Электрические и рекомбинационные свойства нейтронно-легированных твердых растворов Si1-x Ge x со стороны кремния тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. А.Ф ИОФФЕ

(На правах рукописи)

Чеканов Валерий Александрович

УДК 621.315.592

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА НЕЙТРОННО-ЛЕГИРОВАННЫХ ТВЁРДЫХ РАСТВОРОВ (¡е, СО СТОРОНЫ КРЕМНИЯ

(01.04.10- физика полупроводников и диэлектриков)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2000

ГГЗ ОД 7 Я АЗГ 2303

Работа выполнена в Петербургском институте ядерной физики им. Б П. Константинова, РАН -

Научные руководители

доктор физико-математических наук Р Ф Коноплева,

доктор физико-математических наук А.Г. ЗабродскиГи

Официальные оппоненты — доктор физико-математических наук,

лауреат Государственной премии, профессор С.Г. Конников,

Защита состоится "22" июня 2000 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета К 003 .23.01 Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН по адресу: 194021 Санкт-Петербург, Политехническая ул.,26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФТИ им. А Ф. Иоффе РАН.

Автореферат разослан "22" мая 2000 г

Ученый секретарь диссертационного совета К.003.23.01

кандидат физ-мат наук С И. Бахолдин

кандидат физико-математических наук В А. Ильин

Ведущая организация

Санкт-Петербургский государственный технический университет.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Нейтронное легирование на ядерных реакторах является наиболее развитым разделом радиационной технологии полупроводников. К основным задачам этой технологии можно отнести исследование механизмов воздействия радиации на полупроводниковые материалы и приборы с целью прогнозирования их поведения в условиях радиационного воздействия, а также использование ее для получения полупроводниковых материалов н структур с заданными свойствами путем целенаправленного введения примесей или дефектов.

Уннкальные возможности нейтронного легирования для создания полупроводниковых материалов связаны с получением точно задаваемой флгоенсом нейтронов концентрации трансмугационных примесей и высокой однородности их пространственного распределения. Интерес к технологии нейтронного легирования вырос после того, как было показано преимущество нейтронно-легнрованного (НЛ) Я/ по указанным параметрам над традиционными технологиями легирования объемных материалов /1/. Процесс нейтронного легирования кремния связан с введением донорной примеси - 31Р В следующем по практическому использованию НЛ Се ситуация сложнее, поскольку вводятся три трансмутационных примеси: основная - мелкий акцептор 71 (¡а, а также мелкие и глубокие доноры 75Ах и 77$е. Вопросы, связанные с нейтронным легированием Л7 и Се и их применением, в достаточной степени решены /1,2/.

Вместе с тем, в настоящее время широкое применение в качестве перспективных материалов полупроводниковой электроники находят твердые растворы полупроводников. Преимущество их перед элементарными полупроводниками состоит в возможности направленного регулирования важнейших параметров путем изменения состава. В частности, большой практический и научный интерес представляют твердые растворы например, в связи с созданием быстродействующих транзисторов на частоты свыше 100 ГГг/. Этот интерес распространяется и на проблему их нейтронного легирования, что обусловлено возможностью получения однородно легированного материала различного типа проводимости в зависимости от состава твердого раствора. Теоретически возможно получение и диодных структур путем нейтронного легирования твердых растворов Я1[.хСех с градиентом состава. В связи с этим представлялось интересным исследовать электрические и рекомбннационные свойства нентронно-легированных твердых растворов При этом следовало

решить некоторые задачи, связанные с исследованием отжига НЛ

Цель работы заключалась и исследовании электрических и реком-бпнационных свойств НЛ Si и HJ1 твердых растворов Si/.xGcx со стороны кремния и возможности направленного управления их свойствами путем выбора исходного материала и флюенса нейтронов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1 Показано, что традиционно используемые для изучения отжига дефектов в НЛ Si методы многостадийного изохронного или изотермического отжига, проводящиеся последовательно на одном образце, могут приводит!, к результатам, отличным от получаемых при однократном отжиге. При однократном отжиге завершающая стадия восстановления основных параметров ИЛ Si (проводимости и подвижности) может быть описана в рамках теории эффективной среды, где одна из фаз является восстановленной матрицей, а вторая - структурно нарушенной в процессе нейтронного легирования областью материала.

2 Изучены гальваномагнитные и фотоэлектрические свойства НЛ твердых растворов Si¡.xGex в области составов со стороны кремнии, определены их основные кинетические параметры и связь с компенсацией, составом, уровнем легирования и неоднородностью состава твердых растворов.

3 Определены рекомбннационные параметры (энергетическое положение в зоне п сечения захвата носителей тока) глубоких двухзарядных трансмутационных примесей Se в НЛ твердых растворах Si¡_xGex со стороны кремния.

4. Показано, чю нейтронное легирование твердых растворов Si¡.xGex позволяет получать однородное распределение электрически активных примесей в материале, направленно регулировать компенсацию и термическою энергию ионизации основной примеси 67/ при изменении содержания Ge и флюенса ней тронов.

5 На основе нейтронной трансмутацип нелегированных монокри-еталлпчеекпх твердых растворов Si¡.xGcx с градиентом распределения Ge вдоль образца получены /)-/;-структуры Исследованы свойства этих структур

Практическое значение. Показано, что нейтронное легирование твердых растворов Si¡.xGi'x позволяет получать компенсированный материал с более высокой однородностью распределения легирующих примесей, чем другие способы легирования, когда донорная и акцепторная примеси вводятся независимо Нейтронное легирование позволяет также направленно регулировать компенсацию, энергии активации классического (S|) и низкотемпературного прыжкового (с() транспорта и оптическую

ширину запрещенной зоны при изменении состава (.v) и флюенса нейтронов. Предложен и апробирован метол расчета неоднородности распределения состава тпердого раствора исходя из измерений неоднородности локального распределения проводимости в приповерхностной области НЛ твердых растворов Si/.,Gev Реализован метод получения р-п структур в процессе нейтронной трансмутации нелегированных монокристаллпческих твердых растворов Sit.xGcx с градиентом распределением Ge Результаты работы могут быть использованы для разработки и получения полупроводниковых эталонов сопротивлений, диодных структур и фотоприемных устройств с направленно регулируемой спектральной чувствительностью и фоточувствительностыо

Достоверность п надежность результатов работы обеспечена тщательной проработкой всех сторон использованных экспериментальных мегодик, соответствием экспериментальных результатов и расчетов, а также использованием различных методик при получении и проверке наиболее важных результатов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзной научной конференции "Радиационная физика полупроводников и родственных материалов" в Ташкенте в 1984 и 1989 гг., на 7 Координационном совещании по исследованию и применению твердых растворов германий-кремний в Баку в 1988 г., на 11 Научной конференции «Фотоэлектрические явления в полупроводниках» в Ашхабаде в 1991 г., на VIII координационном совещании по исследованию и применению сплавов в Ташкенте в 199] г., на И, Ш, IV Межотраслевом совещании «Радиационная физика твердого тела» в Севастополе в 1992, 1993 и 1994 гг., на 13 Совещании по использованию нейтронов в ФТТ в г Зеленогорске в 1995 г., на III Российско-Кнтапском симпозиуме «Перспективные материалы п процессы» в Калуге в 1995 г.. на Международной конференции «Центры с глубокими уровнями в полупроводниках и полупроводниковых структурах» в Ульяновске, в 1997 г.

Публикации. Основные результаты работы содержатся в 13 публикациях, список которых приведен в конце реферата.

Научные положения, выносимые на защиту :

1. Кинетика процессов восстановления свойств нейтронно-легированного Si на завершающей стадии описывается теорией эффективной среды, где одна из фаз является восстановленной матрицей, а вторая - структурно

\

нарушенной областью материала, возникшей в процессе нейтронного легирования.

