Формирование и исследование зарядовых свойств МДП структур на основе оксида алюминия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

.МЛ'1

С К;!,« ¡5

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Никифорова Ирина Олеговна

ФОРМИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАРЯДОВЫХ СВОЙСТВ МДП СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ

Специальность 01.04.10 - физика полупроводников

и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена в отделе электроники твердого тела НИИ физики и отделе химии твердых веществ НИИ химии Санкт-Петербургского государственного университета

Научный руководитель: доктор физ.-мат. наук, профессор Барабан А.П.

Научный консультант: кандидат физ.-мат. наук, доцент Дрозд В.Е.

Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. наук, профессор Ханин С.Д. кандидат физ.-мат. наук, ст. и. с. Попов В.В.

Ведущая организация: Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова

Защита диссертации состоится " У " 1998 г. в часов

на заседании диссертационного совета Д.063.57.32 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9.

Отзывы просим отправлять по адресу: 198904, Санкт-Петербург, Ульяновская 1, НИИФ СПбГУ, диссертационный совет Д.063.57.32.

С диссекртацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУ.

Автореферат разослан "_"__1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физ.-мат. наук

Соловьев В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность темы. Структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) являются основой элементной базы современной микроэлектроники. Возможность направленного формирования зарядовых характеристик диэлектрика, таких как, величина, знак, пространственное распределение встроенного и захваченного зарядов, кинетика накопления заряда в МДП структуре позволяет управлять пороговым напряжением, частотными характеристиками, крутизной и стабильностью параметров полевого транзистора. Совершенная с точки зрения структуры и электрофизических свойств пара кремний-диоксид кремния в значительной степени определяет успехи кремниевой микроэлектроники. Однако жесткие требования, предъявляемые к характеристикам диэлектрических пленок (постоянный состав, аморфная структура, отсутствие пор, хорошая адгезия к подложке, однородность по толщине, высокие диэлектрическая проницаемость, электрическая прочность, удельное сопротивление, радиационная стойкость и др.) привели к росту интереса к тонким пленкам оксида алюминия, которые по сравнению с пленками диоксида кремния обладают более высокими значениями диэлектрической проницаемости, радиационной стойкостью и лучшими маскирующими свойствами. Накопленный обширный экспериментальный и теоретический материал по изучению диэлектрических пленок свидетельствует о том, что их физико-химические свойства зависят во многом от применяемого метода получения и параметров этого процесса. Направленное создание тонких пленок с прогнозируемыми свойствами возможно при условии понимания происходящих в них физико-химических процессов при их формировании, которые обусловливают, в конечном счете, комплекс их электрофизических свойств. Интерес к структурам МДП со сложным диэлектриком, состоящим из двух или более слоев различного химического состава, связан с возможностью направленного конструирования его электрофизических свойств и изучения электронных процессов в слоистых структурах и в областях межфазовых границ. Получение слоистых диэлектриков на основе оксидов открывает возможность плавного управления их свойствами в широком диапазоне. Важным, если не ключевым, вопросом является поиск методов технологической реализации прецизионного сингеза слоев различного химического состава в едином цикле с предельной точностью регулирования толщины вплоть до одного моноатомного слоя, что представляет несомненный фундаментальный интерес для изучения свойств низкоразмерных систем в их предельном

состоянии.

Разработанный в ленинградской научной школе метод молекулярного наслаивания (МН) открывает возможность низкотемпературного послойного ступенчатого синтеза диэлектрических пленок с дискретностью толщины в один монослой. Образование в процессе роста двумерных слоев, минуя стадию зародышеобразования, улучшает однородность электрофизических свойств диэлектрических тонких пленок. Одним из важных достоинств данного метода является возможность формирования слоистых систем по заданной программе при низких температурах (до 300° С). В настоящее время надежно установлено для большинства методов синтеза, что понижение температуры осаждения обычно приводит к ухудшению качества получаемых пленок, они имеют развитую пористую структуру, причем объем пор, например, у низкотемпературных слоев диоксида кремния может достигать 15-18 % от объема пленки. В связи с этим особенно остро стоит проблема разработки метода получения высококачественных диэлектрических слоев при низких температурах.

Целью настоящей работы является формирование структур полупроводник-диэлектрик (кремний-оксид алюминия) и выявление возможностей направленного изменения их зарядовых свойств как в процессе синтеза слоев АЬОз, так и путем создания слоистых диэлектриков -гетерооксидов* на базе матрицы АЬОз методом МН.

