Исследование ловушек и электронного транспорта в оксидокремниевых композитах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ
|
Григорьев, Леонид Владимирович
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Санкт-Петербург
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2008
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.10
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
Санкт-Петербургский государственный университет
На правах рукописи
□03447722
Григорьев Леонид Владимирович
Исследование ловушек и электронного транспорта в оксидокремниевых композитах
Специальность 01.04.10 - Физика полупроводников
Автореферат
диссертации на соискание ученой сгепени кандидата физико математических наук.
0 2 0НТ2№
Санкт-Петербург 2008
003447722
Работа выполнена на кафедре электроники твердого тела физического факультета
Санкт-Петербургского государственного университета
Научный руководитель:
доктор физико математических наук, профессор Коноров Павел Павлович
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук, вед н с , Лебедев Александр Александрович
доктор технических наук, профессор Скворцов Альберт Матвеевич
Ведущая организация:
Санкт-Петербургский государственный Политехнический Университет
Защита состоится ««££» ТА 2008 г в ■/З часов на заседании диссертационного совета Д.212.232.33 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском Государственном Университете по адресу: 198504, СПБ, Ст Петергоф, ул. Ульяновская, д. I, Конференц-зал НИИФ СПбГУ.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета.
Автореферат разослан « '/Ру> 2008 г
Ученый секретарь диссертационного сов< Д. ф.-м. н.
Общая характеристика работы.
Актуальность проблемы.
В последнее время возрос интерес к созданию малогабаритных тепловизионных камер и инфракрасных (ИК) приемных устройств, в которых в качестве чувствительного эле мента используются матрицы из неохлаждаемых тепловых приемников излучения (ТПИ) [1,2] К ТПИ относят термопары и болометры, оптико-акустические и пироэлектрические приемники. В настоящее время активно создаются матрицы ТПИ по технологии микроэлектромеханических систем (MEMS), позволяющие достичь параметров (по чувствительности, быстродействию и шумам), близких к теоретическому пределу для неохлаждаемых ТПИ[2]. Конструктивно ТПИ состоит из тонких чувствительного и поглощающего слоев Чувствительный слой, например, микроболометра обычно изготовлен из аморфного слоя полупро водника с высоким значением температурного коэффициента сопротивления (ТКС). ТПИ, как правило, работает без системы криогенного охлаждения, что существенно уменьшает вес, стоимость и упрощает построение ИК приемного модуля и, в конечном счете, приводит к более надежной работе всего приемного модуля в целом. В отличие от фотонных приемников излучения ТПИ не имеют границы длинноволновой чувствительности.
Однако наличие нескольких слоев в ТПИ существенно ухудшает его теплофизические свойства, что выражается в увеличении теплоемкости и приводит к увеличению инерци онности отклика прибора на его основе Поэтому необходима разработка новых композиционных материалов, совмещающих в себе функции поглощающего и термочувствительного слоев, а также совместимых с существующей кремниевой технологией в микроэлектронике[3,4]. Перспективными материалами для создания неохлаждаемых ТПИ могут быть оксидокремниевые композиты, которые могут быть получены путем окисления либо слоя пористого кремния, либо микропорошка кремния. В этом случае может быть достигнута их совместимость с существующей кремниевой технологией в микроэлектронике.
Таким образом, исследования электрофизических свойств оксидокремниевых композитов, определяющих их возможности использования в ТПИ, является актуальной задачей, особенно в связи с возрастающей ролью матриц неохлаждаемых ТПИ в микроминиатюрном исполнении. При этом одним из основных процессов, определяющих рабочие свойства ТПИ, является процесс токопереноса, в котором основополагающую роль играют процессы захвата, рекомбинации носителей заряда с участием ловушек как центров захвата. Целью диссертационной работы являлось установление основных закономерностей переноса носителей заряда, а также выяснение природы ловушек и механизма их участия в процессах переноса носителей заряда, как в окисленном микропорошке кремния, так и в окисленном пористом кремнии при вариации в широких пределах степени пористости и морфо логии пор в исходном пористом кремнии. В этой связи, основными задачами работы являлись:
1. Разработка программно аппаратного комплекса для исследования термостимулиро ванных и фотостимулированных процессов в неупорядоченных низкоразмерных системах с целью получения данных о свободных и локализованных носителях заряда,
а также термически и фотоактивируемых центрах захвата носителей заряда (ловуш ках).
2 Исследование параметров ловушек в оксидокремниевых композитах (гетерогенных композициях 8Ю2), включающих энергию активации, концентрацию, сечения за хвата и частотный фактор ловушек, которые оказывают существенное влияние на процессы токопереноса
3. Выяснение закономерностей переноса носителей заряда в оксидокремниевых композитах различной морфологии, полученных по методам различных технологий фор мирования окисленного пористого кремния и окисленного микропорошка кремния Научная новизна работы.
В представленной работе впервые проведен комплексный анализ транспортных и термоак тивационных свойств оксидокремниевых композитов, изготовленных по различным технологиям Оценены основные электрофизические параметры ловушек в оксидокремниевых композитах (концентрация, энергия активации и величина захватываемого заряда, время релаксации для глубоких и мелких ловушек) при различной степени структурной неупорядоченности в исследуемых структурах.
Впервые установлено наличие ловушек с одинаковыми энергиями активации и близкими значениями частотного фактора в оксидокремниевых композитах, полученных по раз личной технологии.
Установлено, что перенос носителей заряда в исследуемых структурах описывается совокупностью туннельного и прыжкового механизмов переноса через туннельно тонкие диэлектрические слои, разделяющие нанокластеры кремния. Предложена модель переноса носителей заряда, учитывающая туннельный перенос в туннельно-тонких диэлектрических слоях и прыжковый механизм переноса в более толстых диэлектрических прослойках между нанокластерами кремния. Предложенные модели позволяют прогнозировать транспортные свойства оксидокремниевых композитов в диапазоне температур 100К - 600К. Практическая значимость работы.
1. Разработаны численные модели и программный комплекс, позволяющие проводить моделирование электрофизических характеристик оксидокремниевых композитов на основе 81-8102. Моделирование обеспечивают прогнозирование и корректную интерпретацию результатов экспериментальных исследований транспортных свойств оксидокремниевых композитов и могут использоваться для получения новых видов окси докремниевых композитов с заданными свойствами
2. Разработаны установки и методы тестирования получаемых материалов. Разработанные установки с успехом могут быть использованы при постановке лабораторных работ и дипломном проектировании.
3. На основе исследованных оксидокремниевых композитов показана возможность со здания неохлаждаемых ТПИ по технологии МЕМС
Научные положения, выносимые на защиту.
1. Способ получения различных по структуре и свойству оксидокремниевых композитов на основе матрицы Si02 с включениями кластеров Si панометровых размеров
2. Во всех типах композитов присутствует высокая плотность ловушек для электронов, обусловловленная разорванными Si-О связями, которые локализованы как в объеме Si02, так и в области межфазных границ Si-Si02 и характеризуются различными значениями энергии активации и частотного фактора.
3. Перенос носителей заряда в оксидокремниевых композитах обусловлен их туннель ным переносом через МФГ Si-Si02 и прыжковым транспортом по системе состояний, локализованных в Si02 Преобладание того или иного механизма переноса носителей заряда зависит от типа композита и его температуры.
