Исследование радиационно-термических процессов формирования ионно-легированных слоёв n-GaAs тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Министерство образования Российской Федерации Сибирский физико-технический институт при Томском государственном университете

На правах рукописи

РН:« ОД

I"ооо

Ардышев Михаил Вячеславович ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ИОННО-ЛЕГИРОВАННЫХ

СЛОЁВ п-СаАв

Специальность 01.04.10- физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Томск-2000

Работа выполнена в Сибирском физико-техническом институте при Томском государственном университете и Научно-исследовательском институте полупроводниковых приборов (г.Томск).

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

Хлудков С.С.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Брудный В.Н.

кандидат физико-математических наук

Карлова Г.Ф.

Ведущая организация: Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана

Защита состоится «'(()» .^и-ЯЛ 2000 г. на заседании диссертационного совета К 063.53.05 в Томском госуниверситете (634050, Томск, пр.Ленина, 36)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Томского госуниверситета

Автореферат разослан «чЯ» .М-Р, ^¿ч 2000 г.

Учёный секретать диссертационного совета ОРЬияшмс) Анохина И.Н.

Шд. 351.4-6 03

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Известно,что одной из фундаментальных проблем радиационного материаловедения является изучение ионизационных процессов в полупроводниках при воздействии радиации. Важным направлением в рамках указанной проблемы является исследование воздействия интенсивной радиации (т.н. радиационный отжиг с помощью мощных источников электронов допороговых энергий или фотонов оптического диапазона) для получения ионно-легированных слоев (ИЛС) в полупроводниках, в частности, в ОаАэ. В этом случае в полупроводнике образуется высокая концентрация электронных возбуждений (неравновесные носители заряда, плазмоны, Оже-процессы и др.), релаксация энергии которых приводит, в конечном итоге; к нагреву материала.

Несмотря на то, что по этому направлению накоплен достаточно большой теоретический и экспериментальный материал, влияние электронных возбуждений на поведение примеси и дефектов в имплантированном ОаАэ при радиационном отжиге в изотермическом режиме практически не исследовалось. Анализ показывает, что большинство исследователей результаты этого вида отжига интерпретируют, исходя из термофлуктуационного механизма. При этом роль ионизационных эффектов при формировании ИЛС п-ОаАэ считается пренебрежимо малой. Тем не менее, ряд экспериментальных результатов, имеющих принципиальное значение, трудно объяснить в рамках этого механизма. Например, при изотермическом радиационном отжиге ОаАэ, имплантированного кремнием, наблюдается высокая степень электроактивации примеси и уширение её концентрационного профиля. Оценки показывают, что коэффициент диффузии кремния оказывается аномально большим по сравнению с термическим отжигом при той же температуре. Кроме этого, остаётся недостаточно изученным вопрос об остаточных дефектах в ИЛС п-ОаАэ после радиационного отжига.

Учитывая научную и практическую значимость этих вопросов, важно установить природу этих явлений, определить закономерности их протекания, выяснить роль ионизации и других внешних (например, вид и условия проведения радиационного отжига), а также внутренних (в частности, роль параметров исходного материала) факторов.

В этой связи целью данной работы является исследование активационных процессов и факторов, влияющих на их протекание, при изотермическом радиационном отжиге ваАБ, имплантированного донорными примесями, и возмож-

ности реализации выявленных закономерностей в изготовлении структур арсе-нидогаллиевых приборов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование особенностей формирования ионно-легированных слоёв п-ваАз при отжиге с помощью источников некогерентного излучения оптического диапазона (фотонный отжиг) и с помощью электронных пучков с энергией частиц ниже порога дефектообразования (электронный отжиг).

2. Выявление доминирующих факторов, определяющих протекание актива-ционных процессов в имплантированных слоях при изотермическом радиационном отжиге.

3. Исследование радиационно-термических технологий создания полупроводниковых структур арсенида галлия для решения практических задач микроэлектроники.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследований: измерения концентрационных профилей методом вольт-фарадных характеристик, температурной зависимости подвижности и концентрации электронов методом Ван дер Пау, а также рентгеновский метод для определения напря-

Научная новизна результатов работы.

1. Показана роль ионизации в диффузионном перераспределении и электроактивации примесей, имплантированных в ваАз, при радиационном отжиге. Уточнён механизм ускорения этих процессов.

2. Выявлено влияние интенсивности воздействующей радиации, уровня дефектности исходного материала, а также механических напряжений в структуре диэлектрик-ОаАз на диффузионные характеристики ионно-легированных слоёв п-ваАз.

3. Обнаружено уменьшение концентрации центров рассеяния электронов в ионно-легированных слоях ваАз после фотонного отжига по сравнению с термическим отжигом.

Научно-практическая значимость работы.

Выявленные закономерности образования ионно-легированных слоёв п-СаАэ при радиационном отжиге использованы при изготовлении структур полевых транзисторов с барьером Шоттки и структур варикапов с обратным градиентом концентрации примеси.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Увеличение коэффициента диффузии и степени электроактивации кремния и серы, имплантированных в арсенид галлия, связано с понижением потенциальных барьеров для этих процессов, которое обусловлено высокой концентрацией ионизованных атомов и сильным электрон-фононным взаимодействием.

2. Механические напряжения в структуре диэлектрик-ОаАз при электронном отжиге приводят к уменьшению диффузионной длины и степени электроак-гивации атомов имплантированной примеси в полупроводнике вблизи границы раздела материалов. Причём указанные характеристики примесных атомов зави-:ят от типа, примесного состава и метода нанесения диэлектрика.

3. Фотонный отжиг ОаАэ, имплантированного кремнием, по сравнению с термическим отжигом, приводит к снижению концентрации центров рассеяния шектронов типа заряженных точечных дефектов и неоднородностей Вайсберга. концентрация этих центров зависит от уровня дефектности исходного материа-га, температуры проведения фотонного отжига. При дополнительном фотонном зтжиге ионно-легированных слоев, сформированных термическим отжигом, троисходит уменьшение концентрации неоднородностей Вайсберга, а концентра-щя заряженных точечных дефектов не изменяется.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 9 Междуна-юдной конференции «Радиационная физика и химия неорганических материа-[ов» РФХ-9 (г. Томск, 1996); на Всероссийской конференции по твёрдотельным ¡атчикам ионизирующих излучений ТТД-97 (г. Екатеринбург, 1997); на Между-¡ародной конференции «Радиационно-термические эффекты и процессы в неор-анических материалах» (г. Томск, 1998); на Международном симпозиуме «Прин-;ипы и процессы создания неорганических материалов (Первые Самсоновские [тения)» (г. Хабаровск, 1998); на 4 Международной научно-технической конфе-енции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-98 (г. Но-осибирск, 1998); на Седьмой Российской конференции «Арсенид галлия» «ОаАэ-9» (Томск, 1999).

Публикации.

Основные результаты работы изложены в 14 публикациях. В коллективных аботах автору принадлежат результаты, отражённые в защищаемых положениях выводах диссертации.

з

Личное участие автора.

Представленные в диссертации результаты получены автором в сотрудничестве с работниками СФТИ им. В.Д.Кузнецова (г.Томск) и ГНПП «НИИПП» (г.Томск). Личный вклад автора включает: подготовку образцов и проведение измерений, обработку экспериментальных данных, обсуждение полученных результатов и подготовку их к печати, обобщение представленного в диссертации материала.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 18 таблиц и библиографию ,включ ающую 90 наименований литературных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновываются выбор темы диссертации, её актуальность, цель и задачи исследований, научная новизна полученных результатов, их практическая ценность, приводятся защищаемые положения, описана структура диссертации.

тз Гттзро 1 приведён с5;ср глгтсратурпых доппыл ни свойствам ионно-леги-рованных слоев арсенида галлия после радиационного отжига в адиабатическом и изотермическом режимах реализации, поведение примеси и дефектов в слоях. Констатируется, что ряд экспериментальных результатов по изотермическому радиационному отжигу не может быть удовлетворительно объяснён в рамках существующих представлений о процессах, протекающих в материале при отжиге. На основании анализа литературных данных сформулированы цель и задачи исследований диссертационной работы.

В Главе 2 представлены характеристики объектов исследований, промышленных и экспериментальных установок для имплантации ионов, для нанесения диэлектрических покрытий и для проведения изотермического радиационного и термического отжигов, а также методы исследований свойств ионно-легирован-ных слоев СаАз..

Объектами исследований являлись пластины полуизолирующего СаАз, параметры которого соответствуют ТУ 48-4276-82, а также плёнки эпитаксиально-го ОаАБ, полученные методом эпитаксии из газовой фазы на полуизолирующих подложках этого материала. Толщина плёнок составляла 3-11 мкм, концентрация

фоновой примеси не превышала 1014 см'3, подвижность электронов была около 6300 см2В"'с"'. Исследуемые образцы были ориентированы в плоскости (100).

Имплантацию ионов кремния (28Б1) и серы (32Б) выполняли на установке «Везувий-5» (НИШ 111, г.Томск) при комнатной температуре с энергией 30-100 кэВ, дозой 1 1012 - 4 1013 см"2 с плотностью ионного тока не более 1 мкА см*2. При имплантации пластины (ЮО)-ОаАз размещали под углом 10° относительно направления ионного пучка с последующим их разворотом на угол 35° вокруг кристаллографической оси [100]. Из соответствия измеренных концентрационных профилей электронов после термического отжига с расчётным профилем концентрации внедрённого кремния следует, что данная процедура позволила практически исключить осевое и плоскостное каналирование ионов.