Для реализации данной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

1. Разработать низкотемпературный процесс синтеза пленок оксида алюминия на полупроводниковых подложках методом МН.

2. Исследовать основные физико-химические свойства слоев АЬОз, созданных методом МН.

3. Изучить электрофизические характеристики полученных структур Si-АЬОз и возможность управления их зарядовыми свойствами в процессе синтеза оксида алюминия.

♦Под гетерооксидами мы понимаем полученные в данной работе искусственные структуры диэлектриков, представляющие собой сверхтонкие прослойки узкозонных оксидов, встроенных в широкозонную матрицу АЬОз.

4. Исследовать возможность направленного регулирования зарядовых характеристик МДП структур на кремнии путем создания многослойных гетерооксидов на основе матрицы А^Оз методом МН.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Впервые получены пленки оксида алюминия на поверхности полупроводниковых подложек методом МН при низких температурах (до 310° С) с применением в качестве реагента металлорганического соединения-триметилалюминия (ТМА), электрофизические характеристики которых сравнимы с используемыми в микроэлектронике пленками БЮг и

2. Показана возможность управления зарядовыми характеристиками МДП структур с диэлектрической пленкой АЬОз путем регулирования температуры синтеза, соотношения парциальных давлений реагентов и последующей температурной обработке пленок в атмосфере кислорода.

3. Впервые получены методом МН гетерооксиды, путем введения в процессе синтеза в объем матрицы АЬСЬ четырех монослоев ТЮг и СЮ2 на заданном расстоянии от- подложки, которые являются локальными высокоэффективными центрами захвата носителей заряда.

4. Выявлена возможность управления величиной и скоростью накопления заряда в структурах кремний-гетерооксид как при комнатной температуре, так и при температуре жидкого азота, заданием в процессе синтеза пространственного положения локальных высокоэффективных центров захвата носителей заряда в матрице АЬО(.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

Разработан низкотемпературный процесс получения слоев оксида алюминия на полупроводниковых подложках диаметром до 100 мм, обладающих высокой равномерностью, электрической прочностью, удовлетворительной границей раздела с полупроводником ( = ( 1,2 -1,9)10п см 2 ) и управляемыми зарядовыми характеристиками как путем регулирования параметров процесса синтеза, так и введением в процессе синтеза локальных высокоэффективных центров захвата для носителей заряда. Полученные в работе результаты могут быть использованы при создании стабилизирующих, защитных диэлектрических слоев и конструировании диэлектриков в МДП структурах с управляемыми электрофизическими параметрами. Показана возможность использования синтезированных структур для записи и хранения зарядовой информации.

На защиту выносятся;

1. Методика синтеза слоев оксида алюминия и гетерооксидов на его основе и оригинальная установка для ее реализации.

2. Физико-химические параметры слоев АЬОз, синтезированных методом МН по разработанной технологии на кремниевых подложках.

3. Закономерности управления зарядовыми характеристиками структур Si-Al^Oj в процессе их получения методом МН.

4. Закономерности в формировании зарядовых характеристик МДП структур на кремнии при использовании в качестве диэлектрика гетерооксидов, полученных методом МН.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Отраслевой научно-технической конференции "Проблемы развития полупроводниковых ИС на основе GaAs" (Москва, 1988), на 11 Респуликанской конференции по физике твердого тела (Ош, 1989), на 35. Internationales wissenschaftliches koloqvium (DDR, 1990), на Международной конференции MRS-92 (USA, 1992), на Российской научно-технической конференции по физике диэлектриков с международным участием "Диэлектрики-93" (Санкт-Петербург, 1993), на Международной научно-технической конференции "Электрическая релаксация в высокоомных материалах" (Санкт-Петербург, 1994), на International Symposium on Atomic Layer Epitaxy (ALE-3, ALE-4) (Japan, 1994, Austria, 1996), на The Third International Symposium on Atomically Controlled Surfaces and Interfaces (ACSI-3) (USA, 1995), на International School of Physics Condensed matter and materials physics (Санкт-Петербург, 1996), на научных семинарах кафедр ХТТ и ЭТТ СПбГУ (Санкт-Петербург, 1997), на Международной научно-технической конференции "Диэлектрики-97" (Санкт-Петербург, 1997), на The fourth Baltic Symposium on ALE (Estonia, 1997).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ и получено 1 авторское свидетельство на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и содержит 125 страниц текста, 47 рисунков и список цитируемой литературы из 133 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи исследований, охарактеризованы научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе проведен критический анализ основных методов получения тонких пленок А^Оз и их взаимосвязь с электрофизическими свойствами пленок оксида алюминия. Там же приведены основные положения метода молекулярного наслаивания. Синтез пленок методом МН заключается в поочередной, последовательной многократной обработки поверхности подложки парами выбранных реагентов. На каждой стадии такой обработки происходит образование хемосорбированного слоя, связанного с подложкой прочными связями и содержащего активные функциональные группы, готовые на следующей стадии синтеза вступать в химическую реакцию с молекулами, поступающими из газовой фазы. В результате такой последовательности реакций, называемой циклом МН, образуется монослой нового твердого соединения. Многократное повторение циклов МН приводит к получению пленок требуемой толщины.

