Локализованные состояния в гетеросистемах на основе кремния, сформированные в деформационных полях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

□ У^А ГО"--

Антонова Ирина Вениаминовна

Локализованные состояния в гетеросистемах на основе кремния, сформированные в деформационных полях

01.04.10 "Физика полупроводников"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

1 7 СЕ'123

Новосибирск 2009

003476609

Работа выполнена в Институте физики полупроводников им. A.B. Ржанова

Сибирского отделения Российской академии наук

Научный консультант:

член - корреспондент РАН, профессор

А.В.Двуреченский

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук

В.А.Гриценко

доктор физико-математических наук,

профессор

В.Н.Брудный

доктор физико-математических наук,

профессор

Д.И.Тетельбаум

Ведущая организация: Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН, г. Черноголовка

Защита состоится «27» октября 2009 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д.ООЗ.037.01 при Институте физики полупроводников им. A.B. Ржанова СО РАН по адресу: 630090, Новосибирск, пр. академика Лаврентьева, 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики полупроводников СО РАН Автореферат разослан « 7 » сентября 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор физико-математических наук, доцент

А.Г. Погосов

Актуальность темы

Кремний является базовым материалом современной микроэлектроники. Развитие нанотехнологий сместило интерес от объемного материала к многослойным гетероструктурам на основе кремния. Наибольшее развитие получили такие типы гетеросистем, как структуры кремний-на-изоляторе (КНИ), структуры с квантовыми ямами 810е и диэлектрические слои с нанокристаллами кремния (пс-З^Юг). Исходно структуры КНИ возникли как материал для радиационно-стойких схем, а в дальнейшем они стали использоваться для увеличения рабочей частоты приборов, расширения интервала рабочих температур, уменьшения энергопотребления и др. [1]. Использование структур КНИ обеспечило настоящий прорыв в развитии наноэлектроники, создавая возможности реально производить транзисторы и схемы с длиной канала ~ 20 им и менее [2]. Высокая подвижность носителей в напряженных слоях и возможность получать стимулированное излучение в терагерцовом диапазон частот электромагнитных волн обеспечила гетероструктурам 810е/81 важное место в современной электронике [3] и кремниевой оптоэлекгронике [4]. Слои пс-Б^Юг рассматриваются как перспективный материал для разработки элементов памяти [5], светоизлучающих систем на основе кремния [6] и одноэлектронных приборов, работающих при комнатной температуре [7].

Известно, что величина механических напряжений вблизи крупных структурных нарушений и гетерограниц может достигать величин порядка 1-2 ГПа [8]. Очевидно, что деформационные поля во многом определяют структурные, оптические и электрические свойства любых гетеросистем. Однако даже для объемных материалов (и, в частности, для кремния) существуют в основном только теоретические представления об изменении конфигураций дефектов, концентраций их комплексов, диффузионных параметров и других характеристик материала в деформационных полях. Экспериментальные данные, в основном, относятся к области механических напряжений более 10 ГПа, где в кремнии наблюдаются фазовые переходы. В гетероструктурах высокие механические напряжения, возникающие из-за разности в постоянных решетки разных слоев или температурных коэффициентов расширения, принимаются во внимание при объяснении тех или иных явлений. Однако реальное использование деформационных полей для управления свойствами гетероструктур гораздо более слабое по сравнению с теми возможностями, которые оно способно обеспечить. Примером немногочисленных использований деформаций, появившихся в последнее время, является применение напряженных слоев Б! и 810е для увеличения подвижности носителей или создания инверсной заселенности в лазерных структурах [2-4]. Использование напряженных слоев позволило также создать

новый класс трехмерных наноструктур со строго контролируемыми размерами и формой -нанотрубки и гофрированные пленки [9]. Экспериментальное исследование эффектов, связанных с механическими напряжениями в объемном материале и гетеросистемах, поиск путей их использования для оптимизации параметров гетероструктур или их применения, являются актуальной задачей современного материаловедения.