Перед отжигом на пластины ОаАэ наносили диэлектрические плёнки БЮг из плёнкообразующего раствора или плазмохимическим методом, а также плёнки катодным распылением в трёхэлектродной системе в атмосфере активированного азота (ТАСУР, г.Томск). Термический отжиг выполняли в печах СДО-125/3 при температуре 800°С в течение 30 мин в потоке водорода. Фотонный отжиг проводили, в установке «Импульс-5» (НИИПП), оснащённой галогенными лампами мощностью 1 кВт, при температурах 500-925°С в течение 9-30 с в атмосфере азота. Электронный отжиг осуществляли в установке «Модуль» (ИСЭ ТФ СО РАН, г.Томск) с энергией электронов в пучке 10 кэВ, с плотностью мощности 6.8 - 8.8 Вт см"2 в течение 9-17 с в вакууме 10"5 Па.

После отжига проводили измерения подвижности и концентрации электронов в диапазоне температур 80-400 К методом Холла - Ван дер Пау. Систематическая погрешность измерений не превышала 18%. Измерения концентрационных профилей электроактивной примеси выполняли вольт-фарадным методом на автоматизированной установке межоперационного контроля ФЫМ 1.140.02 (НИИПП). Для этого на пластинах с применением фотолитографических процессов изготавливали барьеры Шоттки (БШ) площадью 100x100 мкм2, окружённые омическими контактами (ОК). В качестве металлизации барьеров и контактов использовали сплав АиСе+14%№, который наносили термическим испарением в вакууме. При формировании БШ проводили термообработку при 270°С в течение 2 мин. ОК получали вжиганием в атмосфере водорода при 450°С в течение 2-5 мин. Погрешность измерений концентрационных профилей электронов не превышала 5.8%. Для измерения напряжений в структуре диэлектрик-полупроводник использовали двухкристальный рентгеновский спектрометр (ДКС), с по-

мощью которого измеряли радиус кривизны по угловому разрешению пика рент геновского отражения.

В Главе 3 приведены результаты исследований генерации неравновесных но сителей заряда и кинетики нагрева образца, а также поведения примеси и дефек тов при фотонном и электронном отжигах имплантированного GaAs.

Из расчётов взаимодействия нерелятивистских электронов с имплантиро ванным GaAs, с учётом неупруго отражённых электронов, следует, что, во-пер вых, в полупроводнике генерируются неравновесные носители заряда (ННЗ) с концентрацией 1019 - Ю20 см'3, и, во-вторых, что, начиная с энергии электронов i кэВ, профиль поглощённой энергии перекрывает концентрационный профшц внедрённой примеси. Высокая концентрация ННЗ в полупроводнике при воздействии излучения высокой энергии (более 5 кэВ) обусловлена, вероятно, ионизацией внутренних (К-, L-, М- и т.д.) оболочек атомов матрицы, а также развитием каскада ионизации вторичными электронами. Таким образом, при электронном отжиге (ЭО) GaAs образуется высокая концентрация ННЗ. При этом радиационный отжиг осуществляется за время t более 10'3 с. В этом случае, тепловое поле распространяется на всю толщину пластины (400 мкм), и реализуется т.н. ши^-рушчлшй (диффузионный) режим отжига. При t > 10'3 с теплопроводностью, связанной с ННЗ, можно пренебречь [Двуреченский]1. Из решения уравнения теплового баланса получено, что при плотностях мощности ЭО 6.8 - 8.8 Вт см'2 температура образца Т изменяется от 773 до 843°С, а скорость нагрева dT/dt -от 606 до 952 °С с*1 соответственно. Аналогичные расчёты для фотонного отжига (ФОХ при дополнительном учёте отражения света от стенок рабочей камеры установки «Импульс-5», свидетельствуют о хорошем соответствии расчетных и экспериментальных зависимостей T(t), что подтверждает правильность выбранной модели расчёта кинетики изменения температуры.

В табл.1 приведены электрофизические характеристики ионно-легированных слоёв (ИЛС) GaAs : Si. Здесь также представлены значения параметра Значения % > 0 свидетельствуют о наличии в ИЛС дополнительных центров рассеяния по сравнению с n-GaAs, легированного другими способами до соизмеримых концентраций.

Из табл.1 следует, что с ростом плотности мощности ЭО и температуры ФО увеличиваются значения Ns и ц, а параметр % уменьшается. Эти данные указывают на увеличение степени электроактивации кремния и на снижение концентрации дефектов, ограничивающих подвижность электронов. Следует отметить, что

для обоих видов отжига х > 0. Кроме этого, с ростом температуры ЭО и ФО возрастает толщина ИЛС, причём её значение превосходит толщину слоя с внедрённой примесью в исследованном диапазоне температур.

Таблица 1. Электрофизические характеристики ИЛС п-ваАз : после ЭО и ФО

Плотность мощности, Слоевая кон- Подвижность Толщина ИЛС,

Вт см"2 / температура отжига, °С центрация Ns, 1012 см"2 электронов ц, см^-'с"1 Параметр х ¿иле, нм

Электронный отжиг

6.8/770 1.1 3130 0.42 177

7.6/800 1.6 3360 0.25 210

8.8/840 1.9 3330 0.25 230

Фотонный отжиг

- / 805 1.8 2480 0.68 108

-/825 2.7 2590 0.44 112

--/870 3.2 2900 0.31 158

- / 925 3.7 2920 0.31 179

Примечание: концентрация внедрённой примеси и толщина имплантированного слоя равны соответственно 4.4 1012 см'2 и 128.6 нм (ЭО), 8.1 1012 см"2 и 98.2 нм (ФО).

Анализ показывает, что факторами, которые могут привести к миграции примеси на значительные глубины в ваАэ, являются диффузия, стимулированная нагревом образцов во время имплантации, радиационно-стимулированная диффузия и каналирование. Первый процесс контролировался поддержанием температуры образцов вблизи комнатной. Радиационно-стимулированная диффузия, ю'У видимо, пренебрежимо мала, так как

экспериментальный концентрационный профиль после термического отжига (ТО) практически совпадает с расчётным профилем внедрённой примеси. Каналирование также удалось минимизировать (Глава 2).

Было высказано мнение, что увеличение толщины ИЛС после радиационного отжига обусловлено влиянием ио-низационно-термических эффектов. На

1

- 2 .3 4

+ -А

Га

200

0 100 рис 1 глубина, нм

Расчётный (50/75 кэВ, 6.25 1C?2/1.SS 10 2 гаг2) профиль концентрации внедренного кремния (1) и профили концентрации электроактивного Si после эо (7.6 Вт см-2, ю с) имплантирован- рис.1 приведены концентрационные ной (4) и тыльной (3) сторон пластин, профиль пос/ie ТО (800°С, 30 мин (2).

профили электронов в ИЛС ваАз : Б! после ТО, а также после ЭО при облучении пластин электронами с имплантированной и неимплантированной сторон.

В первом случае ЭО (кривая 4) наблюдается большее уширение концентрационного профиля, чем во втором (3), а также по сравнению с расчётным профилем (1) и профилем после ТО (2).

Подобное поведение наблюдается V при ФО СаАэ, имплантированного серо? (рис.2). Причём для серы характерно ш только перераспределение в объём СаАэ как для кремния, но и в направлении 1 поверхности полупроводника. Анали: приведённых данных с помощью диффузионной модели, адаптированной к условиям проведения экспериментов, свидетельствует о том, что наблюдаемые явления обусловлены существенно большим*

Расчётный (100 кэВ, 2 1013см"2) профиль (на порядки по сравнению с ТО) значе-концентрации внедрённой серы (1) и профили концентрации электроактивной в ниями коэффициентов диффузии серы *

после ТО (800°С, 30 мин) (2) и после ФО кремния. Выше также и степень электри-(805 °С, 12 с) (3) • „ ^

ческой активации примесеи (табл.2).

Таблица 2. Параметры концентрационных профилей ваЛв : и ваАз : Э после различны) видов отжига_

101°

г и А

5 а +

¡■ю"-

и я .............1

о ¡4 2

—3

\\

0 100 200 глубина, нм

Рис.2

Вид отжига Примесь Диффузионная длина 1Эь см2с"' см2с"' Л> %

Ьь см эг2, см2

ТО (800°С, 30') . 81 — 2.25 10"" — 2.0 10"15 34.3

Б 6.4 10* 1.8 Ю'10 5.7 10"15 4.4 10'14 27.6

ЭО

(7.6 Вт см'2,10"): 4.86 10'"

импл-ная пов-ть - - 1.6 10'12 52.6

неимпл-ная пов-ть — 2.70 10'" - 5.9 Ю'14 40.1

ФО (805°С, 12") Б 2.9 10'6 5.9 Ю'11 1.7 10"13 1.7 10"12 42.9

Примечание: = 2(0^)1Д - диффузионная длина атомов серы при диффузии к поверхности; в: = (20^ + ДЯр2)"2 - дисперсия концентрационного профиля кремния и серы при диффузии I объём.

Кроме этого, экспериментально установлено, что ЭО полуизолирующегс СаАэ, имплантированного кремнием, и ЭО ИЛС п-ваАз : Б!, сформированногс ТО в полуизолирующем материале, дают практически одинаковое уширение концентрационных профилей. Учитывая, что во втором случае диффузия проис

ходит из слоя с электронным типом проводимости в собственный полупроводник, можно сделать вывод, что миграция атомов кремния или комплексов дефект-примесь осуществляется в нейтральном зарядовом состоянии. В противном случае, на диффузию примеси оказывало бы влияние внутреннее электрическое поле.

Установлено также, что ФО при температуре 520°С в течение 30 с ИЛС п-ваАз : Б, предварительно сформированного ТО, приводит к существенному увеличению подвижности электронов ц в слоях. Моделирование зависимости ц(Т) в диапазоне температур 80-400 К показывает, что это обусловлено уменьшением концентрации центров рассеяния типа скоплений дефектов по Вайсбергу [\Veis-Ье^]2 и дефектов, предположительно, дипольной природы.

Принимая во внимание, что при радиационном отжиге ОаАэ уширение концентрационных профилей и увеличение степени электроактивации наблюдается для примесей различной химической природы, а также то, что при отжиге инициируются и другие процессы (в частности, уменьшение концентрации центров рассеяния), то их движущей силой является, вероятно, один и тот же механизм. Так как при радиационном отжиге вблизи поверхности СаАя генерируется высокая концентрация ННЗ (ионизованных атомов), то наиболее вероятной причиной наблюдаемых явлений, по сравнению с ТО, являются ионизационные эффекты.