Детально рассмотрен процесс синтеза диэлектрических пленок этим методом и показаны его преимущества как низкотемпературного прецизионного метода синтеза пленок. Проанализированы имеющиеся в литературе немногочисленные экспериментальные данные по получению пленок оксида алюминия методом МН и показан недостаток использования с этой целью галогенсодержащих реагентов. Обосновано преимущество выбора МОС для низкотемпературного синтеза пленок АЬОэ в настоящей работе.

Во второй главе изложена методика эксперимента. Описано устройство разработанной нами оригинальной установки вакуумно-проточного типа для синтеза диэлектрических пленок методом МН. Она состояла из реакционной камеры, систем напуска и откачки реагентов, нагрева подложки, контроля за режимами синтеза и программного устройства. Установка такого типа позволяла проводить синтез на подложках диаметром до 100 мм в температурном диапазоне 20 - 310 "С. Для получения равномерной по толщине пленки был разработан щелевой реактор с регулируемыми зазорами между подложками. Напуск реагентов осуществлялся короткими импульсами ( 0,2 секунды ) с помощью электромагнитных клапанов до давления 2 мм рт.ст., откачка газообразных продуктов реакции и избытка реагентов

проводилась в течение 1,5 секунд. Длительность цикла МН задавалась программным устройством. Синтез пленок оксида алюминия методом МН проводился на подложках химико-динамически полированного монокристаплического кремния п- и р-типа: КЭФ-5 (111), КДБ-10 (100). Непосредственно перед синтезом пленок подложка подвергалась стандартной обработке, принятой в микроэлектронике. Для синтеза пленок AI2O3 были использованы 2 реагента - тримегилалюминий (ТМА) и вода. Важнейшими причинами для выбора в качестве реагента ТМА являлись: высокая химическая активность ТМА в реакции с кислородсодержащими молекулами; практически полный сдвиг равновесия химической реакции в сторону получения твердого продукта; высокая упругость паров ТМА при комнатной температуре, что позволило избежать нагрева как самого реагента, так и вакуумных частей установки. Образование слоя оксида алюминия методом МН осуществлялся по следующей схеме:

2 А1(СНз)з + 3 Н20 = А1203 + 6 СП4 ft

Для получения методом МН слоев оксида титана были использованы хлорид титана и вода, а для получения оксида хрома использовали хлористый хромил и метиловый спирт.

Измерения толщины и показателя преломления исследуемых диэлектрических пленок производились на эллипсометре ЛЭФ-3. Для изготовления МДП структуры на поверхность исследуемых образцов методом термического испарения через маску наносились алюминиевые контакты.

Для исследования электрофизических характеристик МДП структур использовали метод высокочастотных ( 1МГц ) вольтфарадных характеристик ( ВЧ ВФХ ). Изменения зарядового состояния структур кремний-оксид алюминия исследовали с помощью полевых циклов, которые состояли в подаче напряжения ( Vg ) в течение 60 секунд, а после прекращения воздействия и паузы такой же длительности записывалась ВФХ. Эти циклы повторялись при различных значениях Vg, в результате чего получали серию ВФХ. Особенностью методики определения изменения зарядового состояния исследуемых структур является нахождение зависимостей Vfb = f ( Vg ), где Vfb - сдвиг ВФХ в потенциале плоских зон и соответствующих зависимостей для Qt ( Vg ) . Измерения проводились как при комнатной температуре, так и при 77 К.

