Электронные процессы в полевых гетероструктурах на основе системы Ga2 Se3 Si тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

РГЗ ОД

На правах рукописи

КУЗЬМЕНКО Татьяна Алексеевна

ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛЕВЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ Оа25ез-51

01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Воронеж - 1998

Работа выполнена на кафедре физики Воронежской государственной технологической академии.

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ:

доктор физико-математических наук, профессор

Сысоев Б.И.

доктор физико-математических наук, ст. научн. сотр. H.H. Безрядин

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор технических наук,

профессор В.Ф. Сыноров (ВГУ, г. Воронеж)

доктор физико-математических наук, профессор В.В. Свиридов (ВГПУ, г. Воронеж)

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН

(г. Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится 25 июня 1998 г. в 15 20 часов на заседай: диссертационного совета Д 063.48.06 при Воронежском государственном уи верситете по адресу: 394693, Воронеж, Университетская пл., 1, ВГУ, физи1 ский факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского гос дарственного университета.

Автореферат разослан •/ " мая 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

к.ф.-м.н., доцент /// В.К. Маршаков

Заказ N? {SX- от 1£. О S.__9Н с. Тир. /СО экз. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ.

Актуальность работы: Полевые приборы на основе системы диэлектрик-юлупроводник (ДП) наиболее широко используются в качестве элементов ин-ефальных схем (ИС) современной микроэлектроники. Их основные характе-ристнки - электрическая прочность, стабильность и быстродействие определя-зтся как свойствами используемых полупроводниковых и диэлектрических ттериалов, так и технологическими способами формирования.

Основой кремниевой микроэлектроники остается система термическая :вуокись кремния - кремний (БЮг-Б!). Гетероструктурам, включающим эту истему свойственна зарядовая нестабильность, связанная с центрами локали-ации в объеме слоев, на границе раздела и ионным дрейфом в слое диоксида ремния, а также низкая подвижность носителей заряда в приповерхностной 'бласти кремния, определяемая неоднородностью границы раздела БЮг-Зк Сохраняется актуальность задач, направленных на улучшение этих характери-тик кремниевых приборов. В частности это возможно при использовании но-ых материалов для подзатворного слоя, образующих с кремнием гетеропере-од с более совершенной границей раздела и способных выполнять функции одзатворного диэлектрика. С этой точки зрения наиболее интересен класс ал-[азоподобных широкозонных полупроводников со стехиометрическими ва-ансиями (А°В3У1), обладающих слабой чувствительностью электрических войств к вводимым примесям, низкой подвижностью и концентрацией сво-одных носителей заряда, высокой радиационной стойкостью. Условие их ис-ользования в качестве подзатворных слоев (ГГ) структур типа МП'П ё«Ьо дебаевский радиус экранирования, <1 - толщина слоя ГГ'). В этом случае онкий слой П' в отношении экранирования электрического поля подобен ди-пектрическому. Большинство полупроводников А™В" кристаллизуются в ре-1етке типа сфалерит, поэтому существует возможность создания более совер-1енной фаницы раздела с кремнием путем подбора материала с параметрами ристаллической решетки соответствующими параметрам подложки.

Цель работы: формирование гетероперехода на основе кремния с тонким поем широкозонного полупроводника из класса материалов А^В" и исследо-ание электронных процессов в полевых гетероструктурах на основе этого ге-;роперехода.

Основные задачи исследования вытекают непосредственно из цели рабо-

ы:

1. Выбор материала из класса шнрокозонных полупроводниковых соеди-

нений для подзатворного слоя полевой гетероструктуры на оси

кремния.

2. Изучение условий формирования тонких слоев селенида гал (Ga2Se3) на кремниевой подложке.

3. Исследование структуры и электрофизических характеристик тон слоев Ga2Se3 на Si-подложках.

4. Исследование электронных явлений на границе раздела Ga2SerSi в левых гетероструктурах Al(Ni)-Ga2Se3-Si.

Объекты и методы исследования. Использовались подложки Si (ЮС (111) с удельным сопротивлением (1-н10) Ом-см, отмытые по стандартной i нологии, используемой в производстве ИС. Кроме гетероперехода Ga2Se исследовались системы Si02-Si и Ga2Se3-Si02-Si. В качестве металличес электродов использовались напыленные через маску слои А1 или Ni.