2. В твердых растворах Ж^Сс* (л- < 0.1) поведение термической энерпш ионизации изолированной примеси (ш (е.{) с увеличением содержания германия (л:) может быть аппроксимировано линейной зависимостью е/ = еД0уде^дх-х, где дь^дх-Х мэВат.%, а величина термической ионизации Е;(0) совпадает с оптическим значением для кремния.

3. Энергии ионизации и сечения захвата носителей для глубоких двухзаряд-ных донорных уровней Яе в неГпронно-лешрованных твердых растворах Л7/_х6сх со стороны Ш составляют:

Е, =ЕС - 0,27 ±0,02 эВ, а„ =610~16 см2 (150< Т, К <200), Е2 =£с - 0,49 ±0,03 эВ, а„ =2-10 16 слГ (230< Т, К <300), что соответствует известным данным для Л7.

4. Исследование неоднородности локального распределения удельного сопротивления нейтронно-легированных твердых растворов .^¡1.хОех в приповерхностной области позволяет оценивать величину неоднородности распределения состава исходного твердого раствора

5. Нейтронное легирование твердых растворов Я11.хОех позволяет получать материал с высокооднородным распределением примеси и направленно регулировать компенсацию и термическую энергию ионизации основной примеси Се при изменении составах и флюенса нейтронов.

7. Нейтронное легирование твердых растворов Л/^Се, с градиентом содержания позволяет получать диодные структуры с локализацией р-п перехода в области состава х=0.68 ат.%.

Структура н объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 91 наименования. Общий объем диссертации составляет 149 страниц, включая 111 страниц машинописного текста, 40 рисунков и 2 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели работы и основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору литературы.

Приведены краткие сведения по легированию полупроводников методом ядерных реакций с использованием различных источников ядерных частиц. Вводятся основные выражения, характеризующие процесс

ядерного трансмутационного легирования. Рассмотрены физические основы нейтронного трансмутацпонного легирования полупроводников на ядерных реакторах.

Рассмотрены данные по нейтронному легнрованню Л7 и Ge Сделан анализ возможности применения нейтронного легирования к твердым растворам Характерной особенностью последних является

Возможность получения в результате нейтронного легирования материала различного типа проводимости. Тип проводимости НЛ твердых растворов Sii.^(iex зависит от выбора состава. При малом содержании Ge преобладающей траЦсмутационной прцмесью является донорная примесь 3,Р (реакция mSi (л,у) "Si->" Р) С увеличением содержания Ge растет концентрация германиевых трансмутацнонных примесей: основной - акцепторов '(¡а (реакция °Gc (;»,у) J,Gc -^''(¡а) и компенсирующих доноров 7*As и 7Sc (реакции ,4Gc(n,y) 7iGe->75As и ,6Ge(n,y) /7Gc-Y7As—>'7Sc, соответственно). К началу работы практически полностью отсутствовали литературные данные по практическому применению нейтронного легирования в отношении твердых растворов Sii_xGcx

При анализе литературных данных по отжигу нейтронно-легиро-ванного Si отмечается, что обычно его кинетика исследуется путем последовательного отжига одного итого же образца. Это приводит к многократному нагреву и охлаждению образца Поскольку основной технологический отжиг НЛ Si проводится одностадийно, следует ожидать, что исследования кинетики отжига методом многократного отжига одного образца могут не отражать все особенности процесса технологического отжига НЛ Si

В заключение на основании анализа литературных данных сформулированы основные задачи, решаемые в диссертации.

Во второй главе характеризуются объекты и применяемые в работе методы исследований.

Использовались образцы твердых растворов Sii_xGex (0.8<л:<18 ат.%) с характерными размерами 1x2x7 мм', вырезанные в плоскости [III] и выращенные методом бестигельной электронно-лучевой зонной плавки. Для исследования кинетики отжига и мониторирования флюенса нейтронов применялись образцы Si с исходной концентрацией носителей тока 10,2o/'J. выращенные методом зонной плавки, бескластерные, с содержанием кислорода менее 10и> см''. Нейтронное легирование образцов проводилось в реакторе ВВР-М ПИЯФ при температуре ^70 "С 1ремя флюенсами тепловых нейтронов (си/'*): Ф] = 1,8-10' 02=7,910" и Ф1=4,0-10JO при соотношении потоков тепловых нейтронов к

быстрым 10:1. Часть образцов .S7, используемых для исследования кинетики отжига, облучалась в кадмиевом экране толщиной 0.5 мм Отжиг HJI образцов Sii.xGex и кремниевых мониторов осуществлялся при температуре 850 "С в течение 1 часа в атмосфере азота. Исследование кинетики изохронного и изотермического отжига Si проводилось в широком диапазоне температур, вплоть до полной стабилизации контролируемых параметров.

Приведено описание созданных экспериментальных установок и методик измерений.

Для измерения концентрации и подвижности носителей тока в НЛ твердых растворах Л'/|.х6еч использовался метод измерения температурной зависимости ЭДС Холла на постоянном токе в постоянном магнитном поле в стандартной 6-зондовой геометрии образцов. Точность измерения и стабилизации температуры составляла не хуже 0.2 К во всем диапазоне рабочих температур (10 ÄV400 К). На постоянном токе измерялись также удельное сопротивление и магнитосопротивление образцов.

Дано описание методики и установки для измерения времени жизни носителей тока по кинетике спада фотопроводимости. Установка позволяет измерять времена т>1 мкс с точностью не хуже 10% в диапазоне температур 77+400 К.

Измерение спектра примесной фотопроводимости проводилось в диапазоне длин волн 0.8+6 мкм при 11К и 300 А" на установке, основу которой составлял инфракрасный спектрометр ИКС-21 в режиме монохро-матора. Приведено описание установки для измерения фоточувствительности HJ1 твердых растворов Si{.sGes на длине волны 10.6 мкм при температуре 4.2 К с использованием лазера на С02

Исследования глубоких центров, образованных в Sii.x(iex в результате нейтронного легирования,проводились с помощью метода нестационарной емкостной спектроскопии (DLTS). Измерения проводились на автоматизированном DLTS-спектрометре, позволяющем за один проход по температуре производить запись восьми спектров DLTS с различными временными "окнами" (t„1(IV= Ю"4^ 10"' с) в интервале температур 80^350 К Измерительные установки автоматизированы на базе измерительно-вычислительного комплекса в стандарте КАМАК с использованием универсального для всех методик набора модулей Переход от одной методики измерений к другой заключался в замене программного обеспечения и перекоммутации входных/выходных линий. Приведена блок-схема программы и описание алгоритма ее работы

Третья глава посвящена исследованию кинетики восстановительного отжига НЛ Л/.

Проведено сравнение кинетики отжига НЛ Л7 с использованием многократного последовательного отжига (на одном и том же образце) и однократного, когда для каждого отжига использовался "свежий" образец. В результате показано, что при многократном отжиге сопротивление образцов восстанавливается медленнее, чем при однократном и, как следствие этого, полное восстановление сопротивления происходит при однократном отжиге за меньшее время.

Для выяснения факторов, ответственных за это различие,был проведен сравнительный изохронный отжиг облученных образцов, прошедших до облучения термообработку при различных температурах (450 и 750 "О с разной скоростью охлаждения.

Результаты изохронного 10 минутного отжига удельного сопротивления образцов кремния, облученных нейтронами флгоенсами от 8*1016сиЛ до 7-10 8показали, что с увеличением флюенса нейтронов, а следовательно,!! с ростом уровня легирования (концентрации радиационных дефектов), происходит сдвиг кривых отжига удельного сопротивления в сторону меньших температур. Такая кинетика отжига, в общем случае, характерна для процессов, ограниченных диффузией.

Обработка данных изохронного и изотермического отжига по методу сечений и по методу изменения наклона кривых изохронного отжига свидетельствует об определяющей роли в процессах восстановительного отжига НЛ .У/ сложных структурных повреждений типа областей разупорядочения.