В третьей главе приводятся результаты исследований физико-химических свойств пленок оксида алюминия, полученных методом Mil. Было установлено, что с ростом числа циклов МН линейно увеличивалась толщина синтезируемого слоя А120з. Температура синтеза влияла на тангенс угла наклона этих прямых, который характеризовал толщину слоя А12Оз, образуемого за один цикл МН. На основании полученных зависимостей был установлен температурный диапазон 150 - 310 °С, соответствовавший так называемому "окну процесса" - условиям, при которых за один цикл реакций синтеза образовывался один монослой твердого вещества.

Элементный состав синтезированных пленок был изучен с помощью метода электронной спектроскопии для химического анализа (ЭСХА) на спектрометре "Escalab - 5". Атомное соотношение элементов соответствовало стехиометрическому составу оксида алюминия AI2O3.

Структура пленок AI2O3 (d=100 нм), синтезированных МН на кремниевых пластинах, исследовалась методом электронографии на отражение на электронографе ЗГ-100М при энергиях электронов 60 кэВ. Установлено, что во всем диапазоне температур синтеза структура пленок была некристаллической.

Измерения ИК-спекгров пленок оксида алюминия проводились на Фурье спектрометре "Perkin-Elmer 1760х" с разрешением 4 см"' и 300-х кратным сканированием. Полученные спектры показали отсутствие полос, характерных для валентных и деформационных колебаний О-Н групп и валентных колебаний С-Н групп. Это свидетельствовало о протекании химических взаимодействий в процессе синтеза до конца и образование слоев оксида алюминия высокой степени чистоты.

На лазерном фотоэлектрическом эллипсомегре ЛЭФ-3 ( Х= 632,8 нм ) был определен показатель преломления пленок оксида алюминия, полученных в температурном диапазоне соответствующем "окну процесса". Величина показателя преломления изменялась от 1,66 до 1,68.

Результаты исследований спектров пропускания синтезированных пленок AI2O3 методом МН толщиной 100,0 нм, проведенные на приборе "Specord М-40" в области энергий 1,5 - 6,4 эВ, показали, что поглощение в пленках отсутствовало. Это свидетельствыовало о том, что ширина запрещенной зоны в образцах превышала 6,4 эВ.

Для пленок оксида алюминия, полученных методом МН толщиной от 60,0 до 111,5 нм, напряженность электрического поля необратимого пробоя достигала величины 7,5 ± 0,5 МВ/см.

Относительная диэлектрическая проницаемость синтезированных пленок оксида алюминия, определенная емкостным методом на частоте 1 МГц составила величину 8,3.

Проведенные исследования показали, что методом МН были синтезированы пленки оксида алюминия на полупроводниковых подложках, основные физико-химические параметры которых не уступали лучшим образцам, выращенным другими методами, известными из литературы.

В четвертой главе приводятся результаты исследований основных электрофизических свойств полученных структур А120з - полупроводник. Информацию о свойствах границы раздела АЬОэ - полупроводник получали путем измерения ВЧ ВФХ, которые проводились многократно в разных точках поверхности подложки. Было установлено, что полученные структуры ОаА5-А]2Оз-А1 характеризовались высокой плотностью поверхностных состояний (ПС), что приводило к пининг-эффекту. Анализ этих результатов привел к выводу о нецелесообразности использования полученных слоев А120з для попыток создания МДП структур на арсениде галлия, и дальнейшие исследования проводились на кремниевых подложках.

В случае использования кремниевых подложек, удалось создать высококачественную МДП структуру (ЗьА^Оз-А!). Интегральная плотность ПС вблизи середины запрещенной зоны составила (1,2-1,9) 10" см"2, встроенный заряд в диэлектрике, определенный из значений потенциала плоских зон, был отрицательным и составил величину (- 2,6 -г- -5,2 ) Ю11 см"2.