При изучении влияния внешних и внутренних деформаций на свойства гетероструктур нужно учитывать их особенности, связанные с технологиями создания. Использование ионной имплантации привело к развитию целого ряда технологических процессов, направленных на создание гетероструктур. Так, основные методы создания структур КНИ основаны на использовании радиационных технологий. КНИ создают имплантацией высоких доз кислорода и азота с последующим отжигом: SIMOX (Silicon IMplanted by OXygen) [10] и SIMON (Silicon IMplanted by Oxygen and Nitrogen), содержащие оксинитрид в качестве скрытого диэлектрического слоя [11]. Второй способ создания КНИ основан на технологиях сращивания материалов [12] и водородного расслоения (технология Smart Cut [13] и оригинальная технология, разработанная в ИФП СО РАН [14]), и использует имплантацию высокой дозы водорода. Имплантация высоких доз ионов сопровождается введением большого количества дефектов [15], которые во многом определяют процессы формирования и свойства полученных структур, а полное устранение дефектов до сих пор является актуальной задачей. При создании слоев SiÜ2 с нанокристаллами также применяют ионную имплантацию. В структурах Si/SiGe/Si, используемых для разработки различных электронных и оптоэлектронных приборов, исследование электрически активных центров и взаимодействия дефектов с напряженными слоями SiGe также представляет интерес. А модификация нанокристаллов в слоях nc-Si/SiOi путем облучения ионами высоких энергий предлагается как перспективный путь получения слоев с необычными свойствами. Таким образом, применение радиационных технологий делает актуальной задачу изучения закономерностей процессов, протекающих с участием примесей и дефектов в гетероструктурах, с учетом сильных и пространственно неоднородных внешних и внутренних деформационных полей.

Субмикронные толщины слоев кремния резко ограничивают возможности применения стандартных методик для диагностики структур КНИ, Si/SiGe/Si и прочих гетеросистем. Поэтому важной и актуальной задачей работы являлась адаптация существующих методов для исследования субмикронных слоев гетероструктур и разработка подходов для диагностики таких структур.

Настоящая работа направлена на исследование электронных свойств и условий введения примесно - дефектных центров, определение электронных спектров состояний на гетерограпицах, спектров уровней квантовых точек и квантовых ям в нанометровых слоях гетеросистем в присутствии пространственно неоднородных деформационных полей и в условиях гидростатического давления. Работа включала исследование структур кремний-на-изоляторе, созданных разными методами, и гетеросистем на основе кремния с квантовыми ямами и квантовыми точками (квантовые ямы 31Се в структурах 81/8Юе/81 и квантовые точки Б! в матрице 3102, пс-в^Юг). Особое внимание было уделено поиску новых подходов и технологических процессов, способных направленно модифицировать гетеросистемы на основе кремния. Впервые для модификации гетеросистем были использованы термообработки при гидростатическом давлении до 1.5 ГПа. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- определение закономерностей введения и природы примесно-дефектных центров в кремнии и гетеросистемах на основе кремния, созданных с использованием термообработок при высоком гидростатическом давлении;

- исследование процессов диффузии и геттерирования примесей и дефектов в деформационных полях многослойных гетеросистем;

- изучение электронных свойств гетеросистем, формирующихся в условиях анизотропных температурных и деформационных полей;

- поиск и изучение новых технологических процессов с использованием термообработок при высоком гидростатическом давлении, способных направленно модифицировать гетеросистемы на основе кремния;

- изучение локализованных состояний, возникающих при релаксации механических напряжений на границе 81/8102, созданной по технологии сращивания;

- поиск и разработка технологических приемов для пассивации поверхности и экспериментального исследования электронных свойств наноструктур и гетеросистем с нанометровыми слоями;

- разработка научно обоснованных технологических рекомендаций по изготовлению гетеросистем на основе кремния и управлению их свойствами.

Объекты и методы исследования

В качестве основных объектов исследования использовались (а) структуры кремний-на-изоляторе, полученные методами сращивания и водородного расслоения, или имплантацией ионов О или N с последующим отжигом при атмосферном и повышенном давлении, (б) селективно легированные структуры 81/8Юе с псевдоморфными квантовыми

ямами БЮе, выращенные методом молекулярно-лучевой эпитаксии, (с) нанокомпозитные слои 8Юг с нанокристаллами кремния, пс-51/510г. Для сравнения использовались монокристаллы кремния, и структуры МДП, подвергнутые облучению частицами высоких энергий и/или термообработкам в условиях атмосферного или высокого гидростатического давления.

Исследуемые структуры для разных целей облучались электронами (2-3 МэВ), имплантировались ионами средних энергий (Н, В, Р, Не, N. О с энергиями 30 -200 КэВ) и ионами высоких энергий (Ы, В, Аг, Кг, Хе, В]', с энергиями 12-710 МэВ). Термообработки исследуемых кристаллов проводились при атмосферном (105 Па) и высоком (до 1.5ГПа) гидростатическом давлении в атмосфере аргона. Структуры со слоями наноразмерной толщины для электрических измерений пассивировались путем нанесения на поверхность органического монослойного покрытия.