При исследовании условий формирования слоев Ga2Se3 и GaAs испс зовались методы: рентгеноструктурного анализа, масс- и Оже-электрон] спектроскопии, рентгеноспектрального микроанализа (РСМА), электроног фии в отраженных лучах.

Электрофизические характеристики гетероструктур исследовались тодами вольт-фарадных (C-V) и вольт-амперных характеристик (ВАХ), a Tat методами частотной зависимости дифференциальных проводимости и емко в диапазоне частот тестового сигнала (10:-П06) Гц и интервале темпера (90-300) К.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

• разработан способ получения слоев сильно диссоциирующих единений с инконгруэнтным характером испарения в квазизамкнутом объем получены монокристаллические слои Ga2Se3 и GaAs на Si с предварителы очисткой кремния от естественного оксида потоком атомов галлия. При ос; дении слоев GaAs на Si в качестве согласующего слоя использованы с; Ga2Se3 и твердые растворы в системе GaAs-Ga2Se3; •

• для тонких полупроводниковых слоев Ga2Se3 на кремнии устан лены механизмы токопрохождения: в изотипных структурах AI-Ga2Se3-Si' типа) при обогащении приповерхностной ОПЗ кремния основными носителя заряда - механизм ТОПЗ; при обеднении - механизм Шоттки, обусловленн электронными переходами на границе раздела Ga2Se3-Si. Из анализа фото] »секционных токов определены величины разрывов зон на границе разд(

азБез-Бг -0,7 эВ для дна зоны проводимости и -0,14 эВ для потолка валент-эй зоны;

• исследованы электронные процессы на границе раздела Оа2Без-Б1 и ;таповлена связь спектра поверхностных состояний с высокотемпературным эздействием на Бьподложку в процессе формирования гетероперехода РоЗез-Зк Дано объяснение увел1!чения плотности электронных состояний гра-яц раздела Оа^Без-Б! и БЮ2-Б1 после высокотемпературной обработки, при эздействии у-облучения формированием кислородосодержащих комплексов в риповерхностной области Бьподложки. Предложен способ снижения плотно-ги поверхностных состояний воздействием на границу раздела импульсной отонной обработкой (ИФО).

Практическое значение результатов работы определяется следующим.

Предложен и разработан способ формирования тонких полупроводни-эвых слоев в квазизамкнутом объеме из независимых источников элементар-ых компонентов, позволяющий получать совершенные по структуре пленки лльно диссоциирующих соединений с инконгруэнтным характером испаре-ия.

Использование тонких пленок СазБез в качестве переходного , согла-ующего слоя между кремнием и арсенидом галлия, позволяет получать моно-ристаллические слои ОаАэ на Бк

Предложен способ снижения плотности состояний границы раздела газБез-Б! воздействием ИФО.

Экспериментально обоснована возможность использования слоя ва^Без качестве пассивирующего покрытия для структур БЮ2-Б1 при радиационных содействиях (облучение у-квантами).

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Способы формирования тонких слоев вагБез на кремнии из незави-имых источников элементарных компонентов (ва и Бе) с предварительной чисткой Б^подложки потоком атомов галлия при Т-1070 К в КЗО и монокри-галлических пленок СаАэ на Б1 в КЗО с использованием в качестве переход-ого слоя Са2Бе3 или ряда твердых растворов в системе СаЛз-Оа^Бсз.

2. Электронные процессы на границе раздела Са2Без-Б1, полученной как предварительной очисткой поверхности кремния от естественного оксида

зк и без нее, определяются поверхностными состояниями, распределение ко-эрых по энергии подобно наблюдаемым на границе раздела БЮз-Би Это объ-

ясняется в рамках модели, учитывающей формирование подслоя SiOx в резул! тате коапесценции на межфазной границе кислородосодержащих комплексо из приповерхностной области кремния, происходящей в процессе температур ного воздействия на Si-подложку при осаждении слоя Ga2Se3.