10д_1 т _100 В Главе 4 приведены результаты

исследований ионизационно-термичес-ких процессов формирования ИЛС п-ваАз и факторов, влияющих на их ^ протекание.

р Важным доказательством роли ионизационных эффектов в стимулировании активационных процессов получения ИЛС п-ваАз являются температурные зависимости коэффициента диффузии и степени электроактивации кремния при ФО и ЭО (рис.3).

Приведённые зависимости представляют собой прямые линии, которые описываются функциями вида:

10

» , 3'

Л

■

\

-10

0.85

0.90 103 Т-'К"1

0.95

0.80 Рис.3

Зависимость коэффициента диффузии (1 - 4) и степени электрической активации кремния (Г - от обратной температуры при ФО без диэлектрика (1, Г), при ЭО: без диэлектрика (2, 2') и с диэлектриком (3, 3')

Б = Б0 ехр( -Еап / кТ) (1а)

и

Л ~ ехр( -Еап / кТ), (16)

где Бо, Еа° и Еап - предэкспоненциальный множитель, энергии активации диффузии и электроактивации примеси соответственно; к - постоянная Больцмана; Т -температура.

В табл.3 представлены значения параметров входящих в (1а) - (16), определённые из экспериментальных результатов (рис.3). Эти данные свидетельствуют о том, что при ФО и ЭО значения Еа0 миграции кремния равны 2.56 - 2.70 эВ, что меньше значения 3.3 эВ [Хлудков]3 для термически активируемой диффузии.

Таблица 3. Значения параметров миграции и электроактивации кремния в ИЛ С после ТО, ЭО и

ФО _ _ _

Параметр ТО ЭО без диэл-ка ЭО с диэл-ком ФО без диэл-ка

Б Л Б Я В Л Б Л

Еа, эВ 3.30 0.50 2.60 0.38 2.70 0.40 2.56 0.31

О0, ci.iV 19 — 8.85 — 5.80 — 0.173 —

Энергия электроактивации кремния Еап также меньше аналогичной величины 0.5 эВ [Горюнов]4 при ТО. Уменьшение энергий активации для Б и т) составляет около 0.7 и 0.1 - 0.2 эВ соответственно. Если даже не конкретизировать вид электронных возбуждений (ННЗ, плазмоны, Оже-процессы и т.д.), механизм релаксации их энергии, роль электронных возбуждений проявляется в снижении энергий активации диффузии и электроактивации примеси на величину Еэв -энергии, запасённой в электронной подсистеме кристалла при воздействии радиации.

Экспериментально показано, что перераспределение примеси и степень её электроактивации при радиационном отжиге зависят от условий на границе ОаАз-внешняя среда (рис.4).

Видно, что наибольшее уширение концентрационных профилей наблюдается при отжиге без диэлектрика, наименьшее - при отжиге с защитным диэлектриком БЮг : Бш, полученным из плёнкообразующего раствора. Кроме этого, глубина диффузии кремния при ЭО ОаАэ : Б! с плёнкой БЬ^4 меньше, чем с плёнкой БЮг, полученной плазмохимическим осаждением, которая, в свою очередь, больше, чем с плёнкой ЗЮг : Бш. Отсюда следует, что миграция примеси,

:тимулированная ионизационно-термическими эффектами, зависит от состава и метода нанесения защитных диэлектриков на ОаАэ для проведения ЭО.

1018-1

5

гг га

§ 10 "

ч

\

Л

♦

+

\

100

200

0 100 200 глубина, нм

Рис.4 Расчётный профиль концентрации внедрённого кремния (1) (Е = 50 / 75 кэВ, К = (8.75 / 1.88) 1012 см*2 ) и профили концентрации электронов, полученные ЭО (7.6 Вт см-2) с диэлектриком 3'Ю2: Эпт (2), 813М4 (3), БЮг (ПХО) (4), без диэлектрика (5) и профиль, полученный ТО (800 °С, 30 мин) (6)

Приведённые на рис.4 зависимости представляют собой сумму двух профили до и после глубины х ~ 100 нм и описываются двумя гауссианами:

П(Х) = ХПШ1 'еХР

(х-Яр)2

2з..2

(2)

■де пт1 = г^Б / (2п з,2)"2, и г); — максимальная концентрация, дисперсия концентрационного профиля и степень электроактивации кремния в слоях х < 100 нм индекс «1») и х > 100 нм (индекс «2») соответственно; Р - доза имплантации.

В табл.4 приведены параметры экспериментальных концентрационных профилей (рис.4). Здесь также представлены значения напряжений 0 в структуре диэ-1ектрик-полупроводник после ЭО. Знаки напряжений указывают на сжатие слоя полупроводника вблизи границы раздела фаз.

Данные табл.4 свидетельствуют о том, что по мере увеличения значений 0 уменьшаются диффузионная длина Б], концентрация электронов пт) и степень электроактивации примеси т|1 в слое х < 100 нм, а значения з2, п^, г|2 и Б2 имеют тенденцию к увеличению.

=

Таблица 4. Значения диффузионных параметров и степени электроактивации кремния в баА: для различных типов защитных диэлектриков__

Диэлектрик Глубина х < 100 нм Глубина х > 100 нм 0, 108 Па

«Л 102нм2 Пш1, 1017см"3 Ль % ЗЛ 103 нм2 Пт2, 10"см'3 П2, % D2,10"u cmV

Без диэлектрика 11.60 2.58 0.21 13.30 3.28 0.88 5.6

Si02: Sm 5.80 3.18 0.18 4.73 3.53 0.57 1.6 -0.5

SÍO2 (ПХО) 5.07 2.48 0.13 8.86 3.69 0.78 3.7 -0.9

SÍ3N4 4.24 2.10 0.10 7.18 3.70 0.73 2.8 -1.2

Приведённые результаты объясняются влиянием термоупругих напряжений в структуре диэлектрик-GaAs на поведение кремния при радиационном отжиге Эти напряжения обусловлены различием коэффициентов термического расширения (КТР) диэлектрика и полупроводника. Можно предположить, что электроактивация Si в слое х < 100 нм лимитируется диффузией атомов кремния или вакансий галлия. Учитывая, что Si ~ ехр( -Em / 2kT), a t)i ~ ехр( -Еб / кТ), где Ет и Ef - энергия миграции атомов Si (или Vca) и высота барьера при взаимодействии Si и Vea соответственно, то низкие значения Si и r|i обусловлены увеличением Ет и Eg в результате этих напряжений. Оценки показывают, что по отношению к ЭС без диэлектрика увеличение Ет и Еб составляет соответственно 1 кТ и 0.37 кТ для структуры Si3N4 - GaAs, 0.83 kT и 0.24 кТ для Si02(nX0) - GaAs и 0.69 кТ и 0.08 кТ для Si02 : Sm - GaAs. Большие изменения Em и Еб в структуре Si3N4 - GaAs е целом коррелируют с большим различием КТР нитрида кремния и арсенида галлия по сравнению с различием КТР SÍO2 и GaAs.

Другим фактором, влияющим на свойства ИЛС GaAs : Si при радиационном отжиге, является дефектность исходного полупроводника. Это иллюстрируется результатами измерений концентрационных профилей п(х) электроактивногс кремния (рис.5) и температурной зависимости подвижности ц(Т) электронов в ИЛС (рис.6), полученных в монокристаллическом и эпитаксиальном нелегированном GaAs после ФО в диапазоне температур 805-905°С.

Из рис.5 видно, что в монокристаллическом GaAs уширение п(х) больше, чем в эпитаксиальном. Эти материалы различаются концентрацией биографических дефектов, которая, по данным [Мильвидский]5,в монокристаллическом GaAs достигает значений ~1019 см"3, что на 2-3 порядка выше, чем в эпитаксиальном материале. Установлено, что энергии активации диффузии и электроактивации кремния для обоих типов материалов совпадают и равны 2.55 - 2.58 эВ и 0.32 эВ соответственно, а значение Do в эпитаксиальном GaAs составляет 3.6 10"2 см2с"'.

что почти в три раза меньше, чем в монокристаллическом ваАэ (9.5 10"2 см2с"'). Следует также отметить, что степень электроактивации кремния в ИЛС монокристаллического и эпитаксиального ОаАэ различаются незначительно и с ростом температуры ФО увеличивается от 56% (при 825°С) до 73% (905°С).

5000

ш

см 3

:1000

-

•е- Д-

- Сг* ,-Ш.

А*11

л 4

Зд.

50

100 150"

глубина, нм

Рис.5 Расчётный профиль концентрации внедрённого кремния (1) (50/75 кэВ, (6.25/1.88) 1012см"2), профили концентрации электронов, полученные ФО монокристаллического СаАв при температуре 825°С (2), 870°С (3), 905°С (4) и профиль полученный ТО (5); профили, полученные ФО эпитаксиального ваАв при температуре 825°С (6), 870°С (7) и 905°С (8).

Математическое моделирование зависимостей |д(Т) (рис.6), учитывающее как основные механизмы рассеяния, так и дополнительные, показывает, что наилучшее совпадение расчётных и экспериментальных кривых в диапазоне температур 80-400 К реализуется, если в качестве дополнительных центров выступают диполи, заряженные точечные дефекты и скопления дефектов по типу Вайсбер-га. Причём в ИЛС ваАз : полученных ТО, указанные центры рассеяния

□

д

О

100

400

температура, К Рис.6 Экспериментальные (1, 2, 3) и расчётные (1', 2', 3') температурные зависимости холповской подвижности электронов после ФО: (1,1') - эпитак-

сиального СаАэ (825РС); (2, 2') - эпитаксиального СаАэ (905°С); (3,3') - монокристаллического СаАз (825 °С) имеют наибольшую концентрацию. В

ИЛС, полученных ФО, отсутствует рассеяние на диполях, а концентрация точечных дефектов и скоплений дефектов по типу Вайсберга существенно меньше.

