 с.

23. Skuja L.N., Strelettsky A.N., Pakovich А.В. A new intrinsic defect in amorphous Si02. Solid State Commun. 1984. V.50. № 12. p. 1069-1072.

24. Nishi Y.J. Journal Appl. Phys., V. 10, p. 257-263.

25. Gerardi G.J., Poindexter E.H., Caplan et. al. Generation of Pb centers by high electric fields: theoretical effects. J. Electrochem. Soc. 1989, V. 136, № 9, p. 2609-2614.

26. Poindekter E.M. MOS interface states: overview and physicochemical perspective. Semicond. Sci. And Technol. 1989, V. 4, № 12, p. 961-969.

27. Барабан А.П, Коноров П.П., Тарантов Ю.А., Трошихин А.Г. О природе поверхностных состояний на границе Si-Si02, возникающих в сильных электрических полях. ФТП, 1980, т. 14, № 10, с. 2058-2060.

28. Beekman К., Harrik N. Hydrides and hydroxyls in silicon dioxide films. J. Electrochem. Soc., 1971, V. 118, № 4, p. 614-619.

29. Nicollian E.H., Berglund C.N., Schmidt P.F., Andrews J.N. Electrical charging of thermal Si02 films by injected electron current. J. Appl. Phys., 1971, V. 42, № 13, p. 5634-5664.

30. Oldham T.R., McLean F.B., Boesch H.E., et. al. An overview of radiation-induced interface traps in MOS-structures. Semicond. Sci. Techonol., 1989, V. 4, № 12, p. 986-999.

31. McLean F.B. An overview of radiation-induced interface traps in MOS-structures. IEEE Trans. Nucl. Sci., 1980,V. NS-27, p. 1651-1659.

32. Saks N.S., Brown D.B., Pozier C.M. Time dependence of interface trap formation in MOSFETs following pulsed irradiation. IEEE Trans. Nucl. Sci., 1988, V. 35, №6, p. 1168-1177.

33. Saks N.S., Klein R.B., Griscom D.L. Formation of interface traps in MOSFETs during a low temperature irradiation. IEEE Trans. Nucl. Sci., 1988, V. 35, № 6, Pt. 2, p. 1234-1240.

34. Svenson C.N. The defect stractures of the Si-Si02 interface, a model based on trivalent silicon and its hydrogen "compounds", The physics of Si02 and its interface. Ed. Pantelides ST., N.Y., 1978.

35. Grunthaner P. J., Grunthaner F. J., Vasques R.P., et. al, Local atomic and electronic structure of oxide GaAs and Si-Si02 interfaces using high resolution an XPS. J. Vac. Sci. And TechnoL, 1979, V. 16, № 5, p. 1443-1453.

36. Heyns M.M., Rao R.D., De Reersmaeher R.F. Oxide field dependence of Si-Si02 interface state generation and charge trapping during electron injection. J. Appl. Surf. Sci., 1989, V. 39, № 14, p. 327-338.

37. Барабан А.П. Дырочные ловушки в структурах Si-Si02. Неравновесные электронные процессы (Вопросы электроники твердого тела № 9). 1985, Л, изд. ЛГУ, с. 147-177.

38. Di Maria D.J. The properties of electron and hole traps in thermal silicon dioxide layers grown on silicon. The physics of Si02 and its interface. 1978, Ed. Pantelides ST., N.Y., p. 160-178.

39. Di Maria D.J. Temperature dependence of trap creation in silicon dioxide. J. Appl. Phys., 1990, V. 68, № 10, p. 5234-5246.

40. Fischetti M.V., Di Maria D.J., Branson S.D., Theis T.N., Kintley J.R. Theory of high-field electron transport in silicon dioxide. Phys. Rev. B, 1985, V. 31, № 12, p. 8424-8442.

41. Fischetti M.V. Monte Carlo solution to the problem of high-field electron heating in Si02. Phys. Rev. Lett., 1984, V. 53, № 18, p. 1755-1758.

42. Барабан А.П., Коноров П.П., Кручинин A.A. Электролюминесценция и особенности электронного переноса в слоях двуокиси кремния на кремнии. Вестник ЛГУ, 1984, вып. 3(16), с. 93-97.

43. Барабан А.П., Коноров П.П., Кручинин А.А. Электронные процессы в структурах Si-Si02 в сильных электрических полях. Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. 1985, № 7, с. 74-87.

44. Коноров П.П. Электрохимические свойства систем электролит-диэлектрик-полупроводник. Оптоэлектроника и полупроводниковая техника, 1982, вып. 2, с. 81-92.

45. Барабан А.П., Булавинов В.В., Трошихин А.Г. Исследование изменений зарядового состояния структур Si-Si02 методом полевых циклов в системе с электролитическим контактом. Письма ЖТФ, 1993, т. 19, вып. 18, с. 2730.

46. Барабан А.П., Савватеев В.Н., Усейнов Э.Д. Разогрев электронов в слоях Si02 на кремнии, подвергнутых полевому воздействию. Письма ЖТФ, 1990, т. 16, вып. 20, с. 79-82.

47. Барабан А.П., Булавинов В.В. Локализация дырочных ловушек в структурах Si-Si02. ЖТФ, 1984, т. 54, № 12, с. 2371-2373.

48. Woods M.N., Williams R. Hole traps in silicon dioxide. Appl. Phys. Lett., 1974, V. 25, № 10, p. 531-532.

49. Fowler R.H., Nordheim L. Electron emission in intense electric fields. Proc. Roy. Soc., 1928, V. 119A.

50. Lenzlinger M., Snow E.H. Fowler-Nordheim tunneling into thermally grown Si02. J. Appl. Phys. 1969. V. 40, №1, p. 430-432.