Установлена зависимость концентрации электронных ловушек А120з от температуры синтеза, рассчитанная на основании зависимости величины захваченного заряда в диэлектрике от положительного напряжения на металлическом электроде в области ее насыщения. Показано, что концентрация электронных ловушек уменьшалась с ростом температуры синтеза оксида алюминия и при температуре 310 °С достигала величины 8 1011 см'2. Зависимость концентрации дырочных ловушек от температуры синтеза при отрицательном напряжении на полевом электроде изучалась в ЭДП системе (в качестве электролита использовался 1 N водный раствор Ыа^ОД Наличие большого потенциального барьера для электронов на границе раздела диэлектрик-электролит подавляло инжекцию электронов в А12Оз в области слабых электрических полей. Это дало возможность оценить концентрацию дырочных ловушек при инжекции дырок из полупроводниковой подложки. С ростом температуры синтеза концентрация дырочных ловушек увеличивалась и достигала величины 5,2 1012 см"2 при температуре 310 °С.

Пропорциональное возрастание величины захваченного заряда при воздействии поля с ростом толщины синтезируемого диэлектрика свидетельствовало о равномерном распределении центров захвата в оксиде алюминия.

Было изучено влияние парциальных давлений реагентов в процессе синтеза на зарядовые свойства получаемых структур и установлено, что минимальный захваченный заряд в диэлектрике имел место при давлении Р(ТМА) = 6 ММ рт.ст. И Р(Н20) = 2 мм рт.ст.

Проведена оценка электронных и дырочных ловушек в оксиде алюминия, которая составила 3 1017 см "3 и 1018 см "3 соответственно.

Было показано, что при подаче положительного напряжения на металлический электрод МДП структуры происходил захват отрицательного заряда, который хранился в течении длительного времени( нескольких суток). При подаче на МДП структуру напряжения противоположной полярности заряд изменял знак, т.е. происходило стирание записанной информации. Многократное повторение таких циклов, так называемых "кривых перезаписи", показало воспроизводимость процесса и возможность использования полученных структур Зг-АЬОз-А! для записи и хранения зарядовой информации.

Была установлена возможность снижения концентрации центров захвата носителя заряда в оксиде алюминия путем термообработки в атмосфере кислорода в течении часа непосредственно после синтеза пленок А1203. Показано, что отжиг структур при температуре выше 250 °С приводил к уменьшению концентрации центров захвата, а при температуре 500 °С захват заряда в структурах составил величину менее 11010 см"2.

На основании полученных экспериментальных данных относительно захвата носителей заряда в оксиде алюминия и кинетики растекания захваченного заряда была построена качественная энергетическая диаграмма структуры 81-АЬОз-Л1 для слоев диэлектрика, полученных при различных температурах синтеза. Предложено объяснение полученных закономерностей с позиции описания электронного строения некристаллических твердых тел.

Таким образом, установлено, что метод МН позволял синтезировать стехиометрические слои оксида алюминия на кремнии, а измерения электрофизических характеристик данной системы, обладающих высокой чувствительностью к составу и структуре слоев А^Оз, было использовано для эффективного выбора и оптимизации режимов процесса синтеза и достижению минимальной концентрации биографических центров захвата заряда (БЦЗ) в структурах 81-А120з-А1.

В пятой главе приводятся результаты исследований зарядовых характеристик МДП структур с гетерооксидом на основе матрицы А^Оз, синтезированных методом МН. Метод МН позволяет изменять химический состав синтезируемой пленки непосредственно в процессе роста. Эта возможность была использована нами для создания встроенных пространственно локализованных центров захвата (ВЦЗ) носителей заряда в объеме диэлектрика на определенном расстоянии от полупроводниковой подложки. С этой целью были синтезированы гетерооксиды - пленки оксида алюминия толщиной 100 им, в объем которых на заданном расстоянии от подложки были введены в едином цикле синтеза сверхтонкие слои (4 монослоя) более узкозонных оксидов титана и хрома. Толщина в 4 монослоя была выбрана из условия формирования предельно тонкого слоя вещества с характерными для него физико-химическими свойствами.

Сравнение величин захваченного заряда в гетерооксидах МДП структур с захватом носителей заряда на БЦЗ в структурах ЗьАЬОз показало, что структуры кремний-гетероксид характеризовались более высокой эффективностью захвата носителей заряда.

Установлено, что величина эффективного захваченного заряда в гетерооксидах при полевом воздействии зависит от положения встроенных пространственно-локализованных центров захвата при неизменной общей толщине матрицы диэлектрика. На основании измерения полевых циклов была рассчитана величина истинного захваченного заряда с учетом центроида, в зависимости от положения встроенных центров захвата носителей заряда. Показано, что в случае расположения встроенных центров захвата вблизи металлического электрода (5,0 нм) наблюдается максимальная величина захваченного заряда.