3. Снижение плотности поверхностных состояний границы раздел Ga2Se3-Si, образовавшихся в результате высокотемпературного воздействи (Т~1070 К), возможно применением импульсной фотонной обработки, роль кс торой также объясняется в рамках модели, учитывающей трансформацию час ти кислородосодержащих комплексов SiOm в пограничную фазу SiOv

Личный вклад автора. Постановка задач, определение направлений ис следований выполнены д.ф.-м.н., профессором Сысоевым Б.И. и д.ф.-м.н., ст научн. сотр. Безрядиным H.H.. Результаты работы получены лично автором, обсуждение их проведено совместно с д.ф.-м.н. Безрядиным H.H.. Основны результаты и выводы получены лично автором.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывалис и обсуждались на II (г. Кишинев, 1986г.), III (г. Кишинев, 1991 г.) Всесоюзны: конференциях "Физические основы надежности и деградации полупроводни ковых приборов"; II Всесоюзной конференции "Структура и электронные свой ства границ зерен в металлах и полупроводниках" (г. Воронеж, 1987 Г.); Меж вузовской конференции молодых ученых "Наука и ее роль в ускорении научно технического прогресса" (г. Воронеж, 1987 г.); 32 (1987 г.) и 35 (1990 г.) Меж дународных научных коллоквиумах (г. Ильменау, Германия); XII Всесоюзно! научной конференции по микроэлектронике (г. Тбилиси, 1987г.); I Всесоюзно! конференции по физическим основам твердотельной электроники (г. Ленин град, 1989 г.); II сессии секции кристаллохимии научного Совета по химиче ской кинетике и строению АН СССР по проблемам прикладной кристаллохи мии (г. Воронеж, 1989 г.); V Всесоюзной конференции по физическим процес сам в полупроводниковых гетероструктурах (г. Калуга, 1990 г.); III Всесоюзно! конференции "Физика окисных пленок" (г. Петрозаводск, 1991 г.); VIII Всесо юзной конференции по росту кристаллов (г. Харьков, 1992 г.); I Национально! конференции "Дефекты в полупроводниках" (г. Санкт-Петербург, 1992 г.) Конференции по электронным материалам (г. Новосибирск, 1992 г.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 22 печатных ра ботах, цитируемых по ходу изложения текста диссертации.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, че

ырех глав, заключения, изложенных на 122 страницах машинописного текста, |ключая 33 рисунка и список литературы из 183 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, формулированы цель, основные задачи исследования, научная новизна и по-гажения выносимые на защиту, рассмотрено практическое значение результатов работы.

В первой главе из анализа литературных данных по распределению по-'енциала в тонких слоях широкозонных полупроводников дается обоснование IX использования в качестве подзатворного слоя в структурах типа МДП. На фимере наиболее изученной модели МП'ДП-системы рассмотрено влияние фиксированного заряда в диэлектрическом слое, поверхностных и объемных [ентров локализации заряда на границе раздела П'Д и в слое ГГ, вклад поля СРП МП' в электростатические характеристики структуры. На основе анализа >бщих свойств широкозонных полупроводниковых материалов со стехиомет-шческими вакансиями обоснован выбор селенида галлия (Са^Бе^) для

[спользования в качестве полупроводникового подзатворного слоя (П') в гете-юструктурах на основе кремния. Оба материала имеют кубическую сингонию, . параметры их кристаллических решеток отличаются на ~0,2 % при комнатной емпературе

Во второй главе исследованы условия формирования и структурное со-¡ершенство пленок Са28ез на кремнии. Пленки получались в КЗО как из пред-;арительно синтезированного стехиометрического а-Оа28сз методом "горячей тенки", так и соиспарснием в КЗО из независимых источников Са и 5е. Полу-:енные первым способом пленки Са25ез на кремнии имели мелкодисперсную юликристаллическую структуру с полностью изотропной ориентацией кри-таллитов при температурах подложки Т< 870 К. С увеличением температуры юдложки до 920 К блоки укрупнялись и формировалась аксиальная тексту ра [а общем фоне поликристалла. При Т~ 940 К кристаллические блоки распола-ались вдоль оси текстуры, перпендикулярной плоскости подложки с углом ра-орнентации не превышающем 15° и при достижении температур подложки (960+970) К слои Оа28ез имели крупноблочную структуру с точной ориен-