4. Изменение структуры и состава оксидокремниевых композитов позволяет управлять их электрофизическими свойствами, включая эффективную подвижность носителей заряда и их концентрацию, что дает возможность использовать композиты в различных областях электронной техники.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на Международной научно-технической конференции «Диэлектрики-2000»(СПб,2000), Международной конференции по физике полупроводников «Полупроводники 2003» (СПб,2003), Международной конференции по микро и наноэлектронике «ICMNE-ОЗ »(Звенигород, 2003), Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения «Микрофотоника 04»(Москва,2004), Международной научно технической конфе ренции по аморфным полупроводникам «AMS-04»(Cn6,2004), Международной конференции по микро и наноэлектронике «ICMNE-05 »(Звенигород, 2005), Международной научно-технической конференции по аморфным полупроводникам «AMS-06»(Cn6,2006). Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 20 печатных работах, включая 4 статьи в реферируемых журналах, 10 трудах Международных научно-технических конференций и 6 тезисах докладов на Международных научно-технических конференциях
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы, включающего 61 наименование. Работа изложена на 173 страницах машинописного текста, содержит 3 таблицы и 69 рисунка.
Содержание работы.
Во введении обосновывается актуальность темы исследований, обусловленная возможностью использования оксидокремниевых композиций в микроэлектронных сенсорных прибо pax, созданных по планарной полупроводниковой и толстопленочной технологиям. Формулируется цель работы, кратко излагаются основные решаемые задачи и полученные результаты, отражающие научную и практическую значимость работы, а так же научные поло жения, выносимые на защиту
В первой главе рассматриваются основные электронные процессы, протекающие в неупо рядоченных гетерогенных средах, представляющих собой диэлектрическую матрицу с проводящими включениями Рассматриваются основные механизмы переноса носителей заряда в тонких слоях диэлектриков с проводящими включениями. Приводится элементарная тео рия, позволяющая рассчитать величину напряженности поля в неоднородном диэлектрике в зависимости от концентрации и формы проводящих включений
Во второй главе описан математический аппарат, который используется для восстановления вида распределения ловушек по энергии активации и частотному фактору С(\У,ш) Восста новление вида таких зависимостей относится к классу некорректных задач по Адамару. Предлагается сведение задачи восстановления вида искомого распределения к задаче на нахождение условного минимума функционала Тихонова. Приводятся основные алгоритмы минимизации функционала Тихонова для случая линейных и нелинейных ограничений В этой главе также приводятся результаты численного эксперимента, выполненного в данной работе, по определению границ устойчивости решения некорректной задачи в зависимости от величин случайной и систематической ошибок в экспериментальных данных. Согласно проведенным численным экспериментам для надежного восстановления вида зависимости 0(\¥,ш) и определения наиболее вероятных значений энергии активации и частотного фактора ловушек требуется, чтобы величины случайной и систематической ошибок при измерени ях термостимулированных токов не превышали 10 % и 5% от амплитудных значений измеряемого тока соответственно Для восстановления вида искомого распределения в случае двумерного распределения ловушек по энергии активации и по частотному фактору предложен гибридный метод обработки данных термоактивационной токовой спектроскопии. В третьей главе приводится описание использовавшихся в работе технологий приготовления исследуемых образцов оксидокремниевых композитов, методик приготовления нано и мезапористого кремния с использованием электрохимического травления поверхности крем ния, технологии получения микропорошка кремния, а также технологических и измерительных установок для исследований их электрофизических свойств
В четвертой главе приведены результаты исследований параметров ловушек и процессов электронного переноса в слое термически окисленного ианопористого кремния. По данным электронной микроскопии такие слои представляли собой диэлектрическую матрицу из диоксида кремния с включениями нанокластеров кремния от 70 нм до 100 нм, размеры которых контролировались на стадии окисления. Для определения энергии активации ловушек, сформированных в термически окисленном нанопористом кремнии, были проведены измерения термостимулированных токов проводимости Результаты численного восстановления энергетического распределения ловушек по методике, описанной в главе 2, показывают, что в термически окисленном нанопористом кремнии присутствуют группы ловушек с энергиями активации \У равными: 0 15 эВ, 0 3 эВ, 0 9 эВ, 1 3 эВ и 1 5 эВ Для диоксида кремния частотный фактор ловушек не превышал порядка 10'8 (1/с), а величина энергии активации была не более 0,9 эВ Ловушки с энергией активации 1,3 эВ и 1.5 эВ в оксидокремниевом композите, скорее всего, локализованы на интерфейсе Б^СЬ в объеме диоксида кремния
Об этом свидетельствует тот факт, что частотный фактор ловушек с этой энергией активации составляет 8.0*108 (1/с) и 1.5*108 (1/с) соответственно.
Для исследования процессов токопереноса в слоях термически окислешгого капопо-ристого кремния проводились измерения статических вольтамперных характеристик (ВАХ) (Рис.1) при 100 К и 300 К. Напряженность электрического поля на поверхности кремниевого кластера, находящегося внутри диэлектрической матрицы, с учетом размеров самого кластера в исследуемом диапазоне прикладываемых напряжений не превышала 70 кВ/см.
Рис.1.
ВАХ термически окисленного нанопористого кремния.
1 - В темноте, при 100 К.
2 - Освещение, при 300 К
Максимальная величина подвижности носителей заряда рассчитанная на основании данных ВАХ по методике[5] составила: ц^т = 0,8*10",(см2/В*с) при 100К и Цся- = 1,4* 10"® (см2/В*с) при 300К. Величина концентрации ловушек п, не превышала 3.3*1019(см"3). Несим метричность ВАХ относительно токовой оси объясняется, скорее всего, различной высотой потенциальных барьеров электрод-композит и - композит Для независимой оценки величины эффективной подвижности носителей заряда проводились измерения переходных инжекционных токов. Ее величина в этом случае была в хорошем согласии со значениями эффективной подвижности, полученными из данных ВАХ: = 2,6*10"'' (см2/В*с) при 100К и Цс1г = 6,6* 10"' (с\г/В*с) при ЗООК; Ограничение процессов токопереноса происходит, по-видимому, в слое БЮг, так как определенные нами значения эффективной подвижности носи телей заряда лежат в пределах величин соответствующих подвижности для переноса электронов в аморфной БЮг Концентрация ловушек определенная из анализа ВАХ совпадает по порядку величины со значением концентрации ловушек в аморфной БЮг [6,7]. Свидетель ство наличия нескольких каналов протекания тока выражается в том, что в диапазоне температур от 100К и до Т1|еР1=262К температурная зависимость проводимости может быть аппроксимирована с помощью закона туннельного переноса носителей заряда. При температурах меньших Т„СР1 туннельный ток существенно превышает по абсолютной величине ток, обусловленный прыжковым механизмом переноса. На графиках температурной зависимости
проводимости композита перестроенных в зависимости \па(т
_1 -ВТ 4
при температурах . Энергии акги-
болыних Тлер1, хорошим приближением является закон __
(7 —л * СХр
вации ловушек, оцениваемые нами из этой зависимости, составляют 0.35 эВ и 0.5 эВ, что хорошо согласуется с данными термоактивационной спектроскопии Этот факт дает основание полагать, что при температурах, больших Тпср| , основным механизмом ответственным за транспорт носителей тока в композите, является прыжковый механизм. Исходя из прове-
денных исследований, можно утверждать, что перенос инжектированных носителей заряда может происходить с одновременным участием двух механизмов: туннелирование сквозь трапециевидный потенциальный барьер (полупроводник-диэлектрик-полупроводник) и прыжковый транспорт по континууму локализованных состояний, находящихся вблизи се редины запрещенной зоны диэлектрика
Проведенные расчеты величины энергетического диапазона прыжка ДЕ,фыЖка по методике, приведенной в [6] для диапазона температур Т„ср| - 600К и значений концентрации дефектов, полученных из анализа ВАХ, показывают, что прыжки носителей заряда при напря женности поля до 70 кВ/см проходят в очень небольшом энергетическом диапазоне АН „рыт, равном 0,02 эВ Считая, что ловушки с одинаковой энергией активации распределены геометрически неравномерно по пути прохождения носителей заряда, а прыжки с ловушки на ловушку происходят в энергетическом диапазоне ЛЕпр,„и вблизи полуширины запрещенной зоны аморфного диоксида кремния, можно сделать вывод, что механизм переноса носителей заряда соответствует прыжковому механизму с переменной длиной прыжка [6]. В пятой главе приведены результаты исследования процессов переноса электронов, оценке концентрации ловушек, эффективной подвижности и установлению вида энергетического распределения электрически активных дефектов в слоях термически окислеииого мезапо-ристого кремния.