Проведен расчет доли отожженного объема в зависимости от температуры отжига для проводимости и подвижности (/?а) образцов НЛ А' с использованием теории эффективной среды /3/. Изменение с температурой доли отожженного объема, обуславливающее кинетику восстановления проводимости, совпадает с аналогичной зависимостью, рассчитанной по подвижности носителей тока. Это может означать, что кинетика процессов отжига НЛ Л7 обуславливается геометрическими факторами, связанными с отжигом крупных структурных нарушений типа областей разупорядочения, представляющих собой "диэлектрическую" фазу в восстановленной в процессе отжига матрице.

В четвертой главе описываются результаты исследования электрофизических свойств НЛ твердых растворов ЛЧ/.дбе* в области составов со стороны кремния. Основные электрофизические параметры материала - концентрация основной примеси компенсация К и терми-

ческая энергия ионизации е/ определялись методом машинной подгонки температурных зависимостей концентрации носителей тока (рассчитанных из уравнения нейтральности) к экспериментальным данным, полученным из холловскнх измерений.

6 5

? 4

«

3 3

¡Я 2 1 О

-

- л с 1

у/ □ 2

" 1 / д 1 1 3

Рис. I. Приведенная концентрация дырок в НЛ сплаве Л'/'^бс» в зависимости от состава х, р^-концентрашш дырок при Т>300 К, 2(МЛ7) -макроскопическое ссчсннс захвата медленных нейтронов изотопом ""'Ль Ф,.,,.. см'". 1-1.5-1018; 2 - 7.9-И)1': 3-4-102".

1 2 3 х, ат.%

На основании экспериментальных данных по степени компенсации НЛ твердых растворов S¡l.кGl\ на опыте установлено значение критического состава л"„=0.6810.05 ат.% («отсечка» по оси абсцисс на Рис. 1), при котором получается полностью компенсированный нейтронно-легирован-ный материал.

Экспериментально определены зависимости термической энергии ионизации основной трансмутационной примеси 67/ от концентрации 67/ в НЛ Л7/_хСгех (Рис. 2). Экстраполяция приведенных данных для Л/ ->0 значений к составу л-0 дает изменяющуюся с составом термическую энергию ионизации изолированной примеси 67/ в Л7, которая совпадает с известным значением оптическом энергии ионизации 67/ в Л7.

Важной характеристикой полупроводникового материала, особенно в плане его промышленного применения, является степень неоднородности распределения примесей в нем - неоднородность легирования. Из измерений продольного и поперечного магнитосопротнвлення и их отношения Ар^/рх от состава показано, что при составе 2<х,ат.%<% материал наиболее однороден Уменьшение однородности материала при л'<2 ат.% объясняется ростом компенсации, а при х>& ат.% -влиянием

неоднородностей флуктуации состава Зх достаточно большого масштаба, скорее всего технологической природы.

Рис. 2. Термическая энер-гня ионизации прнмссн (1а в HJI твердом растворе .Si/x(¡ex в зависимости от концентрации fía: пунктирные линии соединяют образцы одного состава. На вставке - термическая энергия ионизации примеси Ga в зависимости от состава при NGa->0- Ф.н..см'-: 1-1.5-101": 2-7.9-101'-,:3-4-10:п.

Рассчитан фактор усиления (г=х/(х-х0)=0.7/(1-К), который посредством выражения 8р*8р=(г8х позволяет связать неоднородность исходного состава с измеренной неоднородностью распределения локальной проводимости (Рис. 3).

Проведено сравнение неоднородности распределения примесей в компенсированных НЛ твердых растворах Л7;_л6"ел в сравнении с другими методами легирования и компенсации полупроводников Показано, что применение метода нейтронного легирования твёрдого раствора Л7/.д6>1 дает возможность получать более однородный компенсированный материал по сравнению с обычным методом компенсации путем независимого введения донорной и акцепторной примесей.

В пятой главе приведены результаты исследования фотоэлектрических свойств НЛ твердых растворов

В области длин волн 0,8-^6 днсн измерялась спектральная зависимость фотопроводимости (ФП) образцов НЛ твердых растворов р-тшх Сделана количественная оценка изменения оптической ширины запрещенной зоны АЕ„"Р с составом.

Особенностью спектральных кривых ФП является наличие длинноволнового "хвоста", связанного с состоянием Л'е (£У+0,5э#), который является эффективным центром прилипания для неосновных носителей

тока. Уровень Se+ проявляется и в температурной зависимости времени жизни, измеренной по спаду сигнала "собственной" ФП (А.= 1,06 мк. 1/).

Рис. 3. Фактор усиления (6') - 1, неоднородность сопротивления (5р) - 2 и неоднородность состава исходного образца (&хг) - 3 в зависимости от состава НЛ S¡l.xGex. Пунктирная кривая 3 - расчет ¡xv по 5р с использованием фактора

усиления (7. Флюснс тепловых нейтронов 7.9- И)19 см':.

х, ат.%

Измерена относительная фотопроводимость До/а(д) на длине волны А=10,6л(кл1 (/iv=0,ll эВ) при 4.2 К, обусловленная присутствием акцепторного уровня Ga.

Проведены измерения спектров DLTS р-п-переходов на. диодах Шоттки, изготовленных путем напыления соответствующих металлов Sb или Аи на р- и и- части слитков. По наклону температурных зависимостей скорости перезарядки обнаруженных глубоких уровней определены энергии ионизации уровней Е, и Е2, рассчитаны сечения захвата. Сравнение полученных результатов с данными, известными из литературы, позволяют констатнровать, что уровни E¡ и E¡ принадлежат центрам Se" и Se* Параметры обнаруженных уровней Se не отличаются в пределах погрешности измерений от тех, которые получаются при традиционном диффузионном способе легирования кремния селеном.

Из измеренной концентрации введенного при нейтронном легировании Se рассчитано значение среднего макроскопического сечения захвата тепловых нейтронов для ''(¡с (£=4,6-10"4 ±0,5-10~'см"')

Шестая глава посвящена практическому применению процесса нейтронного легирования для получения р-п - структур на твердых растворах Si¡.xGex.

G, 5.V, % Sp, %

-с -----

&V -

/

- т.

✓

- ' 6р-

-С о

2

-----------о' G

i i i i 1 i

О 2 4 6 8 10 12

Для получения /ьл-переходов использовались монокристаллические образцы с вариацией состава .г от 0 апг.% до 2ат.% вдоль слитка, выращенные методом бестигельной электронно-лучевой зонной плавки (Рис. 4). Эти образцы были подвергнуты нейтронному трансмутационному легированию флюенсами 2-1019, 6-10,9и 2- 10л) см'2.

Рис. А. р-п - структура на основе НЛ твердого раствора

а) распределение Ос вдоль неполученного слитка;

б) изменение компенсации в р-п -структуре:

в) схема полу ченной р-п -структуры.

Проведены измерения ряда электрофизических параметров полученных р-п-структур: содержания Се из микрозондовых измерений на рентгеновском микроанализаторс, распределения неоднородностей удельного сопротивления методом сопротивления растекания и знака термо-ЭДС. Результаты показалп, что при значении параметра л-^0,7ат.%, соответствующего полной компенсации трансмутационных примесей (А'=Л7^,г=6я7//(Лг/.,1+Л;1175+2Агл>77)=1), в НЛ ХиЛе, формируется р-п-переход. Измерены вольтамперные характеристики, которые имели типичный "диодный" вид. Измерение вольтфарадной характеристики диодов показало, что зависимость обратной величины квадрата емкости перехода НС" от приложенного напряжения (II) имеет линейный участок, что свидетельствует о резком характере /'-«-перехода.

Проведено исследование спектральных свойств диодов в диапазоне энергий квантов возбуждающего света 0,2н-2 эВ при 77 А" и 300 А". Диоды из нейтронно-легированного ЛУ/.х6ел. фоточувствительны в области собственного и примесного поглощения. При этом максимум спектральной чувствительности находится в области 1,2+1,5 эВ, а его положение слабо зависит от температуры и режима включения диода -

вентильный или фотодиодный. Отмечено значительное различие в поведении фоточувствительностн между р- и и- областями диода из-за проявления уровня трансмутационного Яе.