тацией блоков вдоль оси текстуры, с углом разориентации 2^3°. Так как ос текстуры пленки Оа28е3 всегда соответствовала одному кристаллографическо му направлению, не зависела от ориентации кремниевой подложки и дифрак ционная картина не менялась при повороте чбразца вокруг оси текстуры, был< -сделана—предположение, о маскировании ориентирующего действия 51 подложки тонким слоем естественного оксида. Такие же закономерности рост; были установлены при формировании пленок СазБез на термически окислен ных кремниевых подложках.

Для формирования непосредственного контакта селенида галлия I кремния был разработан способ получения пленок Оа25е3 в КЗО из независи мых источников элементарных компонентов (ва, 8е). Этот способ позволю ввести операцию по очистке подложки кремния от естественного оксида в ка мере КЗО непосредственно перед формированием слоя Са^Бе-,. Известно, чтс обработка Б^подложки в потоке атомов галлия при Тп~1070 К приводит к об разованию летучей, при данной температуре окиси галлия и восстановлению Б в подслое естественного оксида (5Ю2+4Са=81+20а20). Пленки Са25е3, получаемые после обработки Бытодложки в КЗО потоком атомов галлия имeл^ структуру от поликристаллической до крупноблочной кристаллической с точной ориентацией блоков вдоль оси текстуры при изменении температуры подложки от 600 К до 970 К. При Т„=970 К рост селенида галлия происходил в направлении, соответствующем ориентации подложки, а структура соответствовала мозаичному монокристаллу. Дифракционная картина при повороте образца вокруг оси перпендикулярной плоскости подложки свидетельствовала с строгой азимутальной ориентации блоков, а присутствие на электронограммах дальних рефлексов указывало на малую угловую разориентацию блоков, присущую мозаичным монокристаллам.

Система Оа2Ве3-51 использовалась в качестве подложки для получения пленок ОаАБ на кремнии. С переходным слоем Са28е3 или твердого раствора в системе Оа25е3-ОаАз, формировались монокристаллические пленки арсенида галлия, соответствующие ориентации Бьподложки (100) или (111).

Третья глава посвящена исследованию электрофизических характеристик слоя вагБез и сформированных различными способами границ раздела Оа28е3-81. Из анализа экспериментальных ВЧ С-У характеристик гетерострук-тур А1-Оа25е3-51 полученных методом "горячей стенки "и теоретических, рассчитанных в рамках модели МП'ДП-системы, были определены тип и концен-

грация основных носителей заряда в пленке селенида галлия. Структуры на основе кремния р-типа являлись изотопными, а концентрация дырок составляла -10|2см"3. При исследовании механизма токопрохождения в изотяпньгх струк-гурах АЮаоБез-Б! установлено, что при полярности внешнего напряжения со-этветствукнцего обогащению ОПЗ Б! основными носителями заряда, начальный омический участок ВАХ переходит в участок, соответствующий инжек-дии основных носителей из кремния в слой ОазЗсз, который хорошо описывайся в рамках модели токов ограниченных пространственным зарядом ). Отметим, что при положительном потенциале на А1 электроде начальный участок ВАХ спрямлялся в координатах ^ I от V"2 и соответ-:твовал механизму токопрохождения Шоттки, связанного с электронными пе->еходами на границе раздела СагЗез-Зь Слабая зависимость тока от температу->ы в этой области ВАХ, объясняется туннелированием электронов в рамках 1еханизма Фаулера-Нордгейма.

При исследовании спектральной зависимости внутренней фотоэмиссии изотипном гетеропереходе СазЗез-З!, при положительном потенциале на № лектроде , величина фотоинжекционного тока подчинялась закону:

.[фЧЪу-Ф+ДФ)2,

ае Ф- высота потенциального барьера, ДФ=кТрц.\/,|/2 - величина понижения отенииального барьера на границе внешним электрическим полем. Из зави-имостей ]ф(Ьу) были определены величины потенциального барьера, невоз-ущенного внешним электрическим полем Ф0=1,81 эВ и соответственно раз-ывов зон на гетероконтакте -0,7 эВ для дна зоны проводимости и -0,14 эВ для отолка валентной зоны.