Электронно-микроскопические исследования показали, что слой состоит преимущественно из окисла с отдельными частицами кремния, имеющих округлую форму, размер которых лежит в интервале 5 30 нм В термически окисленном мезапористом кремнии разме ры нанокластеров меньше чем в термически окисленном нанопористом кремнии и не превышают ЗОнм Уменьшение размеров нанокластеров по сравнению с термически окисленным нанопористом кремнием может быть объяснено более сильным окислением стенок ме-запористого Б!. Меньшие размеры нанокластеров 81 приводят к увеличению напряженности поля Еш на границе БьБЮг Величина Ет в случае термически окисленного мезапористого кремния составляет 320 кВ/см, что более чем в 5 раз превышает величину Ет нанокластера 81 для термически окисленного нанопористого кремния.
Для определения энергии активации ловушек и частотного фактора ловушек, сформированных в термически окисленном мезапористом кремнии, были проведены измерения термостимулированных токов проводимости по методике, описанной в главе 4. Результаты численного восстановления функции энергетического распределения ловушек, по методике, описанной в главе 2, показывают, что существуют ловушки с энергиями активации XV равными: 0 25 эВ, 0 6 эВ, 0.9 эВ, 1 3 эВ и 1 5 эВ Таким образом, в термически окисленном мезапористом кремнии по сравнению с термически окисленным нанопористом кремнии: отсут ствуют ловушки с энергией активации 0 15 эВ и 0.5 эВ. Вместо них присутствуют ловушки с энергией активации 0 25 эВ и 0 6 эВ Ловушки с энергией активации 0 25 эВ и 0 6 эВ имеют самый низкий частотный фактор, что понижает эффективную подвижность носителей заря да. Это позволяет предположить, что ловушки с энергиями активации 0.25 эВ и 0 6 эВ соответствуют интерфейсу в^Юг По данным термоактивационного анализа в термически окис-
ленном мезапористом кремнии и термически окисленном нанопористом кремнии ловушки с энергией активации 0.9 эВ имеют близкие значения частотного фактора, что позволяет предположить одинаковую природу ловушек в обоих оксидокрсмниевых композитах и из-за низкого значения частотного фактора отнести их к БЮг. Ловушки с энергиями активации 1.3 эВ и 1.5 эВ присутствуют в обоих типах оксидокремниевых композитов Величины частотных факторов этих ловушек в термически окисленном мезапористом кремнии претерпевают уменьшение по сравнению с термически окисленным нанопористом кремнием и, скорее всего, соответствуют интерфейсу ЭЮг. Частотный фактор ловушек с такими энергиями активации составляет 5 0*107(с ') и 7.0* 107(с"') соответственно, что подходит для глубоких ловушек в диоксиде кремния
Для исследования процессов токопереноса в слоях термически окисленного мезапористого кремния проводились измерения статических вольтамперных характеристик (ВАХ) (Рис.2) с последующими оценками величины подвижности носителей и концентрации ловушек на их основе.
1 /'
, [1 VI
11'/ /1
:1 1 ■ /
У / У \
■ 1
' 1
1 1 ! 1 1
! '
Ч з ■ 11 1
1 1 р.
Рис. 2
ВАХ термически окисленного мезапористого Б!. 1 при освещении ,300К. 2- в темноте, 300К.
3- при температуре 100 К и освещении
Концентрация ловушек п, вьиисленная по методике [5] составила 1.5*1020см 3. Эффективная подвижность составила 4.8*Ю"|0см2/В*с. На основании измерений переходных инжекционных токов были вычислены значения эффективной подвижности носителей заряда, которые составили: ^ =1,2*10 '° (см2/В*с) при 300К и цс1г =0,75*10-'° (см2/В*с) при 100К. Полученные значения подвижности носителей заряда имеют общий порядок величин со значениями, полученными нами из анализа статических ВАХ того же образца. Эффективная подвижность носителей заряда в термически окисленном мезапористом кремнии в 3 раза меньше подвижности носителей заряда в термически окисленном нанопористом кремнии при 100К и в 5 раз меньше при 300К. Самое малое значение эффективной подвижности носителей заряда в термически окисленном мезапористом кремнии среди исследуемых оксидокремниевых композитов обусловлено ловушками на интерфейсе 51-310:, Значение п, соответствует концентрации ловушек для ЭЮг [7]. В тоже время концентрация ловушек П1 в термически окисленном мезапористом кремнии почти в 5 раз выше, чем в термически окисленном нанопористом кремнии Из-за большого количества нанокластеров 81, обуславливающих свободную поверхность 81, появляется большое количество ловушек на интерфейсе ЗьБЮз.