Основные результаты н выводы

1. Установлено, что традиционно используемые методы многократного изохронного и изотермического отжига на одном образце могут приводить к результатам, отличным от результатов, полученных с использованием методики однократного отжига на разных образцах. Различие может быть объяснено термообработкой образца при температурах 400 -500 °С, как на соответствующих стадиях отжига, так и в процессе циклов нагрева и охлаждения.

2. Показано, что восстановление основных параметров на завершающей стадии отжига нейтронно-легированного кремния (проводимости и подвижности) может быть описано в рамках теории эффективной среды, где одна из фаз является восстановленной матрицей, а вторая - структурно нарушенной областью, возникающей в Процессе нейтронного легирования.

3. Установлено, что в НЛ твердых растворах ¡.¿(¡Сх в пределе

термическая энергия активации изолированной примеси галлия Б/(0) совпадает с оптической. Зависимость изменения этой энергии с составом при л: <0.1 может быть линейно аппроксимирована с коэффициентом д£//бл"=-1 мэВ ат.%, который примерно вдвое меньше скорости изменения с составом ширины запрещенной зоны твердого раствора Л7].х6"ех

4. Измеренное продольное ¿1рц и поперечное Ар± магнитосопротив-легаш НЛ твердых растворов Л'/^Сгс, возрастают пропорционально (ц//)2, причем квадратичная по \1ц зависимость нарушается с усилением проявления неоднородности материала. Отношение Ар\ /Ар± возрастает с уровнем легирования при увеличении флюенса или содержания (¡е при л" > 8 ат.%, а также при а-—>л'„, где .г(,=0.63 ат.% соответствует полной компенсации введенных трансмутацией примесей. Наиболее однородное распределение удельного сопротивления и концентрации основных носителей заряда имеет место при нескольких процентах Се. При меньших .V однородность ухудшается из-за роста компенсации. Однородность сильно компенсированного нейгронно-легированного твердого раствора оказывается выше, чем при других способах легирования, когда донорная и акцепторная примеси вводятся независимо.

5. Найден фактор усиления (С») влияния неоднородностей состава 6л' на неоднородность удельного сопротивления, который зависит от компен-

сацин, а через нее от состава. С его помощью определены неоднородности состава 8* исходного Sit.xGex, полученного электронно-лучевой зонной плавкой: при малых.* неоднородность состава 5х «2% и слабо возрастает с х вплоть до х ж 8 ат.%. При дальнейшем увеличении содержания Ge начинается резкий рост S.V, отражающий ухудшение гомогенности твердого раствора при сравнимом содержании обеих компонент.

6. В процессе нейтронного легирования в Sii.xGex вводится глубокий двухзарядиыи донорный центр Se, рекомбинационные параметры уровней которого (энергетическое положение в зоне и сечения захвата носителей тока) в пределах точности измерений совпадают с известными параметрами уровней Se в кремнии. Измеренная из данных по DLTS концентрация трансмугационного Se позволила рассчитать значение среднего макроскопического сечения захвата тепловых нейтронов для изотопа 76Ge

7. Показано, что нейтронное легирование твердого раствора Sit.xGex с переменным содержанием Ge вдоль оси образца позволяет получать р-п-структуры, в которых р-п переход локализуется в области образца с х=0,68 ат.%. Проведено исследование электрических и фотоэлектрических свойств полученных структур, в результате которого определены их выпрямляющие свойства и область спектральной фоточувствительности.

В целом установлено, что нейтронное легирование твердых растворов Sij.xGex с постоянным составом позволяет улучшать однородность материала и направленно регулировать компенсацию, энергию активации классического (е/) транспорта и ширину запрещенной зоны (Eg) при изменении состава х и флюенса нейтронов. Использование же образцов с градиентом состава в области значений д»0,7 ат.% позволяет получать в ходе нейтронного легирования /»-/»-структуры.

Список цитированной литературы

1. Миз Дж. Процесс НТЛ - новая реакторная технология. В кн. Нейтронное трансмутационное легирование полупроводников. Под ред. Дж. Миза., пер. с англ. М., Мир. 1982, 264 с.

2. Забродский А.Г., Алексеенко М.В. О влиянии спектра реакторных нейтронов на кинетику нейтронного легирования и выход трансмутационных примесей в германии. // ФТП, 1994, т. 28, в. 1, с. 168-173.

3. Kirkpatrick S. Classical Transport in Disodered Media: Scaling and Effective-Medium Theories. //Phys. Rev. Lett., 1971, v.27, N 25, 17221725.

Синеок включенных в диссертацию работ

1. ЗабродскиП А Г., Евсеев В.А., Коноплева Р Ф., Чеканов В А., Саидов М.С., Юсупов А., Атабаев И Г Нейтронное легирование сплава Sii.^Ge^ в области составов со стороны кремния. // Письма в ЖТФ, 1984, т. 10, вып.8, с.495-498.

2. Евсеев В.А., Саидов М.С., Юсупов А., Атабаев И.Г., Забродский А Г., Коноплева Р Ф, Чеканов В А. Нейтронно-легированный сплав Si^Ge^ // Сборник тезисов Всесоюзной конференции "Радиационная физика полупроводников и родственных материалов". Ташкент. 1984, с. 137.

3. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева Р Ф., Чеканов В.А., Саидов М.С., ЮсуповА., Юрова Е С., Федоров В В. Электрические свойства HJI сплава Si|.4GeN в области составов со стороны кремния // ФТП, 1986, т.20, вып. 11, с. 2042-2050.

4. Забродский А.Г , Евсеев В. А., Коноплева Р.Ф.. Чеканов В.А., Саидов М.С., Юсупов А., Юрова Е С., Федоров В В. Электрические свойства нейтронно-легированного сплава Si|.xGe4 в области составов со стороны кремния. // ФТП, 1986, т.20, вып. 11, с 2050- 2060.

5. Evseev V.A., Zabrodskii AG., Konopleva R.F., Chekanov V.A., Saidov M.S., Yusupov A., Atabaev I.G. Neutron-doped alloy Si|.4Gev // Cryst. Latt. Def. and Amorphous Mat. , 1987, v. 13, N3-4, p. 163-168.

6. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева РФ., Чеканов В.А., Юсупов А. Влияние состава на фотоэлектрические свойства нейтрон-но-легированных твердых растворов Sii.sGex (11,2>х, аУ/сРЮ.З). // Материалы докладов 7 Координационного совещания по исследованию и применению твердых растворов германий-кремний. Баку. 1988, с.62.

7. Забродский А.Г., Евсеев В. А., Коноплева Р Ф.. Чеканов В.А., Юсупов А., Саидов М.С., Атабаев И.Г., Снрожов У. Фотоэлектрические свойства нейтронно-легнрованных твердых растворов Si|_sGe4 в ИК области спектра. // Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции, Ташкент 23-26 октября 1989г., Ташкент. ФАН УзССР, 1989, с. 101-102.

8. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева Р Ф., Чеканов В А. Получение p-i-n - структур путем нейтронного легирования твердых растворов Sii_4Gev и их фотоэлектрические свойства. // Тезисы доклада 11 Научной конференции "Фотоэлектрические явления в полупроводниках", Ашхабад, 1991, с. 178.

9 Забродскнй А.Г., Евсеев В.А., Коноплева РФ, Чеканов В.А., Юсупов А . Сирожов У., Тангннбергенов И.У. Трансмутационное легирование твердых растворов Si^Gex в области составов со стороны кремния //Электронная техника, сер Материалы, 1991, вып. 7, с. 68-73.