Плотность ПС границы раздела Оа28е3-Б1, полученной методом -орячей стенки" оценивалась методом Грея-Брауна (Мя=С0ДУге/^5) и составила (5-Ю10 ч-б-Ю") см'2 в диапазоне энергий Ес-(0,03-Ю,23) эВ и ^+(0,03-Ю,25) эВ, соответственно на п- и р-типе кремния. Исследования тем-¡ратурных зависимостей дифференциальной проводимости при различных 1Стотах тестового сигнала позволили определить два максимума в распреде-:нии ПС по энергии в запрещенной зоне кремния с (Ее - 0,32) эВ и (Еу + 0,5) Максимумы в распределениях ПС обнаруживались и из анализа частотной висимости дифференциальной проводимости (Оя) на фоне монотонного воз-стания величины плотности ПС к краям разрешенных зон: один в верхней щовине с эффективным центром Ес-(0,29-г0,43) эВ и сечением захвата

ам~(3+6)-10"12 см2; два в нижней половине запрещенной зоны кремния Еу+(0,25-г0,4) эВ, стн~10'м см2 и Еу+0,5 эВ, сг55~10"12 см2. Спектр ПС границы раздела Са2Бе3-5'1, полученной методом "горячей стенки" оказался качественно подобным спектру ПС границы раздела БК^-Б!. Наличие подслоя оксида на поверхности кремниевой подложки, влияющего на спектр ПС границы раздела СатБез-Бь было установлено методом послойной Оже-спеюроскопии.

ВЧ С-У характеристики гетероструктур А1-Са28е3-Б1, сформированных с предварительной очисткой подложки от естественного оксида потоком атомов галлия, имели пониженную крутизну относительно теоретически рассчитанных для структур МП'П и значительную частотную дисперсию емкости в области обеднения ОПЗ кремния основными носителями заряда. Оценка величины ПС границы раздела ОагБез-Бц приводила к более высоким значениям, по сравнению со структурами, полученными без предварительной обработки: 1012^-5-10!2) см"2 для п-типа и Ми~3-Ю" см"2 р-типа кремния. В спектре ПС построенном из частотной зависимости дифференциальной проводимости появлялся дополнительный максимум с эффективным центром распределения Ес-Е^~0,13 эВ для структур на п-типе кремния. Было сделано предположение, что появление дополнительного максимума и увеличение плотности ПС границы раздела Оа2Бе3-5! связано с высокотемпературной обработкой при формировании слоя ОазБез, сопутствующей операции по очистке подложки от естественного оксида (Т-1070 К). Исследование влияния подобных температурных режимов на характеристики структур БЮг-Б! приводило к аналогичному характеру распределения ПС: после высокотемпературной обработки в верхней половине запрещенной зоны величина плотности ПС возрастала на порядок, в нижней половине запрещенной зоны в 3-г5 раз. Отжиг, проводимый для структур БЮг-Б! в инертной среде при Т~ 1400 К, восстанавливал величину плотности ПС до исходной. При температурах меньших 1400 К снижение плотности ПС происходило до величин больших, чем в исходной структуре. Подобная операция для структур Оа28ез-51 ограничена значением Т-1100 К из-за возможных полиморфных превращений в слое, поэтому для снижения плотности ПС, встраиваемых в процессе формирования слоя Са28е3, была выбрана импульсная фотонная обработка (ИФО).

В четвертой главе исследовано влияние ИФО на спектр ПС границы раздела Оа25ез-$1, сформированной в КЗО с предварительной обработкой подложки в потоке атомов галлия.