Свидетельством наличия нескольких каналов протекания тока является то, что в диапазоне температур от 100К и до Т„Ср2=256К температурная зависимость проводимости может быть аппроксимирована с помощью закона туннельного переноса носителей заряда При температурах больших Т„1р2 и полях не превышающих 65 КВ/см, зависимость с(Т) аппроксимирует
1'
ся зависимостью а=А*ехр
-ВТ
. Энергии активации ловушек, оцениваемые нами из
этой зависимости, составляют 0 27 эВ и 0 63 эВ, что хорошо согласуется с данными термоак-тивационной спектроскопии. Подтверждением прыжкового механизма является температур
ная зависимость Этот факт дает основание полагать, что при температурах
больших Тперз основным механизмом ответственным за транспорт носителей тока в композите является прыжковый механизм При температурах больших Тпч,2 и полях на границе на-нокластера кремния от 155 КВ/см до 320 КВ/см, хорошим приближением является закон /'
<7=Л*ехр
-ВТ
. Такая зависимость может соответствовать случаю прыжкового меха-
низма переноса с ограничением притока электронов с опустошающихся донорных центров [6]. Существенное меньшие значения эффективной подвижности по сравнению с окисленным нанопористом кремнием происходит, по-видимому, из-за ограничения токопереноса в слое диоксида кремния Проведенные расчеты величины преодолеваемого барьера АЕпгижка по методике, приведенной в [6] для диапазона температур Тпср - 600К, значений концентра ции дефектов полученных из анализа ВАХ и величины напряженности поля на границе на-нокластера кремния показывают, что прыжки носителей заряда при напряженности поля до 65 кВ/см проходят в очень небольшом энергетическом диапазоне ДЕпрыж|[а равном 0,022 эВ. В диапазоне напряженностей от 65 КВ/см до 320КВ/см энергетический коридор ДЕ„ри1И1а увеличивается до 0,041эВ
В этой связи, механизм переноса носителей заряда при температурах больших Тпер2 и напряженности поля не более 65 КВ/см соответствует прыжковому механизму с переменной длиной прыжка [6] В диапазоне полей от 65 КВ/см до 320 КВ/см увеличивается энергетический диапазон ЛЕ1фи„а в два раза и становится возможным прыжковый перенос с постоянной длиной прыжка, а при полях больших 155 КВ/см еще сказывается ограничение притока элек тронов с опустошающихся донорных центров[6]
В шестой главе рассматриваются структурные и электрофизические свойства, термически окисленного микропорошка кремния (ТОМК).
Размеры частиц кремния по данным электронной микроскопии лежали в пределах от 40 нм до 360 нм. В термически окисленном микропорошке кремния превалируют кластеры от 40 нм до 160 нм, что приводит к максимальным значениям напряженности электрического поля на границе нанокластера кремния Ет близким к значению Ет соответствующему термически окисленному напористому кремнию. В термически окисленном микропорошке кремния Ет не превышает 38кВ/см,
Для оценки величин энергии активации ловушек, частотного фактора ловушек и восстановления вида распределения ловушек по энергии активации были проведены иссле-
дования термостимулированной проводимости термически окисленного микропорошка кремния. В термически окисленном микропорошке кремния обнаружены группы ловушек с энергиями активации \У равными: 0 15 эВ, 0 3 эВ, 0 5 эВ, 0 9 эВ, 1 3 эВ и 1 5 эВ Наиболее вероятное значение частотного фактора составляет: 3 0*105 (с1), 5 0*105 (с"'), 6.0*107(с"') , 1.0*107(с"') , 4.0*108 (с"1), 6 0*108(с"') для ловушек типа А, В, С, Э, Е, Р. В термически окисленном микропорошке кремния и термически окисленном нанопористом кремнии имеются ловушки с энергией активации 0.15 эВ, 0.3 эВ, 0 5 эВ, 0.9 эВ и частотные факторы совпадают по порядку величины для каждого типа ловушек соответственно. Это позволяет предпо дожить одинаковую природу ловушек в этих композитах и отнести ловушки к слою БЮг В термически окисленном микропорошке кремния в отличие от термически окисленного нано-пористого кремния частотный фактор ловушек с энергией активации 1.3 эВ и 1.5 эВ в два раза меньше. Уменьшение величины частотного фактора ловушек можно связать с тем, что этот тип ловушек присутствует на интерфейсе ЭиЭЮз, внутри ЭЮг Сильные различия в значениях энергиях активации и частотного фактора для различных групп ловушек свидетельствует об их различной физико-химической природе ловушек.
Для исследования процессов токопереноса в слоях термически окисленного микропорошка кремния проводились измерения его ВАХ (Рис 3) Эти ВАХ были симметричны относительно оси токов, что подтверждает идентичность контактов к структуре.
ш-1-!-1—--1---Ц Рис 3
! 7 I Г
100___| \__у _ I ВАХ термически
.*/" 1 | | окисленного микропорошка
^ 80---—• ,---.—*-.-I-/-^—
¡.•V ! I* 1 - освещение,300К
* 60---• •---1----л--
/ ■ 1 I 2 - в темноте, 300К.
/ г
40 ¡1 /Г 3 - освещение, 100К.
. т I*
20 ■ / /----1----А-— 4 - в темноте, 100К.
Концентрации ловушек в термически окисленном микропорошке кремния не превышает 1 1*10"(см3) и совпадет по порядку величины с диапазоном концентраций ловушек в аморфной БЮ; [7]. Величина ц электронов для аморфной БЮг не превышала значения 10'" (см2/В*с)[7]. Концентрация ловушек и спектры ИК поглощения окисленного микропорошка кремния свидетельствует о том, что ловушки в диэлектрических прослойках из ЭЮз могут быть обусловлены образующимися разрывами связей 8ьО Значения эффективной подвижности носителей, вычисленные по данным переходных инжекционных токов составили: це|Т = 4,3*10"7(см2/В*с) при ЗООК и ц«ц=2,62* 10"7 (см2/В*с) при 100К. В сравнении с ранее рассмотренными нами оксидокремниевыми композитами, в термически окисленном микропорошке кремния эффективная подвижность превышает на два порядка аналогичные величины. Кон центрация ловушек в термически окисленном микропорошке кремния совпадает по порядку величины со значениями, полученными для термически окисленного нанопористого кремния
Í
! 'Í i « 1 Т j
р ¿i'1 3
г i* ■ i i / 4
i / ; 1 т 1
S ▼ 1 / '
У —1* У, i»" у
О 01 02 03 04 05 06 07 09
V , V О 11
и меньше почти на порядок величины п, полученной нами для термически окисленного меза пористого кремния. Возрастание на два порядка величины эффективной подвижности в термически окисленном микропорошке кремния связано с двумя моментами: во-первых, с меньшей концентрацией ловушек и, во вторых, с меньшими размерами диэлектрических про слоек из ЭЮг. Уменьшение концентрации ловушек в термически окисленном микропорошке кремния обусловлено меньшей разветвленностью межфазных границ и соответственно уменьшением толщин диэлектрических прослоек из ЭЮг. В подтверждение этого свидетельствует тот факт, что величина туннельного тока в термически окисленном микропорошке кремния превалирует при большей температуре, чем в остальных рассмотренных нами окси-докремниевых композитах
О наличия нескольких каналов протекания тока свидетельствует то факт, что в диапа зоне температур от 100К и до Т„еРз=268К температурная зависимость проводимости может быть аппроксимирована с помощью закона туннельного переноса носителей заряда На графиках о(Т) при температурах больших Тпсрз, хорошим приближением является закон
<т=А*ехр
-ВТ
. Подтверждением прыжкового механизма переноса носителей заряда
является линейный вид температурной зависимости проводимости в координатах \псг(т 4)
Энергии активации ловушек, оцениваемые из этой зависимости, составили 0.17 эВ, 0 33 эВ и 0.54 эВ, что хорошо согласуется с данными термоактивационной спектроскопии. При тем пературах больших Т„ерз основным механизмом ответственным за транспорт носителей тока в композите является прыжковый механизм переноса Расчеты величины энергетического диапазона прыжка ДЕпрыж>а по методике[6] для диапазона температур Тпсрз - 600К и значений п, полученных из анализа ВАХ показывают, что прыжки носителей проходят в очень небольшом энергетическом диапазоне АЕ„рыжк, равном 0,018 эВ Ловушки с одинаковой энергией активации распределены геометрически неравномерно по пути прохождения носителей заряда, а прыжки с ловушки на ловушку происходят в узком энергетическом диапазоне ДЕ. прыжка вблизи полуширины запрещенной зоны аморфного диоксида кремния Таким образом, можно сделать вывод, что перенос носителей заряда в термически окисленном микропорошке кремния соответствует прыжковому механизму с переменной длиной прыжка [6].