Полученные данные в целом согласуются с результатами оценок параметра (табл.1), которые указывают на присутствие в ИЛС дополнительных центров рас сеяния. Учитывая, что при ФО степень электроактивации примеси выше, чем пр! ТО (табл.2), то уменьшение концентрации точечных рассеивающих центро] можно интерпретировать, как отжиг дефектов, компенсирующих мелкш донорный уровень. Исходя из этих данных, и учитывая увеличение подвижности электронов в ИЛС ваАБ : 8 после дополнительного ФО (Глава 3), можно сделат] вывод, что при радиационном отжиге происходит не только отжиг скоплений де фектов по типу Вайсберга в ионно-легированном материале п-типа проводимое ти, но и их образование при отжиге имплантированного собственного ваАз, т< есть материала с высокой концентрацией имплантационных нарушений.

Далее рассмотрен механизм наблюдаемых явлений. Из анализа кинетики на копления ННЗ получено, что для исследуемых режимов радиационного отжигг эффективное время жизни носителей определяется Оже-рекомбинацией. Пр* этом стационарная концентрация ННЗ (ионизованных атомов СаАэ) составляет 2 1019 см"3, что не менее, чем на 2 порядка превышает концентрацию термически ионизованных атомов при температуре отжига. Поэтому элементарный акт перескока атома из одного положения в решётке в другое осуществляется в материале с высокой концентрацией атомов с ослабленными межатомными связями, тс есть с пониженными потенциальными барьерами. С другой стороны, наличие вакансий в полупроводнике приводит к возбуждению связей атомов, расположенных вблизи вакансии [Свэлин]6. Причём локализация на этих связях, например, неравновесного электрона, приводит к уменьшению барьера на несколько десятых электронвольта в конфигурационном пространстве вокруг вакансии [Кив]7 Кроме этого, учитываются акты захвата и рекомбинации ННЗ на дефектах с глубокими уровнями. При этом, в следствие сильного электрон-фононного взаимодействия в СаАэ, атомы, окружающие дефект, совершают смещения с большими амплитудами. Это увеличивает вероятность перескока дефекта (примеси). С учётом вышеизложенного, коэффициент диффузии и степень электроактивации примеси в рамках предложенного механизма имеют вид:

т N. N. +КВд

( V т _ р эв ^

аО -^аБ

N. N.

кт г (3>

/

где % - параметр механизма, Б0' и Е^' - предэкспоненциальный множитель и энергия активации процесса при термическом отжиге; N(1, ^д, Н, Ы0 - соот-

ветственно концентрация донорной примеси, биографических (ростовых) дефектов, ионизованных и собственных атомов полупроводника; (Зу* - вероятность безызлучательной рекомбинации НЮ на центре вблизи примесного атома; {5 -число актов рекомбинации в единицу времени; v* - эффективность рекомбинации с точки зрения диффузии примеси [Ленченко]8; ЕаоЭВ - эффективная энергия понижения барьера диффузии примеси,

ЕУТ -АЕ1 -(Е,- -Е„)-Ес

т| = 4тгОг01М; • ехр

(4)

кТ

где Б = + Бз! - коэффициент диффузии вакансии и примеси; I - время отжига; Го - критическое расстояние между вакансией и примесью; Ы, - концентрация ионизованных атомов; Еут - энергия образования вакансии при отсутствии ионизации атомов, ДЕ; - величина понижения барьера образования вакансии при ионизации атомов ОаАБ; Ея - Еу - разность энергий уровня Ферми и уровня вакансии, определяющая локализацию электрона на вакансии; Еса — энергия связи вакансии и примеси в междоузлии.

Проведённые в рамках предложенного механизма расчёты удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.

В Главе 5 представлены результаты по реализации установленных ионизаци-онно-термических закономерностей в изготовлении структур полевых транзисторов Шоттки (ШШ) и варикапов с обратным градиентом концентрации (ОГК) примеси с управляющим барьером Шоттки.

Для создания п+-п- структур ПТШ применена прямая имплантация ионов кремния (Е = 30 / 100 кэВ, Б = 1.25 1012 / 3.2 1012 см'2) в полуизолирующий нелегированный монокристаллический ваАв с последующим ФО (870°С, 12 с). Для сравнения были изготовлены аналогичного типа структуры с применением ТО. Измеренные передаточные характеристики тестовых ПТШ (ширина 100 мкм, расстояние сток-исток 5 мкм, длина затвора 1 мкм) указывают на сравнительно слабую их чувствительность к освещению светом из области примесного поглощения, что коррелирует с меньшей концентрацией дефектов с глубокими уровнями в ИЛС после ФО по сравнению с ТО. Кроме этого, полученные из статических ВАХ параметры ПТШ: ток и напряжение насыщения, напряжение отсечки, крутизна, имеют лучшие значения и однородность по площади пластин по сравнению с ШШ на ИЛС после ТО. Совокупность этих результатов свидетельствует о

сравнительно хорошем качестве п+-п-структур ПТШ, изготовленных с примеш нием радиационного отжига.

Варикапы с ОГК примеси позволяют существенно повысить коэффициег перекрытия по ёмкости. Причём этот и другие параметры прибора зависят от з; кономерности изменения п(х) в структуре. Материал для этого класса варикапе изготавливали имплантацией одно- (Е = 50 кэВ, F = 1.88 1012 см'2) и двухзаря; ных (Е = 100 кэВ, F = 2.5 1012 см*2) ионов кремния в эпитаксиальные плёнки toj щиной 3-5 мкм с концентрацией электронов (5-8)1015 см'3 с последующим (870°С, 10 с). Экспериментальный концентрационный профиль, и его сравнение расчётным профилем свидетельствует об их хорошем соответствии. Этот резул! тат является важным с точки зрения целенаправленного управления параметрам варикапа путём изменения режимов изготовления приборной структуры, так ка параметры расчётного профиля связаны достаточно простыми математическим соотношениями с технологическими режимами (температурой, временем отжил дозой, энергией имплантации и т.д.). Измеренные значения начальной ёмкости С и коэффициента перекрытия по ёмкости Кс в диапазоне напряжений 0-25 : кристаллов варикапов составляют соответственно 2.44 пФ и 11. По значению К изготовленные кристаллы не уступает параметрам промышленного варикап 3A637.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что при фотонном отжиге и при электронном отжиге прс исходит диффузионное перераспределение кремния и серы в GaAs, и возрастае степень электрической активации этих примесей по сравнению с термически; отжигом. Экспериментально показано, что за эти закономерности ответственн] ионизационные эффекты при отжиге. При этом ускорение миграции и электроаь тивации кремния обусловлено снижением потенциальных барьеров этих процес сов.

2. При отжиге без защитного диэлектрика профиль концентрации электрс нов залегает глубже, коэффициент диффузии и степень электроактивации прим« си выше, чем при отжиге с диэлектриком. В последнем случае концентрацио! ный профиль имеет два участка. Первый участок (вблизи границы диэлектрш GaAs) характеризуется существенно меньшими значениями диффузионной дл* ны и степени электроактивации примеси, чем второй (более глубокие ело полупроводника). Причём эти параметры на обеих участках профиля зависят о

ипа,' состава и метода получения диэлектриков и коррелируют с величиной ермоупругих напряжений в структуре диэлектрик-полупроводник.

3. Показано, что в монокристаллическом материале уширение концентраци-нных профилей электронов больше, а степень электроактивации примеси нес-олько меньше, чем в эпитаксиальном. Из анализа результатов температурной за-исимости подвижности электронов установлены дополнительные центры рассе-ния типа заряженных точечных дефектов, неоднородностей Вайсберга и, пред-оложительно, типа диполей в слоях, полученных термическим отжигом, и типа фяженных точечных дефектов и неоднородностей Вайсберга в слоях, получен-ых фотонным отжигом. Причём, во втором случае, концентрация центров рас-;яния существенно меньше.

4. Установлено, что ионно-легированные слои, сформированные в эпитакси-1Ьном материале термическим отжигом, и дополнительно подвергнутые фотон-эму отжигу (Т = 520°С, I = 30 с) имеют более высокую подвижность электро-зв. Увеличение подвижности обусловлено уменьшением концентрации неодно->дностей Вайсберга. При этом концентрация заряженных точечных центров 1ссеяния (примесь и дефекты) практически не изменяется.

6. Уточнён механизм ускорения диффузии и электроактивации примеси при щиационном отжиге. Он основан на уменьшении потенциальных барьеров для их процессов в результате ионизации атомов полупроводника и увеличении ве-»ятности перескока атома примеси (дефекта) вследствие сильного электрон-энонного взаимодействия.

6. Проведён анализ структур ваАз, полученных с помощью термического и угонного отжига, для полевых транзисторов с барьером Шоттки и варикапов с -ратным градиентом концентрации примеси. Показано, что применение радиа-юнного отжига при изготовлении приборных структур позволяет повысить ка-ство материала и улучшить характеристики приборов по сравнению с терми-ским отжигом.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах автора: Ардышев М.В., Ардышев В.М., Хлудков С.С. Особенности электроактивации в монокристаллическом и эпитаксиальном ОаАз при радиационном отжиге. // ФТП. - 2000. -т.34. -№1. - с.с.28-32.

[2] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Хлудков С.С. Влияние границы диэлектрик - арсенид га

лия на поведение кремния при радиационном отжиге. Н ФТП. - 2000. - т.34. - № 1. - с.с.7( 72.

[3] Ардышев М.В., Ардышев В.М. Активация и распределение кремния, имплантированного

арсенид галлия, при изотермическом радиационном отжиге. // ФТП. - 1998. - т.32. - №11 — с.с.1153-1157.