Сравнение величин захваченого заряда в структурах с гетерооксидом до и после термообработки в атмосфере кислорода показало некоторое уменьшение эффективности захвата заряда на ВЦЗ (в 2 - 4 раза). В тоже время, как было показано, при аналогичном отжиге матрицы АЬОз захват заряда на БЦЗ практически отсутствовал. Таким образом, было установлено, что ВЦЗ свохраняли свою эффективность и после термообработки в атмосфере кислорода.

Особенно сильно захват носителей заряда на ВЦЗ проявился при низкотемпературных исследованиях. При температуре 77 К инжекция неосновных носителей заряда из полупроводниковой подложки, как известно, резко снижается. Было установлено, что захват заряда в диэлектрике при полевом воздействии на МДП структуру как с пленкой А1203, так и с

прошедшим термообработку в кислороде гетерооксидом практически отсутствовал. Тем не менее МДП структуры с неотожженным гетерооксидом при подаче отрицательного напряжения на кремниевую подложку р-типа захватывали заряд при температуре 77 К. Это свидетельствовало о высокой эффективности захвата носителей заряда МДП структуры с гетерооксидами, полученными в данной работе.

Кинетические характеристики накопления заряда в МДП структурах с гетерооксидом показали высокую эффективность захвата носителей заряда на ВЦЗ, в сравнении с захватом на собственные биографические центры матрицы АЬОз. Было установлено, что скорость накопления заряда в структурах с гетерооксидами превышала в десятки раз процесс захвата носителей заряда на БЦЗ, что естественно является принципиальным для возможного применения таких структур в элементах памяти для записи и хранения зарядовой информации.

Таким образом, синтез МДП структур с гетерооксидом в качестве диэлектрика позволил управлять как величиной захваченного заряда, так и скоростью его накопления в широком температурном диапазоне, вплоть до температур жидкого азота.

Совокупность полученных экспериментальных результатов по захвату электронов в структурах кремний-гетерооксид позволила предположить, что в процессе синтеза гстерооксида происходит формирование двумерной потенциальной ямы с определенным спектром электронных состояний. На основании сравнения полученных экспериментальных результатов с имеющимися в литературе расчетами энергетического спектра подобных сгруктур была предложена примерная схема зонной диаграммы МДП структу ры с гетерооксидом в качестве диэлектрика

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1. Разработан низкотемпературный процесс синтеза пленок А120з методом МН на полупроводниковых подложках на оригинальной автоматической установке.

2. Синтезированы стехиометричгские слои Л1203 на полупроводниковых подложках, основные физико-химические параметры которых не уступали лучшим образцам известным из литературы, полученным другими методами; электрическая прочность пленок А12Оз толщиной 100 нм достигала величины 7,5 МВ/см, относительная диэлектрическая проницаемость составила 8,3, показатель преломления 1,68.

3. Создана с помощью метода МН модельная структура SÍ-AI2O3 с удовлетворительными электрофизическими характеристиками ( Nss = ( 1,21,9 ) 10й см"2, QBCTp. = (-2,6 -г- -5,2 ) 10й см"2 ).

4. Изучена возможность управления зарядовыми характеристиками структур S1-AI2O3 в процессе формирования диэлектрика путем регулирования температуры синтеза, соотношений парциальных давлений реагентов и последующей температурной обработки в среде кислорода.

5. Методом МН в едином непрерывном цикле синтеза получены гетерооксиды, представляющие собой матрицу AljOj, содержащую слои оксида титана или оксида хрома толщиной в 4 монослоя, расположенные на заданном расстоянии от кремниевой подложки.

6. Установлено, что синтезированные МДП структуры с гетерооксидами характеризуются высокой эффективностью захвата носителей заряда , по сравнению с захватом носителей заряда матрицей оксида алюминия. Пространственное положение слоев GrO; ют ТЮ2 позволяло управлять зарядовыми характеристиками синтезированных структур.

7. Показана возможность использования МДП структур, полученных методом МН, для записи и хранения зарядовой информации в широком температурном диапазоне, вплоть до температур жидкого азота.

Основные результаты, полученные в диссертации, опубликованы в следующих работах:

1. Дрозд В.Е., Иманбердиев Д.Ч., Новиков Б.В., Никифорова И.О., Талалаев В.Г. Фотолюминесценция экситонов в кристаллах арсенида галлия, покрытых тонким слоем диэлектрика. - Тезисы докладов II республиканской конференции по физике твердого тела. Ош, 1989, с. 156.