Основные результаты и выводы.
1. Разработан программно-аппаратный комплекс для исследования термостимулирован-ных и фотостимулированных процессов в неупорядоченных низкоразмерных системах с целью получения данных о свободных и локализованных носителях заряда, а также термически и фотоактивируемых центрах захвата носителей заряда.
2. Предложен способ получения оксидокремниевых композитов на основе матрицы 8Ю2 с включениями нанокластеров кремния различной концентрации и размеров. Вариации числа и размеров нанокластеров кремния достигались путем использования различных исходных материалов и их последующей обработке.
На основе электронно-микроскопических исследований получены данные о числе и размерах нанокластеров кремния в исследуемых структурах. Размеры нанокластеров лежат в диапазоне от 5 нм до 350 им
На основании данных о размерах кластеров сделано предположение о протяженности межфазовой границы (МФГ) БЮ2 в исследуемых структурах, которая оказа лась наибольшей для термически окисленного мезапористого кремния и наименьшей для термически окисленного микропорошка кремния
Показано, что все исследуемые структуры имеют высокую плотность ловушек, характерную для аморфной 8102, которая составляет от 1019 до 1020(см 3) Это позво ляет сделать вывод, что основу ловушек составляют оборванные связи 81-0 в объеме ЭЮ2 и свидетельствует о том, что ограничение переноса носителей заряда происходит в диэлектрических прослойках из аморфной 8Ю2.
Установлено, что значительное количество дополнительных ловушек образуется в результате разрывов связей Б1-0 на МФГ БьЭЮг. Об этом свидетельствует то факт, что наименьшая концентрация ловушек наблюдается в термически окисленном микропорошке кремния, имеющем наименьшую протяженность МФГ 81-8102. В тоже время наибольшая плотность ловушек отмечена в структурах термически окисленного мезапористого кремния, для которого характерна наибольшая протяженность МФГ 81-8102
Показано, что во всех типах структур присутствуют ловушки с большим разбросом энергии активации от 0.15 эВ до 1.5 эВ. При этом отсутствует четкая корреляция между значениями энергии активации и типом исследуемой структуры. Вместе с тем, можно отметить явное соответствие между типом структуры и значениями частотного фактора ловушек. Это соответствие заключается в том, что существенно меньшие зка чения частотного фактора (на порядок меньшие) наблюдаются для ловушек преобладающих в термически окисленном мезапористом кремнии Это также, в меньшей степени, характерно для структур содержащих термически окисленный нанопористый кремний. При этом в первом случае, понижение частотного фактора характерно для ловушек с энергиями активации в диапазоне от 0 15эВ до 0 6 эВ Во втором случае, это относится к ловушкам с энергией активации от 1.3 эВ до 1 5 эВ Такое изменение частотного фактора коррелирует с протяженностью МФГ 5Ю2 Это позволяет предположить, что подобное снижение частотного фактора характерно для ловушек связанных с оборванными связями 81-0 на МФГ 51-8102, и обусловлено иным характером атомного окружения для ловушек расположенных в объеме 8Ю2 и на МФГ 8Ю2.
Установлено, что подвижность носителей зарядов в структурах на основе термически окисленного мезапористого кремния и термически окисленного нанопористого кремния имеют близкие значения по порядку величины и соответствуют подвижности на блюдаемой в аморфной 8Ю2. В термически окисленном микропорошке кремния на-
блюдается наибольшая подвижность носителей заряда, превышающая на 3 порядка величину подвижности для аморфной 8Ю2. Во всех исследуемых типах оксидокрем-ниевых композитов перенос носителей заряда происходит с участием двух механизмов: туннелирование носителя через трапециевидный барьер и прыжковый перенос по системе локализованных состояний вблизи полуширины запрещенной зоны диэлектрика В соответствие со значениями подвижности аморфной в 8102, а также характером температурной зависимости проводимости в термически окисленном меза-пористом кремнии и термически окисленном нанопористом кремнии преобладающим механизмом при температуре большей 256К и 262К является прыжковый механизм переноса по системе оборванных связей 31-0 В структурах с термически окисленным микропорошком кремния при температурах меньших 268К доминирующим ме ханизмом переноса является туннельный перенос носителей заряда через прослойки 8Ю2, что подтверждается высокими значениями эффективной подвижности носителей заряда и характером температурной зависимости проводимости. При этом основной причиной резкого увеличения эффективной подвижности носителей заряда и преобладания туннельного механизма является уменьшение разветвленности МФГ 81-8Ю2 и уменьшение толщин диэлектрических прослоек из 8102. 9. Показано, что, изменяя характер исходного материала, удается влиять на структуру композитов (количество и размеры нанокластеров кремния) и тем самым в широких пределах изменять электрофизические свойства композитов (концентрацию ловушек, эффективную подвижность носителей, энергию активации ловушек, частотный фактор ловушек). Это позволяет их использовать в различных областях микроэлекгрони ки. Из полученных данных следует, что термически окисленный микропорошок кремния вследствие наличия у него наименьшей концентрации ловушек и имеющий наибольшую подвижность носителей заряда наиболее подходит для создания на его основе ИК микроболометров. Термически окисленный мезапористый кремний имея наибольшую концентрацию ловушек и наименьшую подвижность носителей заряда более пригоден для создания функциональных устройств электроники, использующих эффект памяти. Термически окисленный нанопористый кремний, имеющий концентрацию ловушек, сравнимую с Ш в термически окисленном микропорошке кремния и эффективную подвижность носителей заряда меньшую почти на порядок наиболее подходит для использования его в качестве матрицы для внедрения в него активных диэлектриков. Это позволит создать на его основе оксидокремниевый композит с се-гнетоэлектрическими свойствами
Список цитируемой литературы.
1 Хребтов И А , Маляров В Г // Оптический журнал, 1997,т 64,№6,с 3-17
2. МаляровВ Г, ХребтовИ.Г., Зернов В Ю , Куликов ЮВ , Шаганов ИИ//Прикладная физика, 2000, № 5, с. 62 69.
3. Михайловская Е.В., Индутный И.З., Шепелявый П.Е.// Журнал технической физики,
2003,том 73,вып 2,стр.129-132. 4 Михеева О П, Сидоров А И // Журнал технической физики, 2003, том 73,вып 5, стр 79 83.
5. М.Ламперт, ПМарк, Инжекционные токи в твердых телах, М., Мир, 1973,с. 413
6. В.Ф. Корзо, В.Н Черняев, Диэлектрические пленки в микроэлектронике, М.,Энергия, 1977, с 367.
7. А.П.Барабан, П.П. Коноров, А А. Кручинин Электронные процессы в структуре Б^БЮг в сильных электрических полях//Оптоэлектроника и полупроводниковая техника,1985,№7
Список работ в реферируемых журналах по теме диссертации.