10. Евсеев В А., Коноплева Р Ф., Пустовопт А.К., Чеканов В. А. О некоторых особенностях отжига нейтронно-легированного кремния. //Кристаллография. 1992, т. 37, вып. 5, с. 1232-1236

1 1 Евсеев В А., Забродский А.Г., Коноплева Р Ф , Чеканов В.А., Юсупов А , Тангннбергенов И.У Фотоэлектрические свойства нейтронно-легированных твердых растворов Si,_4GeN. // Препринт ППЯФ, 1994, S: 2011, Гатчина, 20 с.

12. Zabrodskii A.G., Yevseev A., Chekanov V.A . Konopleva R.F., Kurjatkov V.V, Prokofeva T.I.. Yusupov A, Tanuirbcuenov 1. Modification of electric properties of Sii_4Ge., semiconductors solid solution by neutron transmutation doping ,7 J CM'Advanced Materials, 1996, 3, 2, p. 114-118.

13. Забродскнй А Г, Коноплева РФ, Евсеев В А., Чеканов В А. и др. Модификация электрических свойств полупроводниковых твердых растворов Si|.4Ge4 методом нейтронного легирования. .'/Перспективные материалы, 1997. jVa2, с.35-39.

Отпечатано в типографии ППЯФ РАН 188300. Гатчина Ленинградской обл., Орлова роща Зак. 201. тир. 100. уч.-тд. л. 1: 10.05.2000 г.

Введение

1. НЕЙТРОННОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ (обзор).

1.1. Физические основы нейтронного трансмутационного легирования полупроводников на ядерных реакторах

1.2. Нейтронное легирование кремния

1.3. Нейтронное легирование германия

1.4. Нейтронное легирование твердых растворов Эа-х-хСех

1.5. Исследования отжига нейтронно-легированного кремния.

1.6. Выводы к главе 1.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Образцы твердых растворов 3±1хСех для нейтронного легирования

2.2. Нейтронное облучение твердых растворов Зд.1х6ех

2.3. Отжиг облученных образцов

2.4. Измерение электрофизических параметров

2.5. Измерение времени жизни носителей тока.

2.6. Измерение фотоэлектрических параметров

2.7. Емкостная спектроскопия глубоких уровней

2.8. Автоматизация эксперимента . :.

3. КИНЕТИКА ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ОТЖИГА НЕЙТРОННО-ЛЕГИРОВАННОГО (НЛ) КРЕМНИЯ.

3.1. Влияние исходных параметров кремния и способа отжига на кинетику отжига НЛ

3.2. Экспериментальные результаты по изохронному и изотермическому отжигу НЛ Б!

3.3. Влияние флюенса и спектра нёйтронов на кинетику отжига HJI Si

3.4. Представление кинетики высокотемпературного восстановительного отжига HJI Si в рамках теории эффективной среды.

3.5. Выводы к главе 3.

4. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЛ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Si^xGex В ОБЛАСТИ СОСТАВОВ СО СТОРОНЫ КРЕМНИЯ.

4.1. Определение электрофизических параметров НЛ твердых растворов SiixGex.

4.2. Зависимость компенсации НЛ твердых растворов SÍ!xGex от состава.

4.3. Термическая энергия ионизации примеси Ga в НЛ твердых растворах SiixGex.

4.4. Неоднородности распределения трансмутационных примесей в твердых растворах SiixGex и их проявление в электрофизических и гальваномагнитных свойствах

4.5. Выводы к главе 4.

5. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЛ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Six-xGex В ОБЛАСТИ КВАНТОВ С ЭНЕРГИЙ 0.01*1.34 эВ.

5.1. Примесная фотопроводимость

5.2. Рекомбинационные свойства НЛ твердых растворов SiixGex.

5.3. Оптическая ширина запрещенной зоны в НЛ твердых растворах SÍ!xGex.

5.4. Глубокие центры в НЛ твердых растворах SixxGex

5.5. Выводы к главе 5.

6. P-N СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ НЛ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ

Sii-xGex.

6.1. Получение р-n структур на основе HJI твердых растворов Si!xGex.

6.2. Электрофизические свойства р-n структур на основе HJI твердых растворов SiixGex.

6.3. Фотоэлектрические свойства р-n структур на основе HJI твердых растворов SiixGex.

6.4. Выводы к главе 6.

Актуальность темы. Нейтронное легирование на ядерных реакторах является наиболее разработанным разделом радиационной технологии полупроводников. К основным задачам радиационной технологии полупроводников можно отнести как исследование механизмов воздействия радиации на полупроводниковые материалы и приборы с целью прогнозирования их поведения в условиях радиационного воздействия, так и исследование влияния облучения как технологического приема для получения полупроводниковых материалов и структур с заданными свойствами путем целенаправленного введения примесей или дефектов.

Уникальные возможности нейтронного легирования для создания полупроводниковых материалов связаны с получением точно задаваемой флюенсом нейтронов концентрацией и высокой однородности пространственного распределения (в случае слабого поглощения нейтронов) трансмутационных примесей. Повышенный интерес к технологии нейтронного легирования появился после того, как было показано преимущество нейтронно-легированного (НЛ) Л* по указанным параметрам над обычной технологией /85/. Особенностью нейтронного легирования кремния является введение лишь одной донорной примеси - 31 Р. В следующем по практическому использованию нейтронного легирования материале - Се, вводятся три трансмутационных примеси: основная - акцептор

71 73 77

Са, а также доноры Ая и «Уе. Процессы нейтронного легирования $1 и Се к настоящему времени хорошо изучены /29, 43/.

В связи с большим практическим и научным интересом к твердым растворам например, с созданием быстродействующих транзисторов с граничной частотой свыше 100 Ггц /83/, представляет интерес проблема их нейтронного легирования. Особый интерес здесь связан с возможностью получения в результате нейтронного легирования материала различного типа проводимости в зависимости от состава твердого раствора. Эта возможность связана с трансмутационными превращениями как Si, так и в этом материале при нейтронном облучении. Теоретически возможно получение и диодных структур путем нейтронного легирования твердых растворов Л'^х^х с градиентом состава. В связи с этим представлялось интересным исследовать электрические и рекомбинационные свойства нейтронно-легированных {НЛ) твердых растворов 81\.хОех. При этом попутно следовало решить некоторые задачи, связанные с исследованием отжига НЛ Л".

Цель работы заключалась в исследовании электрических и рекомбинационных свойств НЛ твердых растворов Л/.^С«^ (лс<18 ат.%) в зависимости от состава и его градиента.

Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать кинетику процессов отжига дефектов в НЛ Л";

2. Провести исследование гальваномагнитных свойств НЛ твердых растворов Лу.хСвх и их зависимости от уровня трансмутационного легирования;

3. Изучить фотоэлектрические свойства НЛ твердых растворов

4. Исследовать возможность получения диодных структур на основе твердых растворов 8ц.хСех методом нейтронного трансмутационного легирования твердых растворов с переменным составом.

В соответствии с основными результатами исследований электрических и рекомбинационных свойств НЛ твердых растворов

8ц.хСех со стороны кремния, сведенными в Заключении, сформулированы следующие

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Кинетика процессов восстановления свойств нейтронно-легированного А* на завершающей стадии описывается теорией эффективной среды, где одна из фаз является восстановленной матрицей, а вторая - структурно нарушенной областью материала, возникшей в процессе нейтронного легирования.

2. В твердых растворах ¿^(ге* (х < 0.1) поведение термической энергии ионизации изолированной примеси Са (£/) с увеличением содержания германия (х) может быть аппроксимировано линейной зависимостью £/= £/(0)- д£]/дх'х, где дгг/дх = 1 мэВ/ат.%, а величина термической ионизации £/(0) совпадает с оптическим значением для кремния.