2. Drozd V.E., Imanberdiev D.Ch., Nikiforova 1.О., Movikov B.V., Novikov A.B., Talalaev V.G. Recombination radiation of exitons in GaAs covered with thin dielectric films - 35. Internationales wissenschaftliches koloqvium. DDR, 1990, p.53.

3. Дрозд B.E., Иманбердиев Д.Ч., Новиков Б.В., Никифорова И.О. Люминесценция в кристаллах GaAs, покрытых тонким слоем диэлектрика. Вестник ЛГУ, сер.4,1991, вып.1, с.9-14.

4. Baraban А.Р., Drozd V.E., Nikiforova I.O. Properties of semiconductorinsulator structureswith thin insulating layers grown by molecular layering techniques.- In materials of MRS 1992 Fall Meeting Boston. USA, 1992, NG9.11.

5. Барабан А.П., Дрозд В.Е., Никифорова И.О. Электрофизические свойства структур Si-АЬОз, полученных методом молекулярного наслаивания,- Тезисы докладов Российской конференции по физике диэлектриков с международным участием "Диэлектрики -93". СПб, 1993, ч.1, с.51-52.

6. Baraban А.Р., Drozd V.E., Nikiforova I.O. Electrical Properties of Si - А120з Structures grown by ML-ALE. - Abstracts of the 3rd International Symposium on Atomic Layers Epitaxy and Related Surface Processes (ALE -3). Japan,1994, p.172.

7. Барабан А.П., Дрозд B.E., Никифорова И.О., Сергиенко М.В. Использование металлического и электролитического полевых электродов для изучения зарядовых характеристик ДП-структур. - Тезисы докладов Международной конференции "Электрическая релаксация в высокоомных материалах (Релаксация-94)". СПб, 1994, с.73-74.

8. Baraban А.Р., Drozd V.E., Nikiforova I.O. Electrical properties of Si- А12Оз structures grown by ML - ALE. Applied Surface Science, 1994, v.82/83, p.583-586.

9. Aleskovsky V.B., Baraban A.P., Drozd V.E., Nikiforova I.O. Nanometerscale quantum wells in insulator grown by ML-ALE. In materials The Third International Symposium on Atomically Controlled Surfaces and Interfaces. USA, 1995.

10. Барабан А.П., Булавинов В В., Дрозд В.Е., Никифорова И.О., Сергиенко М.В. Электрофизические характеристики структур Si-AljOi, синтезированиых методом молекулярного наслаиваия. ЖТФ, 1995, т.65, вып. 4, с.203-206.

11. Aleskovski V.B., Baraban А.Р., Drozd V.E., Nikiforova I.O. Synthesis and investigation of Heterooxide by MLALE Method. - Abstracts of the 4th International symposium on Atomic Layers Epitaxy and Related Surface Processes (ALE-4). Austria, 1996, POX1.

12. Дрозд В.E., Зулуев З.Н., Никифорова И.О., Сазонов С.Г. Зарядовые характеристики слоев А120з, синтезированных методом молекулярного наслаивания. - Тезисы докладов Международной научнотехнической конференции по физике твердых диэлектриков "Диэлектрики-97'\СПб, 1997, с.66.

13. Baraban А.Р., Drozd V.E., Nikiforova I.O. MI- ALE synthesis of heterooxides for MIS structures.- Abstracts of the 4th Baltic Symposium on ALE. Estonia, 1997, P-2.

14. Aleskovski V.B., Baraban A.P., Drozd V.E., Nikiforova I.O. Synthesis and investigation of heterooxides by ML - ALE method. Applied Surface Science. 1997, v.112, p.264-268.

15. AC СССР N 1566811. 1990. Способ получения тонких пленок. Алесковский В.Б., Дрозд В.Е., Крылов В.Н., Никифорова И.О.

Л Р 040815 от 22.05.97. Подписано к печати 22.04.1998. Форма! бумаги 60X90 1/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Тираж 100 экз. 1,0 пл.. Заказ 297. Отпечатано в отдаче оперативной полиграфии НИИХ СПбГУ. 198904, Санкт-Петербург, Старый Пегергоф, Университетский пр. 2.