1. Л.М.Сорокин, Л В.Григорьев, А.Е.Калмыков, В.И.Соколов
«Исследование структурных свойств и токового транспорта в нанокомпозите, сформированного на поверхности кремния посредством окисления пористого слоя» ФТТ, 2005,т 47 ,вып 7,с 1316-1322
2. Л.В.Григорьев, И М.Григорьев, М В.Заморянская, В.И Соколов, Л.М.Сорокин «Транспортные свойства окисленного пористого кремния» Письма в ЖТФ,2006,т. 32,вып 17,с 33-41
3. В И.Соколов, Л.М.Сорокин, А.Е.Калмыков, Л В.Григорьев
«Транспортные свойства гетерогенной композиции - термически окисленного микропорошка ЭЬ) Письма в ЖТФ, 2007, т 33,вып 5,с 31-40 4 Сорокин Л М., Соколов В И., Калмыков А.Е , Бурцев А.П, Григорьев Л В.
«Модификация пористого кремния в результате лазерного воздействия» Письма в ЖТФ, 2007, т.33,вып.24,с 69-76.
Подписано в печать 10.09.2008 г. Заказ № 46.
1 п л Тираж 100 экз.
Отпечатано на факультете философии и политологии СПбГУ. 199034, С -Петербург, Менделеевская лин, д 5
Введение.
Глава1 Элементарная теория электрофизических процессов протекающих в оксидокремниевых композитах.
I ^ I
§1.1 Распределение электрических полей в неупорядоченном, неоднородном композиционном материала со случайными дефектами.
§ 1.2. Элементарная теория токов термостимулированной проводимости и термостимулированной деполяризации в высокоомных неупорядоченных материалах.
§1.3 Элементарная теория прыжкового транспорта в оксидокремниевом композите.
§ 1.4 Элементарная теория туннельного переноса носителей заряда в гетерогенных системах.
§1.5 Элементарная теория переходных инжекционных токов в твердом теле.
§1.6 Токи в диэлектриках, ограниченные пространственным зарядом.
Выводы к главе 1.
Глава 2 Разработка новых методик численной обработки данных термоактивационной токовой спектроскопии.
§2.1.Численное восстановление энергетического спектра по кривой термостимулированного тока, измеренного в режиме произвольной скорости нагревания.
§ 2.2. Численное восстановление функции распределения электрически активных дефектов по частотному фактору.
§2.3. Исследование устойчивости численного восстановления энергетического спектра по кривой термоактивационного тока.
§2.3. Гибридный способ восстановления двумерной кривой функции распределения по энергии активации и но частотному фактору.
Выводы к главе 2.
Глава 3 Описание технологии приготовления образцов и экспериментальных установок для исследования токопереноса в оксидокремниевом композите.
§3.1 Технология приготовления образцов окисленного пористого кремния.
§3.2 Технология приготовления образцов окисленного микропорошка кремния.
§3.3 Установка для исследования статических В АХ в высокоомном композите.
§3.4 Установка для исследования термостимулированных процессов в оксидокремниевом композите.
§3.5 Установка для исследования переходных инжекционных токов в оксидокремниевом композите.
Выводы к главе 3.
Глава 4 Исследование структурных и транспортных свойств термически окисленного нанопористого кремния.
§4.1 Токи термостимулированной проводимости термически окисленного нанопористого кремния.
§4.2 Исследование стационарных ВАХ.
§4.3 Переходные токи в термически окисленном нанопористом кремнии.
§4.4 Обсуждение природы дефектов и модель переноса носителей заряда в термически окисленном пористом кремнии.
Выводы к главе 4.
Глава 5 Исследование структурных и транспортных свойств термически окисленного мезапористого кремния.
§5.1 Структура термически окисленного мезапористого кремния.
§5.2 Токи термостимулированной проводимости термически окисленного мезапористого кремния.
§5.3 Исследование стационарных ВАХ.
§5.4 Переходные токи в термически окисленном мезапористом кремнии.
§5.5 Обсуждение природы дефектов и модель переноса носителей заряда в термически окисленном мезапористом кремнии.
Выводы к главе 5.
Глава 6 Исследование структурных и транспортных свойств термически окисленного микропорошка кремния.
§6.1 Структура термически окисленного микропорошка кремния.
§6.2 Токи термостимулированной проводимости термически окисленной микропорошковой кремниевой композиции.
§6.3 Исследование стационарных ВАХ.
§6.4 Переходные токи в термически окисленной микропорошковой кремниевой композиции.
§6.5 Обсуждение природы дефектов и модель переноса носителей заряда в термически окисленном микропорошке кремния.
Выводы к главе 6.
Актуальность проблемы.
В последнее время возрос интерес к созданию малогабаритных тепловизионных камер и инфракрасных (ИК) приемных устройств, в которых в качестве чувствительного элемента используются матрицы из неохлаждаемых тепловых приемников излучения (ТПИ). К ТПИ относят термопары и болометры, оптико-акустические и пироэлектрические приемники. Наиболее просты в изготовлении и поэтому широко распространены матричные микроболометрические пироэлектрические ИК-приемники. В настоящее время активно создаются матрицы ТПИ по технологии микроэлектромеханических систем (MEMS), позволяющие достичь параметров (по чувствительности, быстродействию и шумам), близких к теоретическому пределу для неохлаждаемых ТПИ.
Конструктивно ТПИ состоит из тонких чувствительного и поглощающего слоев. Основным преимуществом таких приемников излучения является то, что они работают без системы криогенного охлаждения, что существенно уменьшает его вес и стоимость, упрощает построение ИК приемного модуля и, в конечном счете, приводит к более надежной работе всего приемного модуля в целом. В отличие от фотонных приемников излучения ТПИ не имеют границы длинноволновой чувствительности.
Тем не менее, наличие нескольких слоев в ТПИ существенно ухудшает его теплофизические свойства. Это обстоятельство, прежде всего, выражается в увеличении теплоемкости и приводит к увеличению инерционности отклика прибора на его основе. В этой связи, весьма перспективной является разработка новых композиционных материалов, совмещающих в себе функции поглощающего и термочувствительного слоев, а также совместимых с существующей кремниевой технологией в микроэлектронике. Такими материалами могут являться неоднородные металлодиэлектрические пленки. Такие металлодиэлектрические пленки обладают высоким коэффициентом поглощения в ИК-области и повышенным, по сравнению с металлическими пленками, значением ТКС, что позволяет осуществить с помощью одного слоя поглощение ИК-излучения и формирование ^ ' электрического сигнала. Однако работы по созданию металлодиэлектрических материалов V! пока еще не вышли за рамки лабораторных исследований. Кроме того, при попытках использования металлодиэлектрических пленок возникает проблема состыковки ТПИ и усилительного модуля, как правило, изготовленного по кремниевой технологии.
С нашей точки зрения, более перспективными материалами для создания неохлаждаемых ТПИ могут быть оксидокремниевые композиты, которые могут быть получены путем окисления либо слоя пористого кремния, либо микропорошка кремния. В этом случае может быть достигнута их совместимость с существующей кремниевой технологией в микроэлектронике. При использовании оксидокремниевого композита обеспечивается больший ТКС по сравнению с металлодиэлектрическими композициями. Однако нам неизвестны публикации, в которых бы подробно исследовались электрофизические свойства оксидокремниевых композитов, по которым можно судить о возможностях их применения в ТПИ.