3. Энергии ионизации и сечения захвата носителей для глубоких двухзарядных донорных уровней 8е в нейтронно-легированных твердых растворах ^^(/е* со стороны &* составляют: Ег =ЕС ~ 0,27 ±0,02 эВ, <у„ =6-10~16 см2 (150< Т, К <200), Е2 =Ес - 0,49 ±0,03 эВ, а„ =2-10~16 см2 (230< Т, К <300), что соответствует известным данным для 5Х,

4. Исследование неоднородности локального распределения удельного сопротивления нейтронно-легированных твердых растворов Л/-х^ех в приповерхностной области позволяет оценивать величину неоднородности распределения состава х исходного твердого раствора.

5. Нейтронное легирование твердых растворов З^яСте* позволяет получать материал с высокооднородным распределением примеси и направленно регулировать компенсацию и термическую энергию ионизации основной примеси Ga при изменении состава х и флюенса нейтронов. 6. Нейтронное легирование твердых растворов SiijGex с градиентом содержания Ge позволяет получать диодные структуры с локализацией р-п перехода в области состава дс=0.68 ат.%.

Тематика исследований, вошедших в диссертационную работу, соответствовала планам научно-исследовательских работ ПИЯФ им Б.П. Константинова.

Диссертация содержит 111 страниц машинописного текста, 40 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 91 наименования.

3. Результаты исследования показывают, что применение метода нейтронного легирования к твердым растворам * с переменным содержанием Се вдоль оси образца дает возможность получения р-п структур, в которых р-п переход локализуется в области образца с де0,68 ат.%.

-136

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главные результаты работы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Установлено, что традиционно используемые методы многократного изохронного и изотермического отжига на одном образце могут приводить к результатам, отличным от результатов, полученных с использованием методики однократного отжига на разных образцах. Различие может быть объяснено термообработкой образца при температурах 400 -500 °С, как на соответствующих стадиях отжига, так и в процессе циклов нагрева и охлаждения

2. Показано, что восстановление основных параметров на завершающей стадии отжига нейтронно-легированного кремния (проводимости и подвижности) может быть описано в рамках теории эффективной среды, где одна из фаз является восстановленной матрицей, а вторая - структурно нарушенной областью, возникающей в процессе нейтронного легирования.

3. Установлено, что в НЛ твердых растворов в пределе х 0 термическая энергия активации изолированной примеси галлия 8/(0) совпадает с оптической. Зависимость изменения обеих этих энергии с составом при х <0.1 может быть линейно аппроксимирована с коэффициентом -дъг/дх = 1 мэВ, который примерно вдвое меньше скорости изменения с составом ширины запрещенной зоны твердого раствора 1-хСех.

4. Измеренное продольное Ар\\ и поперечное Ар± магнитосопро-тивление НЛ твердых растворов возрастают пропорционально (цН)2, причем квадратичная по зависимость нарушается с усилением проявления неоднородности материала. Отношение

Ар\\/Ар± возрастает с уровнем легирования при увеличении флюен-са или содержания <7е при х>8 ат. %, а также при х->х0, где хо=0.68 ач.% соответствует полной компенсации введенных трансмутацией примесей. Наиболее однородное распределение удельного сопротивления и концентрации основных носителей заряда имеет место при нескольких процентах Се. При больших х однородность ухудшается из-за роста компенсации. Однородность сильно компенсированного НЛ твердого раствора оказывается выше, чем при других способах легирования, когда донорная и акцепторная примеси вводятся независимо.

5. Найден фактор усиления (С) влияния неоднородностей состава Ъх на неоднородность удельного сопротивления, который зависит от компенсации, а через нее - от состава. С его помощью определены неоднородности состава бдс исходного .хСех, полученного электронно-лучевой зонной плавкой: при малых х неоднородность состава «2% и слабо возрастает с х вплоть до х » 8 ат.%. При дальнейшем увеличении содержания Се начинается резкий рост Ъх, отражающий ухудшение гомогенности твердого раствора при сравнимом содержании обеих компонент.

6. В процессе нейтронного легирования в 57].хСех вводится глубокий двухзарядный донорный центр Бе, рекомбинационные параметры уровней которого (энергетическое положение в зоне и сечения захвата носителей тока) в пределах точности измерений совпадают с известными для уровней ве в кремнии. Измеренная из данных по БЬТБ концентрация трансмутационного 5е позволила рассчитать значение среднего макроскопического сечения захвата тепловых нейтронов для изотопа 7*<?е (£=4, 6-10~4±0, 5-Ю-4 см-1) .

-1387. Показано, что нейтронное легирование твердого раствора 81].хСех с переменным содержанием Се вдоль оси образца позволяет получать р-п структуры, в которых р-п переход локализуется в области образца с х=0,68 ат.%. Проведено исследование электрических и фотоэлектрических свойств полученных структур, в результате которого определены их выпрямляющие свойства и область спектральной фоточувствительности.

В целом установлено, что нейтронное легирование твердых растворов &*1хСех с постоянным составом (х) позволяет улучшать однородность материала и направленно регулировать компенсацию, термическую энергию ионизации основной примеси и энергию активации классического (8/) транспорта при изменении х и флю-енса нейтронов. Использование же образцов с градиентом состава в области значений дг»0,7 ат.%, позволяет получать в ходе нейтронного легирования р-п структуры.

Содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева Р.Ф., Чеканов В.А., Саидов М.С., Юсупов А., Атабаев И.Г. Нейтронное легирование сплава 311хСех в области составов со стороны кремния. // Письма в ЖТФ, 1984, т.10, вып.8, с.495-498.

2. Евсеев В.А., Саидов М.С., Юсупов А., Атабаев И.Г., Забродский А. Г., Коноплева Р.Ф., Чеканов В. А. Нейтронно-легированный сплав 3±1-хСех. // Сборник тезисов Всесоюзной конференции "Радиационная физика полупроводников и родственных материалов". Ташкент, 1984, с. 137.

3. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева Р.Ф., Чеканов В.А., Саидов М.С., Юсупов А., Юрова Е.С., Федоров В.В. Электрические свойства НЛ сплава SiixGex в области составов со стороны кремния. // ФТП, 1986, т.20, вып.11, с. 2042-2050.

4. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева Р.Ф., Чеканов В.А., Саидов М.С., Юсупов А., Юрова Е.С., Федоров В.В. Электрические свойства нейтронно-легированного сплава SiixGex в области составов со стороны кремния. // ФТП,

1986, т.20, вып.11, с.2050- 2060.

5. Evseev V.A., Zabrodskii A.G., Konopleva R.F., Chekanov V. A., Saidov M.S., Yusupov A., Atabaev I.G. Neutron-doped alloy SiixGex. // Cryst. Latt. Def. and Amorphous Mat. ,

1987, v.13, N3-4, p.163-168.

6. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева Р.Ф., Чеканов В.А., Юсупов А. Влияние состава на фотоэлектрические свойства нейтронно-легированных твердых растворов SiixGex (11,2>х, ат%>0,8). // Материалы докладов 7 Координационного совещания по исследованию и применению твердых растворов германий-кремний. Баку, 1988, с.62.

7. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева Р.Ф., Чеканов В.А., Юсупов А., Саидов М.С., Атабаев И.Г., Сирожов У. Фотоэлектрические свойства нейтронно-легированных твердых растворов Si!xGex в ИК области спектра. // Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции,• Ташкент 23-26 октября 1989г., Ташкент, ФАН УзССР, 1989, с.101-102.

8. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева Р.Ф., Чеканов В.А. Получение p-i-n структур путем нейтронного легирования твердых растворов SiixGex и их фотоэлектрические свойства. // Тезисы доклада 11 Научной конференции "Фотоэлектрические явления в полупроводниках", Ашхабад, 1991, с.178.

-1409. Забродский А.Г., Евсеев В.А., Коноплева Р.Ф., Чеканов В.А., Юсупов А., Сирожов У., Тангинбергенов И.У. Трансмутационное легирование твердых растворов Si;ixGex в области составов со стороны кремния. //Электронная техника, сер. Материалы, 1991, вып. 7, с. 68-73.