[4] Ардышев М.В., Ардышев В.М. Влияние радиационного ото/сига на процессы активаци

кремния, имплантированного в арсенид галлия. // Изв. ВУЗов. Физика. - 1998. - №7. с.с.89-93.

[5] Ардышев М.В., Ардышев В.М. Поведение кремния, имплантированного в арсенид галли:

при радиационном отжиге. И Изв. ВУЗов. Физика. -1998. - №11. - с.с.96-99.

[6] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Пешев В.В., Суржиков А.П. Формирование ионно-легирс

ванных структур ОаАй при низких температурах радиационного отжига. II Элект; промышленность. - 1998. - №1-2. - с.с.80-83.

[7] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Михайлов М.М. Численный расчёт распределения внес

рённых ионов в полупроводниковых материалах. // Тез. докл. 9 Междунар. конф. по рс диационной физике и химии неорган, матер. РФХ-9. - Томск, 1996. - с.с.150-151.

[8] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Пешев В.В., Суржиков А.П Использование интенсивны

релятивистских электронных пучков для модификации свойств полуизолирующего ар сенида галлия. // Тез. докл. 9 Междунар. конф. по радиационной физике и химии неоргак матер. РФХ-9. - Томск, 1996. - с.с. 147-149.

[9] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Михайлов М.М., Хлудков С.С. Влияние радиационных де

фектов на концентрационные профили 5;, имплантированного в йаАз, при радиацион-нол отжиге. II Тез. докл. 1 Вссрос. симп. по твёрдотел. детекторам иониз. излучений ТТД-97 -Екатеринбург, 1997. -с.с.71-72.

[10] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Михайлов М.М., Хлудков С.С. Перераспределение 81, им

плантированного в при радиационном отжиге. II Тез. докл. 1 Всерос. симп. п<

твёрдотел. детекторам иониз. излучений ТТД-97. - Екатеринбург, 1997. - с.с.81-82.

[11] Ардышев М.В. Формирование ионно-легированных структур п-Оа^ с помощью изотер мического радиационного отжига. II Труды IV Междунар. коифер. Актуальные пробле мы электр. приборостроения АПЭП-98. - Новосибирск, 1998. - т.2. - с.с.202-204.

[12] Ардышев М.В. Радиационно-стимулированная активация примесей, имплантированных < ' СгаАя, при радиационном отжиге. II Тез. докл. Междунар. симп. Принципы и процессь

создания неорган, матер. - Хабаровск, 1998. - с.с.192-193.

13] Ардышев M.B. Влияние защитного диэлектрика на распределение кремния в арсениде галлия при радиационном отжиге. II Сб. тез. докл. Междунар. конф. Радиационно-тер-мические эффекты и процессы в неорган, матер. - Томск, 1998. - с.с.42-43.

14] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Хлудков С.С. Концентрационные профили Si, имплантированного в GaAs, после радиационного отжига. И Мат. Седьмой Рос. конф. «Арсенид галлия» «GaAs-99». - Томск, 1999. - с.с.51-52.

Дополнительная литература '] Двуреченский A.B. Качурин Г.А., Нидаев Е.В., Смирнов Л.С. Импульсный отжиг полупроводниковых материалов. - М.: Наука, 1982. - 208 с.

2] Weisberg L.R. Anomalous Mobility Effects in Some Semiconductors and Insulators II J. Appl. Phys.

- 1962,- v.33. - №5. -p.l817-1820.

3] Лаврищев T.T., Хлудков С.С. Диффузия кремния в арсениде галлия. // В сб.: Арсенид галлия.

- Томск: Изд-во ТГУ, 1971. - вып. 11. - с.2079-2081.

4] Горюнов Б.М., Зорин Е.И., Туловчиков B.C., Тяжелова Н.В., Павлов П.В., Сорвина В.П. Исследование основных электрофизических свойств слоев арсенида галлия, легированного ионами кремния и серы. / В сб.: Арсенид галлия. - Томск: Изд-во ТГУ, 1974. - вып.4. -с.102-106.

5] Мильвидский М.Г., Освенский В.Б. Структурные дефекты в монокристаллах полупроводников. -М.: Металлургия, 1984.-256 с.

6] Атомная диффузия в полупроводниках. I Под ред. Б.Шоу. - М.: Мир, 1975. - 405 с.

7] Вавилов B.C., Кив А.Е., Ниязова O.P. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках: -М.: Наука, 1981.-368 с.

8] Ленченко В.М.. Об активации смещений при релаксации электронных возбуждений в твёрдые телах. IIФТТ. - 1969. - т. 11. - №3. - с.799-801.

Список сокращений и условных обозначений

Введение

Глава 1 Радиационный отжиг арсенида галлия (обзор 12 литературных данных)

1.1. Импульсный отжиг GaAs в адиабатическом режиме

1.2. Импульсный отжиг GaAs в изотермическом режиме

1.3. Постановка задачи исследований

Глава 2 Методика эксперимента

2.1 Исходный материал

2.2 Имплантация ионов

2.3 Диэлектрические плёнки и отжиг

2.4 Измерения на тестовых кристаллах

2.5 Измерение удельного сопротивления, слоевой концентра- 48 ции и холловской подвижности электронов (метод Ван дер

Глава 3 Роль атермических факторов в процессах пе- 51 рераспределения примесей в GaAs при радиационном отжиге

3.1 Электронный отжигСаА8, имплантированного Si

3.1.1 Расчёт распределения поглощённой энергии при облуче- 53 нии электронами и температуры нагрева GaAs

3.1.2 Электрофизические свойства ИЛС n-GaAs, имплантиро- 61 ванного кремнием, после электронного отжига

3.2 Фотонный отжиг GaAs, имплантированного кремнием и 74 серой

3.2.1 Расчёт температуры нагрева при фотонном отжиге

3.2.2 Электрофизические свойства ИЛС GaAs : Si после 76 фотонного отжига

3.2.3 Электрофизические свойства ИЛС GaAs: S после ФО 79 Выводы к Главе

Глава 4 Исследование влияния различных факторов на 89 поведение примеси и дефектов в GaAs при радиационном отжиге

4.1 Определение параметров концентрационного профиля 89 примеси после отжига

4.2 Влияние температуры при фотонном и плотности мощ- 92 ности при электронном отжигах на поведение кремния в ар-сениде галлия

4.3 Влияние диэлектрических плёнок на поведение Si в GaAs 101 4.3.1 Механические напряжения в структуре диэлектрик-полу- 102 проводник

4.3.2 Концентрационные профили

4.4 Влияние исходного материала на поведение кремния в 107 арсениде галлия

4.5 К вопросу о механизме наблюдаемых явлений

4.5.1 Диффузия примеси, стимулированная ионизационно-тер- 119 мическим процессом

4.5.2 Электроактивация примеси, стимулированная ионизаци- 122 онно-термическим процессом

Выводы к Главе

Глава 5 Применение ионизационно-термической техно- 127 логии в производстве структур полупроводниковых приборов

5.1 Полевые транзисторы с барьером Шоттки

5.2 Варикапы 132 Выводы к Главе

Актуальность работы.

Метод ионного легирования широко используется в производстве структур полупроводниковых приборов. Современные ионно-лучевые установки позволяют внедрять ионы практически всех групп периодической таблицы в широком диапазоне энергий и доз. Послеимплантационный отжиг восстанавливает нарушенную бомбардировкой ионов кристаллическую структуру полупроводника и активирует внедрённую примесь. В зависимости от вида излучения выделяют термический отжиг в печах накаливания (ИК-излучение) и радиационный отжиг (поток квантов света высокой энергии, поток электронов). Последний, в свою очередь, осуществляют с помощью некогерентных источников света (фотонный или быстрый термический отжиг), лазерного излучения (лазерный отжиг) и электронных пучков (электронный отжиг).

Традиционный термический отжиг GaAs проводят при температурах выше 800°С в течение времени 10-40 мин. При этом наблюдается преимущественно испарение атомов мышьяка с поверхности GaAs. Поэтому в качестве меры по предохранению поверхности GaAs от деградации применяют защитные диэлектрические покрытия (Si3N4, Si02, A1N и др.) [1, 2]. Однако, как показывают исследования, свойства покрытий оказывают существенное влияние на качество ионно-легированного слоя и часто приводят к деградации оптических и электрических свойств объёмного материала [2].

Эти недостатки термического отжига стимулировали поиск альтернативных видов отжига. Исследуемые в последние годы радиационные виды отжига характеризуются принципиально иным механизмом нагрева полупроводника. Источник радиации взаимодействует с электронной подсистемой кристалла. При этом в полупроводнике генерируется электронно-дырочная плазма достаточно высокой плотности. Затем за время порядка 10"12 с «горячие» носители передают свою энергию решётке, и образец нагревается. В зависимости от продолжительности радиационного отжига различают адиабатический (наносекунды) и изотермический (секунды) режимы реализации. Как показывает анализ литературных данных, радиационный отжиг GaAs в адиабатическом режиме характеризуется низким качеством ионно-легированных слоев и по этой причине не нашёл практического применения. В то же время радиационный отжиг в изотермическом режиме позволяет получать ионно-легированные слои с параметрами, необходимыми для производства полупроводниковых приборов.

Большинство исследователей результаты изотермического радиационного отжига интерпретируют в терминах тепловой модели. При этом роль электронно-дырочной плазмы в процессах формирования ионно-легированных слоёв GaAs считается пренебрежимо малой. Тем не менее, ряд экспериментальных результатов, имеющих принципиальное значение, трудно объяснить в рамках тепловой модели. Например, при изотермическом радиационном отжиге GaAs, им

28 плантированного Si, наблюдается повышенная степень электроактивации примеси и «уширение» её концентрационного профиля. Оценки показывают, что коэффициент диффузии в этом случае оказывается аномально большим для данной температуры отжига. Кроме этого, практически отсутствуют результаты исследований послеотжиговых дефектов в ионно-легированных слоях GaAs.