Для исследований использовались электрофизические методики (измерение вольт-фарадных и вольт-амперных характеристик, проводимости и эффекта Холла и их температурных зависимостей), емкостная и зарядовая спектроскопии глубоких уровней (ОЬТБ). Как дополнительные методы применялись ИК-спектроскопия, масс-спектроскопия вторичных ионов, оптическая и электронная микроскопия, высокоразрешающая дифракция рентгеновских лучей, спектральная эллипсометрия и атомно-силовая микроскопия.

Научная новизна работы

Установлены основные закономерности введения, электронные свойства и атомные конфигурации активных центров и дефектов в кремнии и гетеросистемах Иа основе кремния, возникающие в результате использования высокого гидростатического давления (~1-1.5 ГПа) во время отжига.

Экспериментально обнаружено существенное увеличение равновесной концентрации вакансий на 3-4 порядка при отжиге под давлением. Обнаружены новые мелкие донорные и акцепторные центры, определяющие проводимость отсеченного слоя кремния структур КНИ, созданных разными методами. Предложена модель этих центров и продемонстрирована их связь с деформациями, присутствующими в гетероструктурах. Показана возможность управлять концентрацией этих центров путем использования давления при термообработках структур.

Экспериментально установлено, что использование давления во время отжига гетероструктур позволяет управлять типом геттерируемых дефектов и эффективностью геттерирования. Показана возможность очищать от дефектов отсеченный слой кремния в

структурах КНИ, созданных имплантацией кислорода или азота. Найдены режимы (величины давлений и температур), позволяющие удалять радиационные дефекты из отсеченного слоя кремния за счет их перемещения в скрытый диэлектрик. Установлено, что при отжиге структур КНИ под давлением величина заряда в скрытом диэлектрике практически не меняется при накоплении в нем междоузельных атомов, тогда как геггерирование вакансий увеличивает этот заряд на 1-2 порядка. Показано, что геттерирование вакансий, введенных имплантацией или отжигом под давлением в напряженные слои 31Се гетероструктур, определяет релаксацию деформаций в них и способствует формированию преципитатов в слое ЗгСе.

Обнаружено уменьшение энергии активации диффузии кислорода и предэкспоненциального множителя под давлением, приводящие к уменьшению коэффициента диффузии кислорода при высоких температурах и его увеличению при низких температурах. Обнаружены аналогичные изменения коэффициентов диффузии ряда других примесей (Н, N. ве). Установлена связь изменения диффузионных параметров с изменением устойчивых конфигураций дефектов и их комплексов в решетке кремния под давлением. Выявлено уменьшение размеров и увеличение концентрации примесно-дефектных кластеров в случае формирования их при отжиге под давлением, а также увеличение температурной стабильности примесно-дефектных комплексов. Определены характерные времена перехода от скоплений кислорода к кислородным преципитатам (включениям фазы БЮХ) и зависимости этих времен от условий термообработок и примесно-дефектного состава кристалла. В результате использования давления время появления кислородных преципитатов уменьшается, их концентрация увеличивается, а размер уменьшается.

Продемонстрирована возможность химической и электрической пассивации (снижение заряда на 1-2 порядка) поверхности кремния, германия и эпитаксиальных слоев с помощью нанесения органического монослоя. Увеличение заселенности квантовой ямы и проводимости приповерхностных слоев, возникающие в результате пассивации, позволили экспериментально проследить изменение спектра энергетических уровней в квантовых ямах структур в зависимости от величины деформаций в слое 51Се.

Обнаружено, что при формировании границы Б^Юг методом сращивания имеет место значительная (в 30 раз) релаксация деформаций на границе при высокотемпературных отжигах. Установлено, что в результате наблюдается необычный спектр состояний на границе Б^вЮг, созданной сращиванием. Предложена модель релаксации напряжений, возникающих при отжиге структур в процессе их изготовления,

предполагающая введение крупных структурных дефектов, локализованных в плоскости сращивания, с которыми и связаны наблюдаемые состояния на гетерогранице.

Обнаружено возникновение упорядоченного массива нанокристаллов кремния с одинаковой ориентацией атомных плоскостей в результате облучения слоев 8102, содержащих случайно распределенные нанокристаллы или избыточный кремний, низкими дозами ионов высоких энергий. Трансформация нанокристаллов и их распределения является результатом сочетания таких факторов, как высокая температура и анизотропные напряжения, возникающие вдоль треков ионов при облучении. Обнаружено существенное изменение электрических и оптических свойств ансамбля нанокристаллов, модифицированных облучением.