10. Евсеев В.А., Коноплева Р.Ф., Пустовойт А.К., Чеканов В.А. О некоторых особенностях отжига нейтронно-легированного кремния. //Кристаллография, 1992, т. 37, вып. 5, с. 12321236.

11. Евсеев В.А., Забродский А.Г., Коноплева Р.Ф., Чеканов В.А., Юсупов А., Тангинбергенов И.У. Фотоэлектрические свойства нейтронно-легированных твердых растворов Si!xGex. // Препринт ПИЯФ, 1994, № 2011, Гатчина, 20 с.

12. Zabrodskii A.G., Yevseev V.A., Chekanov V.A., Konopleva R.F., Kurjatkov V.V., Prokof'eva T.I., Yusupov A., Tangir-begenov I. Modification of electric properties of Si!xGex semiconductors solid solution by neutron transmutation doping. // J. Of Advanced Materials; 1996, 3, 2, p.114-118.

13. Забродский А.Г, Коноплева Р.Ф., Евсеев В.А., Чеканов В.А., и др. Модификация электрических свойств полупроводниковых твердых растворов Si!xGex методом нейтронного легирования. //Перспективные материалы, 1997, №2, с.35-39.

-141В заключение считаю своей приятной обязанностью выразить глубокую признательность научным руководителям - руководителю группы Радиационной физики твердого тела ПИЯФ РАН доктору физ.-мат. наук Р.Ф. Коноплевой и заведующему Лабораторией неравновесных процессов в полупроводниках ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН доктору физ.-мат. наук А.Г. Забродскому за плодотворное и систематическое обсуждение результатов работы, практическую помощь и постоянное внимание. Благодарю своих ближайших коллег, проявивших интерес к работе и высказавших ряд полезных замечаний.

1. Абдйнов A.ILL, Атаев P.P. О влиянии флуктуаций состава на фотоэлектрические свойства монокристаллов твердого раствора Cd2Hg!xTe. /ФТП, 1984, т. 18, вып. 9, с. 1085-1086.

2. Алексеенко М.В., Забродский А.Г., Тимофеев М.П. Термическая ионизация из неэквивалентных состояний азота в 6H-SiC. /Письма в ЖТФ, 1985, т.11, в.11, с.1018-1023.

3. Арифов У.А., Симонов В.А., Масачутов B.C. и др. О возможности легирования кремния с использованием фотоядерных реакций. -В кн. Кристаллизация тонких пленок. Ташкент, ФАН, 1970, с. 133-135.

4. Бабицкий Ю.М., Воронов И.Н., Гринштейн n.M., Мороховец М.А. Исследование кинетики отжига радиационных дефектов в кремнии, облученном нейтронами. /ФТП, 1982, 16, 5, с.931-934.

5. Бабичев А.П., Бабушкина H.A., Братковский A.M. и др. Физические величины. Справочник Под ред. И.С. Григорьева и Е.З. Мейлихова. М., Энергоатомиздат, 1991, 1232 с.

6. Баранов А.И., Смирнов Л. С. О взаимодействии разупорядоченных областей и окружения в полупроводниках. /ФТП, 1973, т.7, вып. II, с. 2227-2229.

7. Баранов А.И., Смирнов Л.С. Резонансное рассеяние носителей заряда на разупорядоченных областях в полупроводниках. В кн. Радиационные дефекты в полупроводниках. Минск, БГУ, 1972, с. 237.

8. Баранский П. И., Клочков В. П., Потыкевич И.В. Полупроводниковая электроника (Справочник). Киев, Наукова думка, 1975, 704 с.

9. Беркуц К., Виртц К. Нейтронная физика. Пер. с англ. под ред. Л.А. Микаэляна и В.И. Лебедева, М.,Атомиздат,1968,456 с.

10. Ю.Блекмор Дж. Статистика электронов в полупроводниках. М., Мир, 1964, 350 с.

11. Бородин A.B., Васильев Г.Я. и др. Методика измерения плотности потока и флюенса нейтронов в реакторе ВВР-М. /Препринт ЛИЯФ, 1981, №701, Ленинград, 19 с.

12. Бочкарев Э.П., Гринштейн n.M., Гучетль Р.И. и др. Исследование кинетики отжига радиационных дефектов в кремнии, облученном высоко энергетичными гамма-квантами. /ДАН СССР, 1986, 289, 3, с.610-613.

13. Бьюб Р. Фотопроводимость твердых тел. М.,ИЛ,1962,558с.

14. Верченко H.H., Кревс В.Е., Средин В.Г. Полупроводниковые твердые растворы и их применение. М.,Воениздат,1982,208с.

15. Власов Н. А. Нейтроны. М., Наука, 1971, 551 с.

16. Вопросы радиационной технологии полупроводников. Под ред. Л.С. Смирнова. Наука, Новосибирск, 1980, 294 с.

17. Воробкало Ф.М., Забродский А.Г., Зарубин Л.И. и др. Полупроводниковая термометрия на область низких и сверхнизких температур. /ФТП, 1979, т. 13, 4, с. 741-745.

18. Гельмонт В.Л., Гаджиев А.Р., Шкловский Б.И., Шлимак И. С., Эфрос А. Л. Прыжковая проводимость твердых растворов германия с кремнием. /ФТП, 1974, т. 8, вып. 12, с. 2577-2384.

19. Глерон П., Миз Дж. Влияние изохронного отжига на удельное сопротивление трансмутационно-легированных образцов кремния, выращенного методом зонной плавки или методом Чохральского. В кн. /47/ с 167-185.

20. Забродский А.Г. Изменение компенсации нейтронно-легированного сплава Ш1^Сгех с составом. /ФТП, 1981, 15, N 11, с.2273-2275.

21. Забродский А. Г. Экспериментальное определение степени компенсации нейтронно-легированного германия. /Письма в ЖЭТФ, 1981, 33, N 5, с. 258-261.

22. Забродский А.Г., Алексеенко М.В. Исследование кинетики нейтронного легирования: характеризация материала и определение ядерно-физических постоянных. /ФТП, 1993, т. 27, вып. 11-12, с. 2030-2051.

23. Забродский А.Г., Алексеенко М.В. О влиянии спектра реакторных нейтронов на кинетику нейтронного легирования и выход трансмутационных примесей в германии. /ФТП, 1994, т. 28, в. 1, с. 168-173.

24. ЗО.Зеегер К. Физика полупроводников. М.,Мир, 1977, 615 с.

25. Кекуа М.Г., Хуцивишвили Э.В. -- Твердые растворы полупроводниковой системы германий-кремний. Тбилиси, 1985, 176 с.

26. Кёртис Л. Введение в нейтронную физику. Пер. с англ. Под ред. В.П. Ковалева, М., Атомиздат, 1965, 350 с.

27. Крамер-Агеев Е.А., Лавренчик В.Н., Самосадский В.Т., Протасов В.П. Экспериментальные методы нейтронных исследований. М., Энергоатомиздат, 1990, 272 с.

28. Клилэнд Дж., Флеминг П., Уэстбрук Р. и др. Исследование электрических характеристик TJI кремния. В кн. /47/,с. 145169.

29. Конозенко И.Д., Семенюк А.К., Хиврич В.И. Радиационные эффекты в кремнии. Киев, Наукова думка, 1974, 200 с.

30. Коноплева Р.Ф., Литвинов В.Л., Ухин. H.A. Особенности радиационного повреждения полупроводников частицами высоких энергий. Москва, Атомиздат, 1971, 176 с.

31. Коноплева Р.Ф., Остроумов В.Н. Взаимодействие заряженных частиц высоких энергий с германием и кремнием. Москва, Атомиздат, 1975, 128 с.

32. Корбетт Дж., Боргуэн Я. Дефектообразование в полупроводниках. В кн. Точечные дефекты в твёрдых телах. М., Мир, 1979, с. 78-97.

33. Кучис Е.В. Методы исследования эффекта Холла. М., Сов. Радио, 1974, 328 с.