Таким образом, исследования электрофизических свойств оксидокремниевых композитов, определяющих их возможности использования в ТПИ, является актуальной задачей, особенно в связи с возрастающей ролью матриц неохлаждаемых ТПИ в микроминиатюрном исполнении. При этом одним из основных процессов, определяющих рабочие свойства ТПИ, является процесс токопереноса, в котором основополагающую роль играют процессы захвата, рекомбинации носителей заряда с участием ловушек как центров захвата.
Целью диссертационной работы являлось установление основных закономерностей переноса носителей заряда, а также выяснение природы ловушек и механизма их участия в процессах переноса носителей заряда, как в окисленном микропорошке кремния, так и в окисленном пористом кремнии при вариации в широких пределах степени пористости и морфологии пор в исходном пористом кремнии.
В этой связи, основными задачами работы являлись:
1. Разработка программно-аппаратного комплекса для исследования термостимулированных и фотостимулированных процессов в неупорядоченных низкоразмерных системах с целью получения данных о свободных и локализованных носителях заряда, а также термически и фотоактивируемых центрах захвата носителей заряда (ловушках).
2. Исследование параметров ловушек в оксидокремниевых композитах (гетерогенных композициях Si-SiC>2), включающих энергию активации, концентрацию, сечения захвата и частотный фактор ловушек, которые оказывают существенное влияние на процессы токопереноса.
3. Выяснение закономерностей переноса носителей заряда в оксидокремниевых композитах различной морфологии, полученных по методам различных технологий формирования окисленного пористого кремния и окисленного микропорошка кремния.
Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения.
Основные результаты и выводы диссертации.
1. Разработан программно-аппаратный комплекс для исследования термостимулированных и фотостимулированных процессов в неупорядоченных низкоразмерных системах с целью получения данных о свободных и локализованных носителях заряда, а также термически и фотоактивируемых центрах захвата носителей заряда.
2. Предложен способ получения оксидокремниевых композитов на основе матрицы SiC>2 с включениями нанокластеров кремния различной концентрации и размеров. Вариации числа и размеров нанокластеров кремния достигались путем^ использования различных исходных материалов и их последующей обработке.
3. На основе электронномикроскопическеских исследований получены данные о числе и размерах нанокластеров кремния в исследуемых структурах. Размеры нанокластеров лежат в диапазоне от 5 нм до 350 нм.
4. На основании данных о размерах кластеров Si сделано предположение об относительной протяженности границ Si-SiC>2 в исследуемых структурах играющее важную роль в формировании их электрофизических свойствах. В соответствии в полученными данными наибольшая протяженность границ характерна для термически окисленного мезапористого кремния, а наименьшая для термически окисленного микропорошка кремния.
5. Показано, что все исследуемые структуры имеют высокую плотность ловушек, характерную для аморфной Si02j которая составляет от 1019 до Ю20(см"3). Это позволяет сделать вывод, что основу ловушек составляют оборванные связи Si-O в объеме SiC>2 и свидетельствует о том, что ограничение переноса носителей заряда происходит в диэлектрических прослойках из аморфной SiC>2.
6. Установлено, что значительное количество дополнительных ловушек образуется в результате разрывов связей Si-Она межфазовой границе (МФГ) Si-SiCb- Об этом свидетельствует то факт, что наименьшая концентрация ловушек наблюдается в термически окисленном микропорошке кремния, имеющем наименьшую протяженность МФГ Si-Si02. В тоже время наибольшая плотность ловушек отмечена в структурах термически окисленного мезапористого кремния, для которого характерна наибольшая протяженность МФГ Si-Si02
7. Показано, что во всех типах структур присутствуют ловушки с большим разбросом энергии активации от 0.15 эВ до 1.5 эВ. При этом отсутствует четкая корреляция между значениями энергии активации и типом исследуемой структуры. Вместе с тем, можно отметить явное соответствие между типом структуры и значениями частотного фактора ловушек. Это соответствие заключается в том, что существенно меньшие значения частотного фактора (на порядок меньшие) наблюдаются для ловушек преобладающих в термически окисленном мезапористом кремнии. Это также, в меньшей степени, характерно для структур содержащих термически окисленный нанопористый кремний. При этом в первом случае, понижение частотного фактора характерно для ловушек с энергиями активации в диапазоне от 0.15эВ до 0.6 эВ. Во втором случае, это относится к ловушкам с энергией активации от 1.3 эВ до 1.5 эВ. Такое изменение частотного фактора коррелирует с протяженностью МФГ Si-Si02. Это позволяет предположить, что подобное снижение частотного фактора характерно для ловушек связанных с оборванными связями Si-O на МФГ Si-Si02 и обусловлено иным характером атомного окружения для ловушек расположенных в объеме Si02 и на МФГ Si-Si02.
8. Установлено, что подвижность носителей зарядов в структурах на основе термически окисленного мезапористого кремния и термически окисленного нанопористого кремния имеют близкие значения по порядку величины и соответствуют подвижности наблюдаемой в аморфной Si02. В термически окисленном микропорошке кремния наблюдается наибольшая подвижность носителей заряда, превышающая на 3 порядка величину подвижности для аморфной Si02. Во всех исследуемых типах оксидокремниевых композитов перенос носителей заряда происходит с участием двух механизмов: туннелированию носителя через трапециевидный барьер и прыжковому переносу по системе локализованных состояний вблизи полуширины запрещенной зоны диэлектрика. В соответствие со значениями подвижности в аморфной S1O2, а также характером температурной зависимости проводимости в термически окисленном мезапористом кремнии и термически окисленном нанопористом кремнии преобладающим механизмом при температуре большей 256К и 262К является прыжковый механизм переноса по системе оборванных связей Si-O. В структурах с термически окисленным микропорошком кремния при температурах меньших 268К доминирующим механизмом переноса является туннельный перенос носителей заряда через прослойки Si02, что подтверждается высокими значениями эффективной подвижности носителей заряда и характером температурной зависимости проводимости. При этом основной причиной резкого увеличения эффективной подвижности носителей заряда и преобладания туннельного механизма является уменьшение разветвленности МФГ Si-Si02 и уменьшение толщин диэлектрических прослоек из Si02.
9. Показано, что, изменяя характер исходного материала, удается влиять на структуру композитов (количество и размеры нанокластеров кремния) и тем самым в широких пределах изменять электрофизические свойства композитов (концентрацию ловушек, эффективную подвижность носителей, энергию активации ловушек, частотный фактор ловушек). Это позволяет их использовать в различных областях микроэлектроники. Из полученных данных следует, что термически окисленный микропорошок кремния вследствие наличия у него наименьшей концентрации ловушек и имеющий наибольшую подвижность носителей заряда наиболее подходит для создания на его основе ИК микроболометров. Термически окисленный мезапористый кремний имея наибольшую концентрацию ловушек и наименьшую подвижность носителей заряда более пригоден для создания функциональных устройств электроники, использующих эффект памяти. Термически окисленный нанопористый кремний, имеющий концентрацию ловушек, сравнимую с nt в термически окисленном микропорошке кремния и эффективную подвижность носителей заряда меньшую почти на порядок наиболее подходит для использования его в качестве матрицы для внедрения в него активных диэлектриков. Это позволит создать на его основе оксидокремниевый композит с сегнетоэлектрическими свойствами.