Подбор режимов ИФО проводился на гетероструктурах 8Ю281 с учетом редельно достижимой температуры для структур Са^з-Б! - 1100 К. При вре-енах воздействия ИФО т = (0,19+0,22) с, проводимой некогерентным излуче-ием ксеноновых ламп мощностью ~102 Вт-см'2 и длительностью импульсов 10"2 с, величина плотности ПС границы раздела 5Ю2-81 в верхней половине трещенной зоны кремния снижалась до значений меньших, чем после отжига инертной среде при Т-1400 К. На спектр ПС нижней половины запрещенной )ны кремния выбранные режимы ИФО не оказывали влияния. Увеличение аительности обработки приводило к росту величины плотности ПС для кремня п- и р-типов. Воздействие ИФО в выбранных режимах на границу раздела агБез-Б) на п-типе кремния приводило к снижению плотности ПС, причем ветчина и характер распределения спектра ПС становились подобными границе вдела Б^Ог-Б! после ИФО. Снижение плотности ПС наблюдалось и для гете-эструктур Оа:8ез-51 р-типа, хотя величина плотности ПС оставалась выше ичений , соответствующих границе раздела 5Ю2-81 после ИФО. Известно, что гжиг пленки Оа2Яе3 (при Т < 1100 К, когда не происходит интенсивного испа-:ния и полиморфных превращений в слое) может сопровождаться обеднением ; легколетучим компонентом (Бе) в пределах области гомогенности состава -0,3 %). Для восстановления предполагаемого обеднения пленки был прове-:н отжиг гетероструктур Оа;5е3-31 в парах селена в КЗО. После отжига вели-ша плотности ПС в нижней половине запрещенной зоны кремния снижалась > значений меньших, чем для структур 8Ю2-81 после ИФО. Такое поведение ютности ПС границы раздела СатЯез-Я! р-типа, а также чувствительность 1фференциальной проводимости гетероструктур к поляризации, которая искала после обработки их в парах селена позволило объяснить спектр ПС в гжней половине запрещенной зоны кремния в рамках флуктуационной моде-\ ПС. При этом электрическая неоднородность границы раздела связана с !ектрически активными вакансиями халькогена, при отклонении состава 1енки от стехиометрии в пределах области гомогенности.

Для объяснения спектра ПС границы раздела Оа^е^! п-типа использо-лась модель учитывающая, что основной вклад в формирование спектра ПС госят комплексы БЮщ (т~2-г4) в приповерхностной области кремния, подобие "термодонорным" в объеме кремния и возникающие в результате распада ердого раствора кислорода. При ИФО структур Оа28ез-81 и 8Ю2-81 на п-типе ¡емния происходит снижение величины плотности ПС, объясняемое коалес-

ценцией преципитатов БЮт в приповерхностную фазу БЮХ (х< 2).Причем и границе раздела БЮг-Б! часть пограничной области достраивается до БЮ2, а и границе раздела Оа2Без-Б'1 образуется фаза диоксида кремния. В итоге на обей гетерограницах спектры ПС оказываются подобными и объясняются в рамка тривалентного кремния (рь-центр). Рассмотренный механизм формировани спектра ПС границы раздела Оа2Беэ-Б1 объясняет и электронные процессь происходящие на этой границе раздела при воздействии "/-облучения. При дс зах (О) менее 106 Р не происходит изменения в спектре ПС границы раздел Оа2$ез-Би С увеличением дозы более 106 Р появляется центр с энергетически! положением Ес-Е(5~0,13 эВ и по остальным параметрам, соответствующий во; никающему на этой границе раздела при высокотемпературном воздействш При дозах облучения 0=5-106 и 107 Р происходит "радиационный отжиг " вве денного дефекта границы раздела Оа2Без-Б1, объясняемый также трансформа цией этих приповерхностных комплексов БЮт в электрически менее активную фазу БЮХ на границе раздела.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Монокристаллические пленки Оа2Без на кремнии получаются в К3( испарением из независимых источников ва и Бе только с предварительно! очисткой в КЗО 5)-подложкн от естественного оксида кремния в потоке атомо галлия. Монокристаллические пленки йаАз на кремнии формируются в КЗС при использовании в качестве переходного слоя Оа2Бе3 или ряда твердых рас творов в системе (ЗаАэ-СагБез, согласующего параметры решеток кремния ! арсенида галлия.