Научная и практическая значимость работы

В результате исследований электронных свойств и условий введения активных центров, определения электронного спектра состояний на гетерограницах, спектра уровней квантовых точек и квантовых ям в нанометровых слоях гетеросистем в присутствии пространственно неоднородных деформационных полей и в условиях гидростатического давления установлены закономерности процессов, определяющих электронные свойства гетеросистем на основе кремния. Найден и разработан ряд новых подходов и технологических процессов для оптимизации и модификации гетеросистем на основе кремния. Найдены пути создания новых наноструктурированных гетеросистем, обладающих уникальными электронными свойствами, которые не могут быть получены с помощью других известных технологий. Выполненный комплекс исследований позволил установить общую картину протекающих процессов и дать рекомендации для решения ряда прикладных задач.

Показано существенное отличие процессов образования и эволюции и распределения дефектов и их комплексов при отжигах кремния и гетероструктур под давлением, проявляющееся в изменении их концентраций, размеров, конфигураций и диффузионных параметров. Предложена модификация технологических процессов изготовления структур КНИ с использованием имплантации ионов кислорода или азота, направленная на снижение дефектности отсеченного слоя кремния в пластинах КНИ и заключающаяся в использовании при отжиге давления порядка 1 ГПа. Показано, что использование гидростатического давления позволяет решить ряд проблем в создании структур КНИ со скрытым нитридом: уменьшить рельеф гетерограницы кремния с нитридом, снизить дефектность отсеченного слоя кремния и избежать разрушения отсеченного слой кремния из-за его отслаивания. Показана возможность регулировать с

помощью давления проводимость отсеченного слоя кремния. Предложено использовать отжиг под давлением для усиления эффективности действия внутренних геттеров (кислородных преципитатов) в кремнии.

Установлено, что большой положительный заряда на поверхности кремния, германия и гетероструктур Б^/ЗЮе с квантовыми ямами или квантовыми точками, может быть уменьшен на 1-2 порядка с помощью монослойного органического покрытия 1-октадецена, существенно увеличивая проводимость приповерхностных слоев и заполнение квантовых ям или точек. Показано, что такое покрытие обеспечивает не только электрическую пассивацию, но и химическую стабильность поверхности гетеросистем. Оно обладает высокими изолирующими характеристиками (напряжение пробоя 7-10 В при толщине 2 нм) и позволяет при напылении металла создавать МДП структуры.

Предложен способ создания вертикально упорядоченного ансамбля нанокристаллов в слоях БЮг, основанный на облучении ионами высоких энергий. В результате такого воздействия изменяются морфология, концентрация и распределение нанокристаллов кремния и ориентация их атомных плоскостей и значительно меняются структурные, оптические и электрические свойства ансамбля нанокристаллов. Определены режимы облучения, после которых возрастает фотолюминесценция слоев, возрастает заряд, захватываемый на нанокристаллы, и значительно увеличивается перколяционная проводимость вдоль вертикальных цепочек нанокристаллов.

Найденные способы решения ряда технологических проблем оформлены в виде четырех российских и двух польских патентов.

Положения, выносимые па защиту

1. Гидростатическое сжатие ~1 ГПа при отжиге кремния и гетероструктур на его основе, является методом контролируемого изменения конфигураций дефектов и их комплексов, их концентраций и диффузионных параметров.

2. Давление во время отжига структур кремний на изоляторе позволяет управлять типом дефектов (вакансионные или междоузельные), геттерируемых в разных слоях структуры, и их концентрацией. В результате зона локализации конкретных дефектов контролируемо перемещается из одного слоя гетероструктуры в другой.

3. В структурах кремний на изоляторе, созданных с использованием имплантации, варьирование дозы в диапазоне 1016 - 1018 см'2 и давления до 1 ГПа при последующем отжиге позволяет регулировать тип и концентрацию преобладающих донорных и акцепторных центров.

4. На границе Si/SiOi, созданной сращиванием, за счет релаксации напряжений формируются структурные дефекты с узким энергетическим спектром состояний (от 0.15 до 0.33 эВ от зоны проводимости), характерные только для данного способа создания границы.

5. Монослой 1-октадецена (2 нм), образующий химическую связь с поверхностью кремния, германия или гетероструктур Si/SiGe/Si, обеспечивает электрическую пассивацию, стабилизацию поверхности, является изолятором и может быть использован для создания МДП структур и исследования локализованных состояний в нанометровых слоях.

6. В условиях анизотропных температурных и деформационных полей, возникающих в треках ионов высоких энергий, в слоях SiOx формируется система пространственно упорядоченных, одинаково ориентированных нанокристаллов.