Учитывая научную и практическую значимость этих вопросов, важно установить природу этих явлений, определить закономерности их протекания, выяснить роль ионизации и других внешних (например, вид и условия проведения радиационного отжига), а также внутренних (в частности, роль параметров исходного материала) факторов.

В этой связи целью данной работы является исследование активационных процессов и факторов, влияющих на их протекание, при изотермическом радиационном отжиге GaAs, имплантированного донорными примесями, и возможности реализации выявленных закономерностей в изготовлении структур арсе-нидогаллиевых приборов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование особенностей формирования ионно-легированных слоев п-GaAs при отжиге с помощью источников некогерентного излучения оптического диапазона (фотонный отжиг) и с помощью электронных пучков с энергией частиц ниже порога дефектообразования (электронный отжиг).

2. Выявление доминирующих факторов, определяющих протекание актива-ционных процессов в имплантированных слоях при изотермическом радиационном отжиге.

3. Исследование радиационно-термических технологий создания полупроводниковых структур арсенида галлия для решения практических задач микроэлектроники.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследований: измерения концентрационных профилей методом вольт-фарадных характеристик, температурной зависимости подвижности и концентрации электронов методом Ван дер Пау, а также рентгеновский метод для определения напряжений в структуре диэлектрик-полупроводник.

Научная новизна результатов работы.

1. Показана роль ионизации в диффузионном перераспределении и электроактивации примесей, имплантированных в GaAs, при радиационном отжиге. Уточнён механизм ускорения этих процессов.

2. Выявлено влияние интенсивности воздействующей радиации, уровня дефектности исходного материала, а также механических напряжений в структуре диэлектрик-GaAs на диффузионные характеристики ионно-легированных слоёв n-GaAs.

3. Обнаружено уменьшение концентрации центров рассеяния электронов в ионно-легированных слоях GaAs после фотонного отжига по сравнению с термическим отжигом.

Научно-практическая значимость работы.

Выявленные закономерности образования ионно-легированных слоёв п-GaAs при радиационном отжиге использованы при изготовлении структур полевых транзисторов с барьером Шоттки и структур варикапов с обратным градиентом концентрации примеси.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Увеличение коэффициента диффузии и степени электроактивации кремния и серы, имплантированных в арсенид галлия, связано с понижением потенциальных барьеров для этих процессов, которое обусловлено высокой концентрацией ионизованных атомов и сильным электрон-фононным взаимодействием.

2. Механические напряжения в структуре диэлектрик-GaAs при электронном отжиге приводят к уменьшению диффузионной длины и степени электроактивации атомов имплантированной примеси в полупроводнике вблизи границы раздела материалов. Причём указанные характеристики примесных атомов зависят от типа, примесного состава и метода нанесения диэлектрика.

3. Фотонный отжиг GaAs, имплантированного кремнием, по сравнению с термическим отжигом, приводит к снижению концентрации центров рассеяния электронов типа заряженных точечных дефектов и неоднородностей Вайсберга. Концентрация этих центров зависит от уровня дефектности исходного материала, температуры проведения фотонного отжига. При дополнительном фотонном отжиге ионно-легированных слоёв, сформированных термическим отжигом, происходит уменьшение концентрации неоднородностей Вайсберга, а концентрация заряженных точечных дефектов не изменяется.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 9 Международной конференции «Радиационная физика и химия неорганических материалов» РФХ-9 (г. Томск, 1996); на Всероссийской конференции по твёрдотельным датчикам ионизирующих излучений ТТД-97 (г. Екатеринбург, 1997); на Международной конференции «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах» (г. Томск, 1998); на Международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов (Первые Самсоновские Чтения)» (г. Хабаровск, 1998); на 4 Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-98 (г. Новосибирск, 1998); на Седьмой Российской конференции «Арсенид галлия» «GaAs-99» (Томск, 1999).

Публикации.

Основные результаты работы изложены в 14 публикациях. В коллективных работах автору принадлежат результаты, отражённые в защищаемых положениях и выводах диссертации.

Личное участие автора.

Представленные в диссертации результаты получены автором в сотрудничестве с работниками СФТИ им. В.Д.Кузнецова (г.Томск) и ГН1111 «НИИПП» (г.Томск). Личный вклад автора включает: подготовку образцов и проведение измерений, обработку экспериментальных данных, обсуждение полученных результатов и подготовку их к печати, обобщение представленного в диссертации материала.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 18 таблиц и библиографию, включающую 90 наименований литературных источников.

Выводы к Главе 5

1. Проведён сравнительный анализ структур GaAs полевых транзисторов Шоттки, полученных с помощью термического и фотонного отжига. Показано, что структуры, полученные с помощью фотонного отжига характеризуются меньшей чувствительностью к освещению светом (hv < AEGaAs), а изготовленные приборы имеют лучшие параметры по току насыщения, напряжению насыщения и крутизне ВАХ.

2. Применение радиационных методов (фотонный отжиг) в технологии ионного легирования для изготовления структур варикапов позволяет получить приборы с высоким коэффициентом перекрытия по ёмкости и однородностью параметров. Концентрационный профиль хорошо описывается аналитическим выражением, в которое входят величины, связанные с режимами его изготовления. Это позволяет путём варьирования технологических режимов реализовать требуемые параметры варикапов.

12 8 О

50 40 30

1.8

2.3

С = 2.44 пФ Гс =0.23 (9.4%)

2.8 С0, пФ

К* = 11.0

ГКС =0.745 (6.8%)

20

10

О1—'—а——————^—■

9 11 13 Кс

Рис.30 Гистограммы распределений начальной ёмкости Со и коэффициента перекрытия по ёмкости Кс варикапов, изготовленных с применением радиационной технологии

Заключение

1. Выявлено, что при фотонном отжиге и при электронном отжиге происходит диффузионное перераспределение кремния и серы в GaAs, и возрастает степень электрической активации этих примесей по сравнению с термическим отжигом. Экспериментально показано, что за эти закономерности ответственны ионизационные эффекты при отжиге. При этом ускорение миграции и электроактивации кремния обусловлено снижением потенциальных барьеров этих процессов.

2. При отжиге без защитного диэлектрика профиль концентрации электронов залегает глубже, коэффициент диффузии и степень электроактивации примеси выше, чем при отжиге с диэлектриком. В последнем случае концентрационный профиль имеет два участка. Первый участок (вблизи границы диэлектрик-GaAs) характеризуется существенно меньшими значениями диффузионной длины и степени электроактивации примеси, чем второй (более глубокие слои полупроводника). Причём эти параметры на обеих участках профиля зависят от типа, состава и метода получения диэлектриков и коррелируют с величиной термоупругих напряжений в структуре диэлектрик-полупроводник.

3. Показано, что в монокристаллическом материале уширение концентрационных профилей электронов больше, а степень электроактивации примеси несколько меньше, чем в эпитаксиальном. Из анализа результатов температурной зависимости подвижности электронов установлены дополнительные центры рассеяния типа заряженных точечных дефектов, неоднородностей Вайсберга и, предположительно, типа диполей в слоях, полученных термическим отжигом, и типа заряженных точечных дефектов и неоднородностей Вайсберга в слоях, полученных фотонным отжигом. Причём, во втором случае, концентрация центров рассеяния существенно меньше.

4. Выявлено, что ионно-легированные слои, сформированные в эпитаксиальном материале термическим отжигом, и дополнительно подвергнутые фотонному отжигу (Т = 520°С, t = 30 с) имеют более высокую подвижность электронов. Увеличение подвижности обусловлено уменьшением концентрации неоднородностей В айсберга. При этом концентрация заряженных точечных центров рассеяния (примесь и дефекты) практически не изменяется.

6. Уточнён механизм ускорения диффузии и электроактивации примеси при радиационном отжиге. Он основан на уменьшении потенциальных барьеров для этих процессов в результате ионизации атомов полупроводника и увеличении вероятности перескока атома примеси (дефекта) в следствие сильного электрон-фононного взаимодействия.

6. Проведён анализ структур GaAs, полученных с помощью термического и фотонного отжига, для полевых транзисторов с барьером Шоттки и варикапов с обратным градиентом концентрации примеси. Показано, что применение радиационного отжига при изготовлении приборных структур позволяет повысить качество материала и улучшить характеристики приборов по сравнению с термическим отжигом.

Список публикаций автора

1] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Михайлов М.М., Хлудков С.С. Влияние радиационных дефектов на концентрационные профили Si, имплантированного в GaAs, при радиационном отжиге. II Тез. докл. 1 Всерос. сими, по твёрдотел. детекторам иоииз. излучений ТТД-97. - Екатеринбург, 1997. - с.с.71-72.

2] Ардышев М.В. Формирование ионно-легированных структур n-GaAs с помощью изотермического радиационного отжига. II Труды IV Междунар. конфер. Актуальные проблемы электр. приборостроения АПЭП-98. - Новосибирск, 1998. - т.2. - с.с.202-204.

3] Ардышев М.В., Ардышев В.М. Влияние радиационного отжига на процессы активации кремния, имплантированного в арсенид галлия. // Изв. ВУЗов. Физика. - 1998. - т.41. - №7. - с.с.89-93.

4] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Хлудков С.С. Концентрационные профили Si, имплантированного в GaAs, после радиационного отжига. II Мат. Седьмой Рос. конф. «Арсенид галлия» «GaAs-99». - Томск, 1999. - с.с.51-52.

5] Ардышев М.В. Радиационно-стимулированная активация примесей, имплантированных в GaAs, при радиационном отжиге. II Тез. докл. Междунар. симп. Принципы и процессы создания неорган, матер. - Хабаровск, 1998. -с.с.192-193.

6] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Михайлов М.М., Хлудков С.С. Перераспределение Si, имплантированного в GaAs, при радиационном отжиге. II Тез. докл. 1 Всерос. симп. по твёрдотел. детекторам иониз. излучений ТТД-97. -Екатеринбург, 1997. - с.с.81-82.