2. Установлено, что токопрохождение в изотипных структурах А1-Оа2Без Б'( (р-типа) при обогащении приповерхностной ОПЗ кремния основными носи телями заряда определяется механизмом ТОПЗ, при обеднении - механизмол Щоттки, обусловленным электронными переходами на границе раздела Са2Бе3 Б1. Из анализа фотоинжекционных токов определены величины разрывов зо! на границе раздела Са2Бе3-Бг. ~0,7 эВ для дна зоны проводимости и ~0,14 эЕ для потолка валентной зоны. Проведенные оценки разрывов зон гетерограниць Оа2Бе3-Б1, позволяют сделать вывод о возможности ее использования для п канальных полевых элементов микроэлектроники.

3. Установлена связь ПС границы раздела Са2Бе3-Б1 с высокотемператур-

иым воздействием на Si-подложку при ее обработке в потоке атомов Ga (при Г~1070 К), проводимой с целью очистки кремния от естественного оксида, пе-зед формированием слоя Ga2Se3 в КЗО. Рассмотрены механизмы образования ПС на границе раздела Ga2Se3-Si: в верхней половине запрещенной зоны Si ПС формируются на основе комплексов с кислородом SiOm в результате распада твердого раствора кислорода; в нижней половине запрещенной зоны Si :остояния границы раздела описываются в рамках модели флуктуационных [1С.

4. Предложен способ снижения плотности ПС границы раздела Ga2Se3-Si з верхней половине запрещенной зоны Si, образовавшихся в результате высокотемпературной обработки (при Т~ 1070 К), применением ИФО. Снижение тлотности ПС границы раздела Ga2SerSi объясняется коалесценцией отдельных комплексов SiOm в пограничную фазу SiOK. В рамках этого механизма объясняется "радиационный отжиг" ПС границы раздела Ga2Se3-Si при варьи-зовании мощности у-облучения.

По теме диссертационной работы опубликованы следующие работы:

[. Дронов A.C., Безрядин H.H., Кузьменко Т.А., Сыноров Ю.В. Полевая транзисторная структура с подзатворным слоем из широкозонного полупроводника // Физические основы надежности и деградации полупроводниковых приборов. Тезисы докл. II Всесоюзн. конф. - Кишинев. - 1986. - С. 24. I. Безрядин H.H., Дронов A.C., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А., Кадушкнн В.Н. Электрофизические свойства тонких слоев селенида галлия // Исследования по физике полупроводников. Межвузовск. сб. научных трудов. Воронеж: ВГПИ. - 1986, т.244, с. 27-32 !. Безрядин H.H., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А. Электронные процессы на границе раздела селенид галлия - кремний // II Всесоюзн. конф.: Структура и электронные свойства границ зерен в металлах и полупроводниках. - Воронеж. - 1987.-С. 46. I. Сонов Г.В., Сухоруков Н.И., Кузьменко Т.А. Влияние эффектов типа гетте-рирования на стабильность порогового напряжения МОП-структур и состояние границы раздела Si02-Si // Электронная техника, сер.: Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. - Вып. 3(130), 1988, с.65-68.

5. Моргунов В.Н., Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А. Электронные процессы на границе раздела кремний - полуизолирующий слой селенида галлия // Ilmenau, DDR. 32 Internationales Wissenshaftiiches Kolloqium, Bl.- 1987, p. 15.

6. Лихолет A.H., Дронов A.C., Кузьменко Т.А. Кинетика образования изолирующего слоя на сложном полупроводнике путем замещения // Физико-химические основы надежности микроэлектронных структур. Межвузовск. сб. научных трудов. Воронеж, изд. ВПИ, 1987, с.33-35.

7. Сысоев Б.И., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А. Использование гетероперехода Ga2Se3-Si в полевых гетероструктурах // XII Всесоюзн. научная конф. по микроэлектронике. Ч.Ш. - Тбилиси. - 1987. - С. 58-59.

8. Моргунов В.Н., Безрядин H.H., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А. Электронные состояния на границе раздела селения галлия - кремний // Структура и свойства внутренних границ раздела в металлах и полупроводниках. Сборник научных трудов. - Воронеж: изд. ВПИ. 1988. - С. 41-46.

9. Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А. Твердотельные элементы ИС на основе гетероперехода Si-Ga^Sej // Физические основы твердотельной электроники. Тез. доклада I Всесоюзн. конф., Ленинград. -

1989.-Т.В.-С. 309-310.

Ю.Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А. Получение слоев арсенида галлия на кремнии в квазизамкнутом объеме // V Всесоюзн. конф. по физическим процессам в полупроводниках. Тез. доклада, Калуга. -

1990, Т.2. - С.65-66.

i 1. Сысоев Б.И., Сыноров Ю.В., Безрядин H.H., Кузьменко Т.А., Дронов A.C., Агапов Б.Л. Слоистые системы на основе кремния с тонкими пленками широкозонных полупроводников Aj"Bsv! // Международн. колл. - ГДР, Ильме-нау. - 1990. -Т.В2, с. 13-14.

12. Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Сыноров Ю.В., Агапов Б.Л., Кузьменко Т.А. Получение и структура пленок селенида галлия на кремнии // Известия АН СССР: сер. Неорганические материалы. - 1991. - Т.27, № 3. - С.470-473.

13. Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А. Получение слоев арсенида галлия на кремнии в квазизамкнутом объеме // Электронная техника. Сер.: Материалы. - 1991, вып. 3(257), с.22-24.

Н.Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Капустин Ю.А., Сонов Г.В., Кузьменко Т.А. Влияние радиационных воздействий на термодоноры в Si системы SiC>2-Si Ii

Физика окисных пленок. Тезисы доклада III Всесоюзн. конф. Петрозаводск. - 1991.-Ч. 2. -С. 88.

[5. Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Дронов A.C., Кузьменко Т.А., Сухоруков Н.И., Сыноров Ю.В. Влияние радиационных воздействий на параметры границы раздела SiCb-Si // Физические основы надежности и деградации полупроводниковых приборов. Тез.докл. III Всесоюз.конф. Кишинев. - 1991. - С. 56.

¡6. Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Дронов A.C., Сухоруков Н.И., Кузьменко Т.А., Сыноров Ю.В. Экранирование радиационных воздействии слоем Ga2Se3 в структуре на основе Si02-Si // Физика окисных пленок. Тез. доклада III Всесоюзной конф. Петрозаводск, 1991, ч.2, с. 88.

17. Сысоев Б.И., Безрядин H.H.. Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А., Буданов A.B., Гоголев A.B. Получение монокристаллических соединений Aj"B3v' на кремнии и арсениде индия // Конференция по электронным материалам. Тез. докл. Новосибирск, 1992, с. 207-208.

18. Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А., Агапов Б.Л. Получение слоев арсенида галлия на кремнии к квазизамкнутом объеме // 8 Всесоюзн. конф. по росту кристаллов. Расширен, тезисы доклад, Харьков, 1992, т.1, с. 118-119.

19.-Безрядин H.H., Сыноров Ю.В., Кузьменко Т.А., Агапов Б.Л., Ровинский А.П. Получение слоев арсенида галлия на кремнии в квазизамкнутом объеме // Физика и технология материалов электронной техники. Межвузов, сб. научных трудов. Воронеж, изд. ВПИ, 1992, с.64-69.

20. Безрядин H.H., Дронов A.C., Капустин Ю.А., Кузьменко Т.А., Сысоев Б.И. Термодефекты в приповерхностной области кремния в гетероструктурах со слоями термической двуокиси кремния и селенида галлия // Первая национ. конф. "Дефекты в полупроводниках". Тез.докл. С.-Петербург, 1992, с. 185.

21. Безрядин H.H., Дронов A.C., Кузьменко Т.А., Прокопова Т.В., Сонов Г.В. и др. Исследование устойчивости к радиационным воздействиям МОП систем, полученных пирогенным окислением кремния И Физика и технология материалов и изделий электронной техники. Межвузов, сб. научных трудов. Воронеж, ВЛГУ. - 1994. - С. 140-143.

22. Сысоев Б.И., Безрядин H.H., Дронов A.C., Кузьменко Т.А., Прокопова Т.В., Сонов Г.В., Сухоруков Н.И. Повышение радиационной стойкости МОП-систем // Электронная промышленность. - 1994. - № 4-5. - С. 35-37