1. Хребтов И.А., Маляров В.Г. // Оптический журнал, 1997,т.64, №6, с.3-17.
2. МаляровВ.Г., Хребтов И.Г., Зернов В.Ю., Куликов Ю.В., Шаганов И.И.// Прикладная физика, 2000, № 5, с. 62-69.
3. Liddiard К.С.// Infrared Phys,1996,vol.26,Nl,p.3-49.
4. Liddiard K.C, Unewiesse M.H., Reinhold 0.//Proc.SPIE 1994, vol. 2225, p.62-71.
5. Shepeliavyi P.E., Michailovskaya K.V., Indutnyi I.Z. // Intern. Conferences "Advansed Materials", Kiev, 1999, p.92.
6. Михайловская E.B., Индутный И.З., Шепелявый П.Е.// Журнал технической физики,2003,том 73,вып.2,стр.129-132.
7. Михеева О.П., Сидоров А.И. // Журнал технической физики, 2003, том 73,вып.5, стр.79-83.
8. Сканави Г.И., Физика диэлектриков, М.Гос. изд-во лит., 1958, т.2, с.830.
9. Вертопрахов В.Н., Сальман Е.Г. "Термостимулированные токи в неорганических веществах." Новосибирск, Наука, 1979, 336 с.
10. Гороховатский Ю.А., Бордовский Г.А., "Термостимулированная токовая спектроскопия высокоомных полупроводников и диэлектриков", М., Наука, 1991г., 248с.
11. Jonsher А.К., Walley Р.А. //J.Non.-Cryst.Solids,1969,v.l,p.662-669.
12. Pike G.E. //Phys.Rev.B.,1972,v.6,№ 4, p.1572-1580.
13. Iglis G.B., Williams F.,//J.Non.-Cryst.Solids,1971, v.5,p.313-327.
14. Shante V.K.//Phys.Letters,1973,v.43A,№3,p.249-251.
15. Корзо В.Ф., Дроздов В.А., Лященко Г.Н., Дроздов. М.А.// ИСЛ №002141,1971,с.1-6.
16. Лященко Г.А., //Изв.Вузов СССР.Физика,1972,№5,с161-163.
17. В.Ф.Корзо, В.Н. Черняев, «Диэлектрические пленки в микроэлектронике», М., Энергия, 1977, с.367.
18. Muller R.S.//Solid State Electronics,1963,v.6,№l,p.25.
19. Lampert M.A.// Phys.Rev.,1956,v.l03,№6,p.l648.
20. Мотт Н.,Дэвис Э.,Электронные процессы внекристаллических веществах. М.,Мир,1974,с.472
21. Шкловский Б.И.,Эфрос A.JL, «Электронные свойства легированных полупроводников.» М., Наука, 1979,с.416
22. Аморфные полупроводники: пер.с анг. Под.ред. М.Бродски., М. Мир.,1982,с.419.
23. Hill R.M.//Phil.Mag.,1971,v.24, N192, р.1307-1325.
24. Шкловский Б.И.,Эфрос A.JI., Теория протекания и проводимость в сильно неоднородных средах // УФН,1975,т.117, вып.3,с.401-435.
25. Шкловский Б.И., ФТП, 1976,т.10,№10,с.1440-1448.
26. Шкловский Б.И., ФТП, 1979,т.13,вып.1,с.93-97.
27. Pollak М., Riess I.//J.Phys.C,1976,v.9,p.2339-2352.
28. Frenkel Y.I.//Phys.Rev.,1938,v.54,p.647-648.
29. Hill R.M. //Phil.Mag.,1971,v,23,N,181,p.59-86.
30. Hippel A.// J.Phys.Chem.,1955,v.30,№4,p.586-601.
31. Pollak M.,Pike G.E.//Thin Solid Films, 1968,v.2,p.457-466.
32. Sommerfeld A.,Bethe// Hadbuch der Physic,1933,s.450
33. Holm R.J.//J.Appl. Phys., 1951 ,v.22,№5,p569.
34. Simmons J.G.//J.Appl.Phys,l 963,v.34,№6,p. 1793
35. Simmons J.G.//J.Appl.Phys,1963,v.34,№9,p.2581
36. Stratton R.J.//Phys.Rev.,v. 136,№3a,p.837.
37. Иогансен Л.В.,ЖЭТФ,1963,т.45,вып.2(8),с.207
38. Иогансен Л.В.,ЖЭТФ,1964,т.47,вьт.1(7),с.270
39. Davis R.H., Hosak H.H.//J.Appl.Phys.,1963,v.34,№4,p.864.
40. Penley J.C.//Phys.Rev.,1962,v.l28,№2,p.596.
41. Ламперт M., Марк П. Инжекционные токи в твердых телах, М.,Мир,1973,с.411.
42. Тихонов А.Н. "Об устойчивости обратных задач" ДАН ССР 1943, т.39, №5, с.195-198
43. Тихонов А.Н. О решении непрерывно поставленных задач и о методе регуляризации", ДАН СССР 1963, т. 151, №3, с.501-504.
44. Тихонов А.Н. О решении непрерывно поставленных задач и о методе регуляризации", ДАН СССР 1963, т.153, №1,с.49-52.
45. Пшеничный Б.Н., Данилин Ю.М. "Численные методы в экстремальных задачах", М„ Наука, 1975г., 318с.46. .Аоки М."Введение в методы оптимизации", М., Наука, 1977г.
46. Поллак Э. "Численные методы оптимизации. Единый подход.", М., Мир, 1974
47. Гилязов С.Ю.Численные методы решения некорректных задач, М. Наука, 1989.с280
48. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. "Численные методы решения некорректных задач"
49. Гороховатский Ю.А., Григорьев JI.B.// Мат. Международной Научно-Технической конференции по электрической релаксации в высокоомных материалах «Релаксация-94»,СПб.,1994,с.60-61.
50. ReversA.G.//Phys.Stat.Solid,1980,v.57,p.235-243.
51. Nagi K.L.,White C.T.//J.Appl.Phys.,1981,v.52,#l,p.320-337.
52. O'Reilly E.P.//Phys.Rev.B.,1987,v.27,#6,p.3780-3795.
53. Hubner K.//J.Phys.C.,184,v.l7,p.6553-6559.
54. Pantelides S.T. "The physics of Si02 and its interfaces.", Percamon Press, New York, 1978,p.425.
55. А.П.Барабан, П.П Коноров, A.A. Кручинин./Юптоэлектроника и полупроводниковая техника, 1985, №7.
56. Вентер Е.Ф., Оптоэлектроника и полупроводниковая техника, Киев,2001,36.
57. Anderson P.W.//Phys.Rev.Lett.,1975,v.34,#15,p.953-955.
58. Lucovsky G.//Phil.Mag.,1979,v.39#6p.513-530
59. Lucovsky G.//J.Non.Cryst Sol.,1980,v.36,p.825-830.
60. Rafid M.A., Tsuchiya Y., Mizuta H.//Appl. Phys. Lett.,2005,87,182101.