Апробация работы

Основные результаты работы изложены в 78 публикациях. Результаты работы докладывались и обсуждались на многочисленных российских и международных конференциях: Международная конференция электрохимического общества (Франция 1997 и 2003 гг Мексика 2006 г); Международная конференции по физике тяжелых ионов (Дубна, 1997); Международная конференция по высокоэнергетичным и тяжелым ионам в материалах, SHIM Германия, 1998 г); Международная конференция по высокому давлению в физике полупроводников, HPSP (Греция, 1998 г, Испания, 2006 г); Международная конференция материаловедческого общества, MRS (США, 1998 г); Международная конференция по физике и химии наноструктур (Минск, 1999 г); Международная конференция по диэлектрикам в полупроводниковой технологии» (Германия, 1999 г); Российская конференция по фазовым превращениям при высоких давлениях (Черноголовка 2000 г); Международные конференции по технологии ионной имплантации, ИТ (Италия, 1994 г, США, 1996 г, Австрия, 2000 г); Международная конференция по выращиванию, характеризации и применению твердотельных кристаллов (Польша, 2000 г); Международные конференции по КНИ структурам, NATO ARW, (Киев, 1998, 2000, 2004 гг); Российская конференция «Нанофотоника» (Нижний Новгород 2002 г); Международные конференции Европейского материаловедческого общества, E-MRS, (Страсбург, 1995, 1998, 1999, 2001, 2002 гг); Международные конференции по геттерированию и дефектной инженерии в полупроводниках, GADEST, (Германия, 1999, 2003 гг, Италия 2001 г, Франция 2005 г); Российская конференция по физике

полупроводников (Новосибирск 2001 г); Российская конференция «Кремний» (Москва 1996, 1998, 2000, 2003, 2007, 2008 гг, Новосибирск 2002 г); Международная конференция по центрам с мелкими уровнями в полупроводниках (Польша, 2002 г); Международная конференция по электронным материалам (Китай, 2002, 2008); Международный симпозиум «КНИ технологии и приборы» (Франция 2003 г, Квебек, 2005).

Личный вклад автора

Вклад автора заключается в определении цели, постановке задач, выборе способов решения и методов исследования, интерпретации полученных результатов и их анализе. Все электрические измерения, их обработка и интерпретация были проведены либо лично автором, либо под его научным руководством. Результаты, полученные другими методами, и используемые для интерпретации результатов электрических измерений, были получены в сотрудничестве с сотрудниками разных институтов России, Польши, Германии, Испании, Израиля и Греции.

Основное содержание работы

Диссертация состоит из введения, семи глав и выводов.

Во введении сформулированы цели и основные задачи работы, обоснована актуальность тематики исследований, изложены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, и приведены защищаемые положения.

Глава 1. Примеси и дефекты в кремшш, отожженном при высоком гидростатическом давлении Механические напряжения всегда присутствуют в гетеросистемах и в значительной степени определяют процессы образования электрически активных центров и свойства гетероструктур в целом. В первой главе анализируется влияние внешнего гидростатического давления на диффузию кислорода и ряда других примесей, введение активных центров и примесно-дефектных кластеров в объемном кремнии и кремнии, облученном ионами средних и высоких энергий. Речь идет о давлениях до 1.5 ГПа, которые существенно ниже давлений фазовых переходов в кремнии. Интерес к влиянию такого давления на центры и дефекты в кремнии вызван тем, что именно такие величины механических напряжений возникают вблизи крупных структурных дефектов, квантовых точек и гетерограниц. В Приложении к данной главе приводится метод определения параметров примесно-дефектных скоплений электрически активных центров [А1,А2], который был использован для исследования введения примесно дефектных кластеров при атмосферном и высоком давлении [АЗ -А7].

Формирование кислородных преципитатов (КП), рассмотренное в главе, является начальной стадией создания слоя скрытого диэлектрика в структурах КНИ (SIMOX, SIMON). Кроме того, введение кислородных преципитатов в отсеченном слое кремния наблюдается при создании структур КНИ разными методами. Впервые проведено экспериментальное исследование начальных стадий формирования кислородных преципитатов, которое выявило отличие от существующих модельных представлений. При температурах 600 - 800°С введение КП проходит стадию образования скоплений атомов междоузельного кислорода, имеющих структуру разветвленных цепочек, характеризующихся большим отношением поверхности к объему. С увеличением времени отжига идет накопление кислорода в этих локальных областях и при достижении некоторой критической концентрации кислорода происходит образование кислородных преципитатов (включений фазы SiOx). Обнаружено [А8-А10], что при отжиге под давлением ~ 1 ГПа при температурах > 600°С формируются более мелкие кислородные преципитаты, но в большей концентрации. Предполагаемая причина - увеличение под давлением равновесной концентрации вакансий, которые являются центрами зарождения кислородных преципитатов.