7] Ардышев М.В., Ардышев В.М. Активация и распределение кремния, имплантированного в арсенид галлия, при изотермическом радиационном отжиге. //ФТП.- 1998.- т.32. - №10.- с.с.1153-1157.

8] Ардышев М.В., Ардышев В.М. Поведение кремния, имплантированного в арсенид галлия, при радиационном отжиге. II Изв. ВУЗов. Физика. — 1998.-т.41. -№11.-с.с.96-99.

9] Ардышев М.В. Влияние защитного диэлектрика на распределение кремния в арсениде галлия при радиационном отжиге. II Сб. тез. докл. Между-нар. конф. Радиационно-термичеекие эффекты и процессы в неорган, матер. -Томск, 1998. - с.с.42-43.

10] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Хлудков С.С. Влияние границы диэлектрик - арсенид галлия на поведение кремния при радиационном отжиге. II ФТП. - 2000. - т.34. - №1. - с.с.

11] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Хлудков С.С. Особенности электро

У Я активации Si в монокристаллическом и эпитаксиальном GaAs при радиационном отжиге. II ФТП. - 2000. - т.34. - №1. - с.с.

12] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Пешев В.В., Суржиков А.П. Использование интенсивных релятивистских электронных пучков для модификации свойств полуизолирующего арсенида галлия. II Тез. докл. 9 Междунар. конф. по радиационной физике и химии неорган, матер. РФХ-9. - Томск, 1996. - с.с. 147149.

13] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Пешев В.В., Суржиков А.П. Формирование ионно-легированных структур GaAs при низких температурах радиационного отжига. II Электр, промышленность. - 1998. - №1-2. - с.с.80-83.

14] Ардышев М.В., Ардышев В.М., Михайлов М.М. Численный расчёт распределения внедрённых ионов в полупроводниковых материалах. II Тез. докл. 9 Междунар. конф. по радиационной физике и химии неорган, матер. РФХ-9. -Томск, 1996.-с.с. 150-151.

1. Арсенид галлия в микроэлектронике / Под ред. Н. Айнспрука и У. Уис-смена. - М.: Мир, 1988. - 555 с.

2. Ардышев В.М. Влияние защитных покрытий на электрофизические характеристики ионно-легированных слоев n-GaAs / Автореф. дисс. канд. техн. наук. Томск: ТГУ, 1987. -18 с.

3. Полевые транзисторы на арсениде галлия / Под ред. Д.В. Ди Лоренцо и Д.Д. Канделуола. М.: Радио и связь, 1988. - 495 с.

4. Хайбуллин И.Б., Смирнов Л.С. Импульсный отжиг полупроводников. Состояние проблемы и нерешённые вопросы. II ФТП. 1985. - т. 19. - №4. -с.с.569-581.

5. Двуреченский А.В., Качурин Г.А., Нидаев Е.В., Смирнов Л.С. Импульсный отжиг полупроводниковых материалов. М.: Наука, 1982. - 208 с.

6. Броудай Н., Меррей Дж. Физические основы микротехнологии. / Пер. с англ. под ред. Шальнова А.В. М.: Мир, 1985. - 496 с.

7. Корсунская Н.Е., Маркевич И.В., Моин М.Д., Танатар М.А., Шаблий И.Ю. Образование дефектов решётки в кристаллах CdS под действием излучения азотного лазера. II ФТТ. 1982. - т.24. -№11.- с.с.3223-3227.

8. Корсунская Н.Е., Моин М.Д. Процессы дефектообразования в сульфиде кадмия под действием лазерного излучения. // Квант, электрон. 1985. - №29. -с.с.83-95.

9. Алфёров Ж.И., Ковальчук Ю.В., Погорельский Ю.В., Смольский О.В. Воздействие пикосекундных лазерных импульсов на Si и полуизолирующие соединения А3В5. II Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1985. - т.49. - №6. - с.с.1069-1081.

10. Черняев А.В. Метод ионной имплантации в технологии приборов и интегральных схем на GaAs. М.: Радио и связь, 1990. - 86 с.

11. Заринов М.М., Хайбуллин И.Б., Штырков Е.И. Отжиг ионно-легиро-ванных слоев под действием лазерного излучения. II УФЫ. 1975. - т.120. - №4. -с.с.706-724.

12. Sealy B.J., Kular S.S., Stephens K.G., Croft R., Palmer A. Electrical properties of laser-annealed donor-implanted GaAs. II Electron. Lett. 1978. - v. 14. - №22. - p.p.720-723.

13. Tsu R, Baglin J.E., Lasher G.J., Tsang J.C. Laser-induced recrystallization and damage in GaAs. // Appl. Phys. Lett. 1979. - v.34. - №2. -p.p.153-155.

14. Pianetta P.A., Stolte C.A., Hansen J.L. // In book: Laser and electron beam processing of materials. New York: Acad. Proc, 1980. - p.p.328-333.

15. Кашкаров П.К., Тимошенко В.Ю. Образование дефектов в полупроводниках при импульсном лазерном облучении. II Поверхность. Физика, химия, механика. 1995. - №6. - с.с.5-35.

16. Lowndes D.H., Feldman B.J. // In book: Laser and Electron Beam Interactions with Solids. Ed. by Appleton B.B., Celler G.K. N.-Y., Amsterdam, Oxford. North. Holland.: Elsevier Science Publishing Co., Inc., 1982. - p.p.684-687.

17. Davies D.E., Lorenzo J.P., Ryan T.G. Pulse annealing deficiencies in GaAs. II Appl. Phys. Lett. 1980. - v.37. - №7. -p.p.612-615.

18. Pribat D. 11 In book: Cohesive Properties of Semiconductor under Laser Irradiation. Ed. by Laude L.D. Hague, Boston, Lancaster: Martinus Nijhoff Publ., 1983. - p.p.562-576.

19. Bertolotti M. // In book: Laser Annealing of Semiconductors and Physical Processes in Laser-Material Interactions. Ed. by Bertolotti M. N.-Y., London: Plenum Press, 1982.-p.p. 175-189.

20. Hermes P., Danielzik В., Fabricius N., von der Linde D., Kuhl J., Heppner J., Stritzker В., Pospieszczyk A. Evaporation of atoms from femtosecond laser-heated gallium arsenide. II Appl. Phys. 1986. - v.A39. - №1. - p.p.9-13.

21. Tsu R, Baglin J.E., Lasher G.J., Tsang J.C. // In book: Laser-Solid Interactions and Laser Processing. Ed. by Ferris S.D., Leamy H.J., Poate J.M. N.-Y.: A.I.D., 1979. -p.p.623-635.

22. Okigawa M., Nakayama Т., Morita K., Itoh N. Dependence of laser-induced damage of surface layers of GaP on pulse width and wavelength. II Appl. Phys. Lett. -1983. v.43. -№11.- p.p.1054-1057.

23. Okigawa M., Nakayama Т., Takayama K., Itoh N. A new type of laser-induced surface damage of GaAs. И Sol. State Commun. 1984. - v.49. - №4. - p.p.347-352.

24. Inada Т., Tokunaga K., Taka S. Pulsed electron-beam annealing of selenium implanted gallium arsenide. II Appl. Phys. Lett. 1979. - v.35. - №7. - p.p.546-550.

25. Mozzi R.L., Fabian W., Piekarski F.J. Nonalloyed Ohmic contacts to n-GaAs by pulse-electron-beam-annealed selenium implants. II Appl. Phys. Lett. -1979. v.35. - №4. - p.p.337-339.

26. Исследование и разработка технологий электронного отжига имплантированных слоев GaAs для СВЧ полупроводниковых приборов. // Отчёт по НИР НИИПП. Отв. исп-ль Ардышев В.М. Томск, 1982. - 60 с.

27. Pianetta Р.А., Stolte С.А., Hansen J.L. Nonalloyed ohmic contacts to electron-beam-annealed Se-ion-implanted GaAs // Appl. Phys. Lett. 1980. - v.36. -№7. - p.p.597-560.

28. Ardyshev V.M., Verigin A.A., Koval B.A. Pulsed electron-beam-induced change in the structure of GaAs surface .// Energy Pulse Modif. Semiconductors and Related Mater. Proc. Conf. Dresden, 25-28 Sept., 1984. - v.2. - p.p.549-551.

29. Bell E.C., Glaccum A.E., Hemment P.L.E., Sealy B.J. Heat treatment of ion implanted GaAs. II Radiat. Eff. 1974. - v.22. - №4. - p.p.253-258.

30. Sealy B.J., Ritchie J.M. A comparison of Si02 and Si3N4 coatings on GaAs using transmission electron microscopy. II Thin Solid Films. 1976. - v.35. - №1. -p.p.127-130.

31. Molnar В. Effect of Heat-Treatment of GaAs Encapsulated by Si02 II J. Electrochem. Soc. 1976. - v.123. - №5. -p.p.767-771.

32. Vaidyanathan K.V., Helix M.J., Wolford D.J., Streetman B.J. Study of Encapsulants for Annealing GaAs. II J. Electrochem. Soc. 1977. - v.124. - №11. -p.p.1781-1784.

33. Inada Т., Miwa H., Kato S., Kabayashi E. Отжиг GaAs после имплантации Se с бескислородным защитным покрытием Si^N^ полученным химическим осаждением из паровой фазы. // J. Appl. Phys. 1978. - v.49. - N28. - р.р.4571-4573.

34. Борисенко B.E., Гапоненко Н.В., Носенко А.В. Импульсная термообработка полупроводниковых соединений АзВ5. II Заруб, электрон, техника. 1990. -№7. - с.с.3-27.

35. Ардышев В.М., Арестова Г.А., Будишевский B.C. Отжиг арсенида галлия, имплантированного кремнием, электронным пучком секундной длительности. II Сб. трудов 6 Всесоюз. совещ. по иссл. GaAs. Томск, 1987. - с.с.55-56.