34. Ларк-Горовиц К. Бомбардировка полупроводника нуклонами. - В кн.: Полупроводниковые материалы, М., И.Л., 1954, с. 62-94.

35. Лиен Н., Шкловский Б.И. Уровень протекания в слабо легированном полупроводнике. - /ФТП, 1979, т.13, в.9, с. 1763-1770.

36. Лиен Н., Шкловский Б. И., Эфрос А. Л. Энергия активации прыжковой проводимости в слабо легируемых полупроводниках. /ФТП, 1979, т. 13, вып. II, с. 2192-2209.

37. Миз Дж. Процесс НТЛ новая • реакторная технология. -В кн. /47/, с. 10-20.

38. Милне А. Примеси с глубокими уровнями в полупроводниках. М., Мир, 1977, 562 с.

39. Мордкович В.Н. Исследования электрофизических свойств кремния. Электронная техника, сер.2, Полупроводниковые приборы, 1978, Вып.5-6, с.211-221.

40. Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. М., Мир, 1982, 662 с.

41. Нейтронное трансмутационное ядерное легирование полупроводников. Под редакцией Дж. Миза. М., Мир, 1982, 264 с.

42. Рейви К. "Дефекты и примеси в полупроводниковом кремнии". М., 1984, с.363-364.

43. Рогачев A.A., Рыбкин С.М. Влияние экранирования на ре-комбинационные сечения при наличии кулоновского барьера. /ФТП, 1964, т. 9, с. 3742-3746.

44. Рыбкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. М., Физматгиз, 1963, 469 с.

45. Смирнов JI.C., Соловьев С.П., Стась В.Ф., Харченко В.А. Легирование полупроводников методом ядерных реакций. Новосибирск, Наука, 1981, 180 с.

46. Стейн X. Эффекты атомных смещений при НТЛ. В кн.: /47/ с. 123-144.

47. Султанов H.A. Фотоэлектрические свойства Si с примесью Se. /ФТП, 1974, т. 8, вып. 9, с. 1777-1780.

48. Таиров В.И. Исследование примесных состояний и донорно-акцепторного взаимодействия в твердых растворах германий-кремний. Докторская диссертация физ.-мат. наук, Баку, 1972 г.

49. Турчин В.Ф. Медленные нейтроны. М., Госатомиздат, 1963, 372 с.

50. Ухин H.A., Модель разулорядоченных областей в кремнии, создаваемых быстрыми нейтронами. /ФТП, 1972, т. 6, вып. 5, с. 931-934.

51. Финогенов К.Г. Программирование измерительных систем реального времени. М., Энергоатомиздат, 1980, 256 с.

52. Фистуль В.И. Новые материалы. Состояние, проблемы, перспективы. Москва, "МИСИС", 1995, с.118.

53. Фолькевич Э.С., Веселкова A.A., Неймарк К.Н. Кремний и германий, вып.2, М., 1970, 122 с.

54. Хааз Е. , Мартин Дж. HTJI-метод с точки зрения возникновения радиоактивности. В кн /47/, с.38-48.

55. Харченко В.А., Смирнов Б.П., Соловьев С.П., Фетисов Г.А. и др. Влияние термообработки на электрические свойства радиадионно-легированного кремния. Изв. АН СССР, сер. Неорганические материалы, 1971, 7, 12, с. 2142-2145.

56. Шик А.Я. Эффект Холла и подвижность электронов в неоднородных полупроводниках. /Письма в ЖЭТФ. 1974. т.20, в.1, с. 14-16.

57. Шик А.Я. Фотопроводимость случайно-неоднородных полупроводников. /ЖЭТФ, 1975, т.68(5), с. 1859-1867.

58. Шкловский В.И., Эфрос А.Л. Электронные свойства легированных полупроводников, М., Наука, 1979, 426 с.

59. Шлимак И.С., Эфрос А.Л., Янчев И.Я. Исследование роли флуктуаций состава в твердых растворах GeSi. /ФТП, 1977, т. 11, вып. 2, с. 225-261.

60. Юз Р., Шварц М. Атлас нейтронных сечений, М., Атомиздадт, 1959, 343 с.

61. Braunstein R., More A. R., Herman F. Intrinsic Optical Absorption in Germanium-Silicon Alloys. /Phys. Rev., 1958, v. 109, p. 695-703.

62. Cleland J.W. Transmutation dopping and recoil effect in semiconductors exposed to thermal neutrons. In Proc. Intern. School Phys. Enrico Fermi -corse XVIII. Radiation damage in solids. Ed Bellington D.S, N.-Y., Acad. Press, 1962, p. 384-397.

63. Cleland J.W., Lark Horovitz K., Pigg J.C. Transmutation prodused germanium semiconductors. /Phys. Rev., 1950, v. 78, p.814-815.

64. Cohen M.H., Jortner J. Effective medium theory for the Hall effect in disordered materials. /Phys. Rev. Lett., 1973, v.30, N 15, 696-698.

65. Crawford J.H., Cleland J.W. Nature of bombarded damages and energy levels in semiconductors. /J. Appl. Phys., 1959, 30, N8, 1204-1213.

66. Fisher D.W., Rome J.J. Additional structure in infrared exitation spectra of group-Ill acceptors in silicon /Phys.Rev. B, 1983, v.27, N 8, p. 4826-4832.

67. Gossik B.R. Disordered regions in semiconductors bombarded by fast neutron. /J.Appl.Phys., 1959, 30,8, 1214-1218.

68. Jang R., Cleland W., Wood R.,Abragam M. Radiation Damage in Neutron Transmutation Doped Si. /J. Appl. Phys. , 1978, v. 49, N 9. p.4752-4760.

69. Kirkpatrick S. Classical Transport in Disordered Media: Scaling and Effective-Medium Theories. /Phys. Rev. Lett., 1971, v.27, N 25, 1722-1725.

70. Lang D.V. Deep-level transient spectroscopy: a new method to characterize traps in semiconductors. /J. Appl. Phys., 1974, v. 45, 7, p, 3023-3032.

71. Logan R.A., Rowell J.M., Trumbore F. A. Phonon spectra of Ge-Si alloys. /Phys.Rev. 1964, v. 136A, p.1751-1763.

72. Long D., Myers J. Weak Field Magnitoresistans in p-typeSilicon. /Phys. Rev., 1958, v. 109, N4, p. 1098-1102.-149

73. Meyerson B.S. "High speed silicon-germanium electronics," Scientific American, 1994, vol. 270,3,p.42-47.

74. Mughabhab S.F., Devadeeman M., Holden N.E. Neutron cross section. BNL-325, 4th éd., N.-Y., 1981, p.32-1 32-6.

75. Neutron transmutation dopping in semiconductors. Proc. 2-Nd Intern. Conf., Columbia, Missouri, 1978, Ed. J.M. Meese, N.-Y. London, Plenum Press, 1979, 371 p.

76. Senes A., Sifze G. Semiconductor Silicon. / The Electrochem. Soc., 1977, p. 135-141.

77. Shnoller M. Breakdown behaviour of rectifiers and thyristor made from striation-free silicon. IEEE Trans. /Electron Divices, 1974, v. ED-21, № 5, p.313-314.

78. Sweinler H.C. Some consequences of thermal neutron capture in silicon and germanium. /J. Appl. Phys., 1959, v. 30, p.1125-1126.

79. Tanenbaum M., Mills A.D. Preparation of Uniform Resistivity n—Type Silicon by Nuclear Transmutation. /J. Electronical Soc., 1961, v.108, 32, p.171-183.

80. Thomas M. C., Covington D. C. Impurity conduction in transmutation doped germanium during decay of radioactive products. /J. Appl. Phys., 1975, v. 46, 10, p. 4541-4544.

81. Vuong T.H.H., Nicholas R.J. Advanced DC transport and infrared absorption in epitaxial n-In. /J. Phys. C, 1985, v.18, 20, p.4021-4035.