Обнаружено, что кислородные преципитаты, сформированные при высоком давлении, характеризуются более высокими механическими напряжениями на границе преципитат/матрица [А22]. Причина роста механических напряжений на границе преципитатов - более эффективное генерирование примесей из объема кремния в условиях высокого давления. Эффект определяется соотношением упругих констант кремния и окисла и увеличивается с ростом давления.

Использование гидростатического давления при отжигах имплантированного кремния приводило к высоким скоростям формирования термодоноров [А11-А13], когда за 2 часа в кремнии вводилась примерно такая же концентрация термодоноров, как в необлученном кристалле, отожженном при атмосферном давлении, за сотни часов. Обнаружено введение при отжиге облученного кремния мелких акцепторных центров -термоакцепторов (450 -800°С) [А18-А23]. Предложена модель термоакцепторов, согласно которой они представляют собой относительно крупные вакансионные комплексы с варьируемым составом. Температурный интервал существования термоакцепторов возрастает при увеличении концентрации дефектов и давления, используемого при отжиге. В объемном кремнии термоакцепторы наблюдаются до температур 600 - 800°С, а в отсеченном слое кремния структур КНИ (см. главы 2,4) - до температур 1200°С.

Исследование кинетики распада кислородных преципитатов при 1000 - 1300°С в зависимости от величины давления показало, что энергия активации диффузии кислорода

Еа, так же как и предэкспоненциальный множитель Б,,, уменьшаются с ростом гидростатического давления (Еа уменьшалась от 2.53 до 0.62 эВ). В результате, коэффициент диффузии кислорода уменьшается при высоких температурах (Т > 600°С) и должен увеличиваться при низких (Т < 600°С) [А9, А10]. Этот экспериментальный факт нашел теоретическое объяснение в работе [16], где были проведены расчеты миграции кислорода в условиях гидростатического давления с использованием модели молекулярного кластера, состоящего из 17 атомов кремния с одним атомом кислорода в центре. Авторы получили, что энергия активации диффузии должна уменьшаться от 2.53 эВ для атмосферного давления до 1.92 эВ для давления 1 ГПа. Основная причина влияния давления - смещение стабильного положения атома кислорода в сторону от связи атомов кремния, что уменьшает взаимодействие кислорода с решеткой и сопровождается более эффективным использованием междоузельного объема решетки.

Для выяснения причин сильных эффектов, вызываемых давлением, проведено исследование изменений дефектной структуры кремния, отожженного при высоком давлении [А23-А24]. Для выявления дефектов с мелкими уровнями использовалось декорирование дополнительно введенными радиационными дефектами (облучение нейтронами дозой 1х1017 см"3 и отжиг при 400°С). Установлено, что в кристаллах кремния, отожженных при температурах 900 - П00°С при давлении 1.2 ГПа, наряду с кислородными преципитатами и дислокационными петлями формируются относительно мелкие дефекты вакансионного типа. Введение дополнительных относительно мелких дефектов в кремнии согласуется с другими эффектами, вызванными давлением, и позволяет утверждать, что концентрация равновесных вакансий возрастает при использовании давления ~1 ГПа не на несколько процентов, как предсказывается теорией [17], а на несколько порядков.

Исследована дефектная структура кремния, имплантированного водородом (дозы 1016 - 6х1016 см"2)и кислородом (дозы 1015 - 1016 см"2) и отожженного при атмосферном и высоком гидростатическом давлении [А25-А28]. Обнаружено, что отжиг кремния, имплантированного водородом, при высоком давлении приводит к формированию более мелких структурных нарушений. Образование крупных микротрещин и блистеров подавляется. В кремнии, имплантированном кислородом, использование гидростатического давления при отжиге приводит к резкому снижению плотности дислокаций благодаря геттерированию дефектов на кислородные преципитаты. Эффект наблюдается при температурах существенно более низких (1000-1200°С), чем те, что обычно используют для устранения дефектов из слоя кремния структур КНИ (1350°С).

В Приложении 1 к главе 1 дано теоретическое обоснование метода исследования скоплений электрически активных примесей или дефектов и определению параметров этих скоплений, основанному на ОЬТБ измерениях [А1, А2]. Показано, что если центры образуют скопления, то с изменением температуры Т меняется концентрация заряженных глубоких уровней Ы"гу. Измерение зависимости М'ру(Т) дает возможность рассчитывать параметры, характеризующие скопления примесей (дефектов), такие как характерный размер скопления и число центров в одном скоплении.