51. Сборник статей под редакцией Вавилова B.C., Ионная имплантация в полупроводники и другие материалы. М: Мир, 1980, 332 с.

52. Риссел X., Руге И. Ионная имплантация. М: Наука, 1983, 360 с.

53. Беграмбеков Л.Б. Разрушение поверхности твердых тел при ионном и плазменном облучении. М.: МИФИ, 1987, 77 с.

54. Ковальский Г.А. Эмиссионные явления при взаимодействии ионов и атомов с поверхностью твердого тела. М.: МИРЭА, 1993, 51 с.

55. Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И. Физические основы электронной и ионной технологии. М.: Высш. шк., 1984, 320 с.

56. Оцуки Еси-Хико. Взаимодействие заряженных частиц с твердыми телами. М.: Мир, 1985,277 с.

57. Лейман К. Взаимодействие излучения с твердым телом и образование элементарных дефектов. М.: Атомиздат, 1979, 296 с.

58. Эланго М.А. Элементарные неупругие радиационные процессы. М: Наука, 1988, 152 с.

59. Ефремов А.А. Исследование структурных особенностей кремний-кислородных пленок методом масс-спектрометрии вторичных ионов: Диссер. на соиск. уч. степ, кандидата физ.-мат. наук, Киев, 1990, 224 с.

60. Вавилов В.А., Кив А.Е., Ниязова О.Р. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках. М.: Наука, 1981, 386 с.

61. Rebohle L., Borany J., Yankov R.A., Skourupa W., et.al. "Strong blue and violet photoluminescence from germanium-implanted and silicon-implanted silicon-dioxide layers", Appl. Phys. Lett., 1997, V. 71, № 19, p. 2809-2811.

62. Барабан А.П., Климов И.В., Теношвили Н.И., Усеинов Э.Д., Булавинов В.В. О перераспределении интенсивности полос в спектрах электролюминесценции структур Si-Si02. Письма ЖТФ, 1989, т. 15, вып. 17, с. 44-46.

63. Барабан А.П., Коноров П.П., Малявка Л.В., ТрошихинА.Г. Электролюминесценция ионно-имплантированных структур Si-Si02, ЖТФ, 2000, т. 70, № 8, с. 87-90.

64. Song H.Z., ВаоХ.М., Li N.S., Zhang J.Y. Relation between electroluminescence and photoluminescence of Si+-implanted Si02, J. Appl. Phys., 1997, V. 82, № 8, p. 4028-4032.

65. Garrido В., Lopez M., Gonzales O. et.al. Correlation between structural and optical properties of Si nanocrystals embedded in Si02: The mechanism of visible light emission. Appl. Phys. Let., 2000, V. 77, № 20, p. 1-3.

66. Барабан А.П., Булавинов B.B., Коноров П.П. Параметры разогрева электронов в слоях Si02 на кремнии. Письма ЖТФ, 1988, т. 14, вып. 9, с. 806-809.

67. Bota S.A., Morante J.R, Baraban A.P., Bulavinov V.V., Konorov P.P. Field-cycle Method in the Electrolyte-Si02-Si system as a new Technique for Damage Analysis. In Book of Abstracts "Insulating Films on semiconductors", 1993, Delft, The Netherlands.

68. Диденко П.И. Исследование межфазных границ в системах МДП методом масс-спектрометрии вторичных ионов: Диссер. на соиск. уч. степ., кандидата физ.-мат. наук, Киев, 1982, 225 с.

69. Диденко П.И., Ефремов JI.A., Романова Г.Ф. Связь выхода вторичных ионов со структурой и электронными свойствами матрицы типа SiOx. Поверхность. Физика, химия, механика. 1982, № 4.

70. Vasquez R., Grunthaner F. Intensity analisis of XPS spectra to determine oxide uniformity application to Si-Si02 interface. Surf. Sci., 1980, V. 99, № 3.

71. Посудиевский А.Ю. Топология атомной структуры и ее влияние на физические свойства тонкопленочных диоксида и нитрида кремния: Диссер. на соиск. уч. степ., кандидата физ.-мат. наук, Киев, 1983, 215с.

72. Барабан А.П., Коноров П.П., Милоглядова Л.В., Трошихин А.Г. Электролюминесценция в слоях Si02 в различных структурах. ФТТ, 2004, т. 46, № 4, с. 749-753.

73. White С.Т., Ngai K.L. Surface states of pristine silica surfaces. Journal of Vacuum Science and Technology, 1979, V. 16, № 5, p. 1412-1418.

74. Сафаров A.C., Арсламбеков B.A. Импульсные и термические воздействия на поверхности Si и Si02. В кн. Труды 12-ой Межд. конф. "Взаимодействие ионов с поверхностью", 1995, т. 2, с. 322-324.

75. Garrido В., Lopez М., Gonzales О. et.al. Correlation between structural and optical properties of Si nanocrystals embedded in Si02: The mechanism of visible light emission. Appl. Phys. Let., 2000, V. 77, № 20, p. 1-3.

76. Барабан А.П., Егоров Д.В., Петров Ю.В., Милоглядова Л.В. Электролюминесценция слоев Si02 с избыточным кремнием. Письма ЖТФ, 2004, т. 30, вып. 2, с. 1-5.

77. Барабан А.П., Егоров Д.В., Петров Ю.В., Милоглядова J1.B. Влияние отжига на электролюминесценцию слоев SiC>2 с избыточным кремнием. Письма ЖТФ, 2004, т. 30, вып. 3, с. 1-6.

78. Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Затеев А.В. Основы физики поверхности твердого тела. 1999, изд. МГУ, 288 с.

79. Барабан А.П., Климов И.В., Коноров П.П. Роль электронной компоненты тока в процессе анодного окисления кремния. Вестник ЛГУ, 1988, сер. 4, вып. 4 (№ 25), с. 71-84.