36. Исследование и разработка технологического процесса селективного ионного легирования арсенида галлия для сверхскоростных интегральных схем. / Отчёт по НИР НИИПП. Отв. исп-ль Ардышев В.М. Томск, 1986. - 71 с.

37. Shah N.J., Ahmed Н. Activation of low dose implants in GaAs by multiply scanned electron beam. 11 Electron. Lett. 1980. - v. 16. - №11. - p.p.44-46.

38. Винник E.B., Гурошев В.И., Прохорович A.B., Шевелёв М.В. Использование мощного СВЧ-излучения для быстрого отжига арсенида галлия. // Оп-тоэлектрон. и полупров. техника (Киев). 1989. - №15. - с.с.48-50.

39. Болтакс Б.И. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках. М.: Наука, 1972. - 384 с.

40. Вавилов B.C., Кив А.Е., Ниязова О.Р. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках. М.: Наука, 1981. - 368 с.

41. Винецкий В.А., Холодарь Г.А. Радиационная физика полупроводников. Киев: Наукова думка, 1979. - 336 с.

42. Ардышев В.М., Данилина Т.И. Ионная технология в производстве интегральных схем. Томск: Ротапринт ТИАСУРа, 1993. - 70 с.

43. Титов В.В. Имплантационное легирование полупроводников. Часть I. П Обзоры по электр. технике. Серия: полупровод, приборы. 1974. - вып. 10 (223). -61 с.

44. Lee D.H, Malbon R.M. Ion implanted silicon profiles in GaAs. II Appl. Phys. Lett. 1977. - v.30. - №7. -p.p.327-331.

45. Ардышев B.M., Селиванова B.A., Коротченко O.H., Мамонтов А.П. Способ получения ионно-легированных слоёв на основе разлагающихся соединений GaAs и InP. / Авт. св-во №235899 от 01.04.86.

46. Бурдовицын В.А. Исследование режимов получения и свойств плёнок нитрида и оксинитрида кремния при ионно-реактивном распылении.! Автореф. дисс. канд. техн. наук. Томск: ТИАСУР, 1981. - 19 с.

47. Крейндель Ю.Е., Лебедева Н.И., Мартене В .Я., Месяц Г.А., Проскуровс-кий Д.И. Отжиг полупроводников низкоэнергетичным электронным пучком большого сечения секундной длительности II Письма в ЖТФ. -1982. вып.23. - №8. - с.с.1465-1469.

48. Алиева Б.С., Тагиров В.И. Об определении глубины залегания примесных уровней в полупроводниках. II ФТП. 1970. - т.4. - №11. - с.2182-2185.

49. Кучис Е.В. Гальваномагнитные эффекты и методы их исследования. — М.: Радио и связь, 1990. 264 с.

50. Pauw L .J. van der. A method of measuring specific resistivity and Hall effect of disks of arbitrary shape II Philips Res. Repts. 1958. - v.13. - №1. - p.p.1-9.

51. Емельянов В.И., Кашкаров П.К. Дефектообразование в приповерхностных слоях полупроводников при импульсном лазерном воздействии. II Поверхность. 1990. - №2. - с.с.77-85.

52. Emelyanov V.I., Kashkarov Р.К. Laser-induced defect formation in semiconductors. II Appl. Phys. A. 1992. - v.55. - №2. -p.p.161-166.

53. Ахманов С.А., Емельянов В.И., Коротеев Н.И., Семиногов В.Н. Воздействие мощного лазерного излучения на поверхность полупроводников и металлов: нелинейно-оптические эффекты и нелинейно-оптическая диагностика. IIУФН. 1985. - т.147. - №4. - с.с.675-745.

54. Chiang S.Y., Pearson G.L. 11 J. Appl. Phys. 1975. - v.46. - p.2986-2992.

55. Аброян И.А., Андронов A.H.,Титов А.И. Физические основы электронной и ионной технологии. М.: Высшая школа, 1984. — 320 с.

56. Blackmore G.S. Semiconductor and other major properties of GaAs. II J. Appl. Phys. 1982. - v.53. - №10. - p.p.R123-R181.

57. Буренков A.B., Комаров Ф.Ф., Кумахов М.А., Тёмкин М.М. Таблицы параметров пространственного распределения ионно-имплантированных примесей. -Минск: Изд-во БГУ, 1980. -286 с.

58. Мейер Дж., Эриксон JL, Дэвис Дж. Ионное легирование полупроводников. М.: Мир, 1973. - 296 с.

59. Риссел X., Руге И. Ионная имплантация. / Пер. с англ. под ред. Гусевой М.И. М.: Наука, 1983. - 359 с.

60. МОП-СБИС. Моделирование элементов и технологических процессов. / Пер. с англ. под ред. Суриса Р.А. М.: Радио и связь, 1988. - 469 с.

61. Liu S.G., Wu С.Р., Magee C.W. / In book: Laser and electron beam processing of materials. New York: Acad. Press, 1980. - p.341-345.

62. Kimerling L.C. Electronic stimulation of defect processes in semiconductors. / In book: Defects and radiation effects in semiconductors. Bristol -London, 1978. - p.p.56-73.

63. Лаврищев T.T., Хлудков С.С. Диффузия кремния в арсениде галлия. IIВ сб.: Арсенид галлия. Томск: Изд-во ТГУ, 1971. - т.7. - вып.11. - с.2079-2081.

64. МакМагон Р.А., Хаско Д.Т., Ахмед X. Электронно-лучевая установка для быстрого изотермического отжига полупроводниковых материалов и приборов. II Приборы для научн. иссл. 1985. - №6. - с.с.56-58.

65. Ion Beam Processing in Advanced Electronic Materials and Device Technology / Ed. by B.R. Appleton, F.H. Eisen, T.W. Sigmon. Pittsburgh, MRS, 1985. -555 p.

66. Energy Beam — Solid Interactions and Transient Thermal Processing / Ed. by J.C.C. Fan, N.M. Jonson. New York, North-Holland, 1984. - 401 p.

67. Podor В., Nador N. The Lattice Limited Mobility of Electrons in GaAs II ActaPhys. Acad. Sci. Hung. 1974. - v>37. - №4. - p.317-323.

68. Блатт Ф.Д. Теория подвижности электронов в твёрдых телах / Пер. с англ. под ред. Ансельма А.И. М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1963. - 224 с.

69. Разработка методов электрофизического анализа полупроводниковых структур арсенида галлия / Отчёт по НИР ОКР «11481». Отв. исп-ли Высоцкий С.А., Рылов A.M. Горький, 1983. - 73 с.

70. Weisberg L.R. Anomalous Mobility Effects in Some Semiconductors and Insulators II J. Appl. Phys. 1962.- v.33. - №5. -p.1817-1820.

71. Gossick B.R Disordered Regions in Semiconductors Bombarded by Fast Neutrons //J. Appl. Phys. 1959. - v.30. - №8. - p.p. 1214-1217.

72. Stratton R. Dipole scattering from ion pairs in compensated semiconductors. II The Physics and Chemistry of Solids. 1962. - v.23. - №7. - p.p. 1011 -1017.

73. Технология ионного легирования / Под ред. Намбы С. Токио, 1971. / Пер. с япон. под ред. Павлова П.В. - М.: Сов. радио. - 1974. - 160 с.V

74. Rybka V., Cerny F. Processing parameters for the diffusion redistribution of boron and phosphorous implanted in silicon II TESLA electronics. 1978. - №2. -p.56-59.

75. Bakowski A. Methodfor determination of diffusion coefficients from carrier concentration depth profiles in silicon II J. Electrochem. Soc.: Solid-State Science and Technology. 1980. - v. 127. - №7. - p. 1644-1646.

76. Родерик Э.Х. Контакты металл полупроводник. - М.: Радио и связь, 1982.-208 с.

77. Ленченко В.М. Об активации смещений при релаксации электронных возбуждений в твёрдых телах. II ФТТ. 1969. - т.11. - №3. - с.799-801.

78. Lang D.V., Kimerling L.C. Observation of recombination enhanced defect reactions in semiconductor. И Phys. Rev. Lett. 1974. - v.33. - №8. - p.489-491.

79. Мильвидский М.Г., Освенский В.Б. Структурные дефекты в монокристаллах полупроводников. М.: Металлургия, 1984. - 256 с.

80. Горелик С.С., Литвинов Ю.М., Постолов В.Г., Приходько А.В. Напряжения в кремние, создаваемые диэлектрическими покрытиями.// Электр, техника. Сер.З. Микроэлектроника. 1985. - вып.4. - с.с.82-87.

81. Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. I Пер. с англ. под ред. Левинштейна М.Е. и Челнокова В.Е. М.: Мир, 1991. - 632 с.

82. Smith J. Theory of raman scattering in solid. II Phys. Rev. 1971. - v.B3. -№12. - p.p.4330-4337.

83. Шалимова K.B. Физика полупроводников. M.: Энергия, 1976. - 416 с.

84. Вавилов B.C., Кекелидзе Н.П., Смирнов Л .С. Действие излучений на полупроводники. М.: Наука, 1988. - 192 с.

85. Атомная диффузия в полупроводниках. / Под ред. Б.Шоу. М.: Мир, 1975.-405 с.

86. Ардышев В.М., Суржиков А.П. Радиационно-термическая активация кремния, имплантированного в арсенид галлия. II ФТП. 1999. - №6. - с.с.687-690.

87. Точечные дефекты в твёрдых телах. / Сб. статей. Пер. с англ. под ред. Болтакса Б.И., Машовец Т.В., Орлова А.Н. М.: Мир, 1979. - 379 с.

88. Ардышев В.М., Пешев В.В., Суржиков А.П. Влияние различных видов отжига на свойства ионно-легированных слоев и термическую стабильность полуизолирующего GaAs. ПФХОМ. 1998. - №3. - с.с.91 - 95.

89. Ардышев В.М., Козлова JI.А., Мамонтов А.П. Способ изготовления полупроводниковых структур арсенида галлия. II АС №1223786, зарегестрировано 08.12.1985.