Глава 2. Структуры КНИ, сформированные при гидростатическом давлением в имплантированном кремнии В главе анализируется влияние высокого гидростатического давления на формирование структур КНИ (в^Юг/Б! и Й!/^!4},,/^!) в кремнии, имплантированном ионами кислорода или азота [А29-А35]. Структуры КНИ были получены имплантацией кислорода (энергии 170 - 200 кэВ, дозы 1х1017 - 2х1018 см" 2) или азота (энергии - 130 - 160 кэВ, дозы 1х1016 - 1х1018 см"2) после отжига при атмосферном и высоком (до 1.5 ГПа) давлениях. Исследования структурных дефектов и диагностика КНИ электрическими методами были проведены в зависимости от режимов имплантации и давления, использованного при отжиге.

Установлено, что в структурах в^Юг/^ отжиг под давлением ~ 1.0 - 1.5 ГПа позволяет очистить отсеченный слой кремния от радиационных дефектов (рис. 1) даже при невысоких температурах (начиная с ~1000°С) за счет геттерирования дефектов междоузельного типа в диэлектрик. Следствием геттерирования является формирование относительно толстого (до нескольких десятков нанометров) переходного слоя на гетерогранице Б^ЭЮг, содержащего большое количество междоузельных дефектов, и возрастание тока через скрытый диэлектрик. Накопление дефектов в скрытом диэлектрике и расширение переходного слоя проявляется при емкостных измерениях в уменьшении эффективной толщины скрытого диэлектрика.

Рис.1. ТЕМ изображения структур КНИ, созданных имплантацией ионов кислорода (Б = 6х1017см"2, 170 кэВ) и отожженного при 1300°С в течение 5 ч при атмосферном давлении (слева) и давлении 1.2 ГПа (справа).

В структурах КНИ, созданных имплантацией азота, также наблюдается свободный от дефектов отсеченный слой кремния, увеличение токов утечки через нитрид и уменьшение пробивного напряжения с ростом давления, использованного при отжиге. Но, как показывают данные микроскопии, в SiNx переходной слой с высокой концентрацией междоузельных дефектов не наблюдается. Соотношение упругих констант нитрида и кремния таково, что на гетерогранице Si/SiNx во время отжига под давлением, наблюдается рост механических напряжений. В результате в нитрид должны гетгерироваться вакансии, а междоузельные атомы оттесняются на поверхность.

Использование давления при отжиге структур со скрытым нитридом приводит еще к двум эффектам - к увеличению толщины нитрида и формированию более ровной гетерограницы Si/SiNx. Причина заключается в том, что давление является необходимым условием для эффективного протекания химической реакции между кремнием и азотом -давление снижает барьер реакции кремния с азотом, понижая тем самым температуру протекания реакции, и повышает степень реагирования кремния [18]. Рельеф гетерограницы при достаточно высоких температурах отжига связывают с формированием отдельных зерен нитрида. Использование давления приводит к уменьшению размера зерен и рельефа гетерограницы. Давление позволяет решить еще одну проблему структур КНИ со скрытым нитридом - оно полностью подавляет формирование дефектов, связанных с разрушением отсеченного слоя кремния. Такие дефекты, как известно, являются одной из проблем для КНИ со скрытым нитридом [19].

Обнаружено, что геттерирование междоузельных дефектов в SiÛ2 не сопровождается существенным ростом заряда в скрытом диэлектрике и плотности состояний на гетерогранице структур КНИ, отожженных при высоком давлении (рис.2) [А32, А34]. Так, фиксированный заряд в окисле на границе отсеченный слой кремния / окисел составляет ~ 1x10й см"2 независимо от использованного давления. А толщина переходного слоя, содержащего большое количество структурных дефектов, в случае отжига структур под давлением доходит до 70 нм, тогда как в случае отжига при атмосферном давлении она не превышает 3 нм. Получено также, что независимо от величины давления плотность состояний на гетерогранице Si/SiOi составляет Dit ~ (6-8)хЮ" cm"2

Из вольт-фарадных характеристик структур Si/SiNx/Si следует, что использование давления увеличивает заряд в скрытом диэлектрике на один - два порядка (рис.2), в зависимости от температуры отжига. Плотность состояний на гетерогранице также сильно варьируется в зависимости от величины давления и температуры - Djt ~ (4-20)х10" см"2. Так как кремний находится в растянутом состоянии, а нитрид в сжатом, то в нитриде

происходит накопление вакансий, способствующее частичному снятию напряжения. Давление увеличивает и величину напряжений, и эффективность геттерирования. Таким образом, накопление вакансионных дефектов приводит к сильному росту величины заряда в диэлектрике. Нужно отметить, что накопление вакансий имеет место и в переходном слое обычного термического окисла, также приводя к росту заряда. Таким образом, геттерирование междоузельных атомов слабо влияет на заряд в диэлектрике, а гетгерирование вакансий приводит к сильному росту заряда.

1,8x1 о" 1,6x10" 1,4x10" „ 1,2x10" и1,0x1012 °8,0хю" 6,0x10" 4,0x10"

Рнс.2. Заряды в диэлектрике на границе отсеченный слой кремния / окисел, (3/, и на границе скрытый окисел / подложка, <55, в зависимости от давления и температуры отжига структур, имплантированных кислородом (слева) и азотом (справа). АР - атмосферное давление, НР -давление ~1.2 ГПа.

Глава 3. Дефекты и деформации в структурах кремшш-на-изоляторе, созданных сращиванием Исследования, представленные в данной главе, проведены на структурах КНИ, полученных методом сращивания и водородного расслоения по технологии, разработанной в Институте физики полупроводников СО РАН [А35-А37]. Рассмотрены механические напряжения и дефекты в отсеченном слое кремния, такие как кислородные преципитаты и связанные с ними дислокационные петли [А38-А41]. В главе также анализируются общие закономерности изменения примесного и дефектного состава отсеченного слоя кремния, происходящие в процессе создания структур КНИ и при утончении отсеченного слоя [А43-А45].

Данная технология создания структур КНИ включает в себя следующие основные операции: (1) имплантация водорода в одну из пластин, (2) термическое окисление второй пластины - подложки (создание будущего скрытого диэлектрика), (3) соединение пластин и расслоение имплантированной пластины при средних температурах, (4) высокотемпературный отжиг (1100°С) для укрепления связей на границе сращивания, удаления водорода и дефектов. Особенностью структур являются (1) расположение границы сращивания между отсеченным слоем кремния и скрытым диэлектриком, т.е. в

непосредственной близости от рабочего слоя структуры, и (2) отсутствие радиационных воздействий на будущий скрытый диэлектрик в процессе изготовления КНИ.

Анализ структурных дефектов на границе сращивания и в отсеченном слое кремния с момента сращивания и до финального высокотемпературного отжига КНИ был проведен методом высокоразрешающей дифракции рентгеновских лучей [А39-А40]. Деформация, определенная как относительное изменение постоянной решетки, в отсеченном слое кремния структуры КНИ, не прошедшей высокотемпературный отжиг, оказалась достаточно высокой е ~ 0.5±0.02. Показано, что высокотемпературный отжиг значительно снижает механические напряжения в слое кремния (до е ~ 0.02±0.02) и улучшает свойства границы сращивания. Данные электронной микроскопии говорят об отсутствии видимых дефектов и дислокаций в отсеченном слое кремния. При утончении слоя кремния методом окисления деформации в отсеченном слое кремния меняются немонотонным образом, проходя через максимум при толщине -150 нм. Обнаружено, что следствием выбранных режимов изготовления структур КНИ является формирование высокой плотности HF дефектов (в нашем случае, кислородных преципитатов) до 103 - Ю4 см"2. В процессе создания структур КНИ с тонкими отсеченными слоями кремния путем окисления происходит резкое увеличение концентрации преципитатов до 106 см'2 по мере уменьшения толщины отсеченного слоя, что и приводит к увеличению деформации слоя. Показано, что температурная стабильность кислородных преципитатов в отсеченном слое кремния снижается по сравнению с их стабильностью в объемном кремнии и зависит от атмосферы, в которой проводят термообработки. Исходя из полученных результатов, были предложены способы устранения преципитатов из отсеченного слоя кремния путем изменения режимов термообработок или проведения дополнительных термообработок [A3 6].

Общие закономерности изменения примесного и дефектного состава отсеченного слоя кремния и диэлектрика при проведении серии дополнительных окислений структур КНИ для утончения слоя кремния заключаются в следующем. (1) В процессе роста окисла происходит инжекция собственных междоузельных атомов, и их накопление в слое кремния по мере увеличения общего времени окисления. (2) Дополнительные термообработки скрытого диэлектрика сопровождаются образованием в окисле вакансий кислорода и уходом атомов кислорода в кремний. Это проявляется в росте заряда в скрытом диэлектрике и плотности кислородных преципитатов в отсеченном слое кремния. (3) Следствием образования кислородных преципитатов являются дополнительный рост концентрации собственных междоузельных атомов, формирование дислокационных петель и рост механических напряжений. Данные эффекты проявляются при толщинах

отсеченного слоя кремния менее 150 нм. (4) В случае легирования отсеченного слоя методом имплантации, нужно учитывать дополнительное введение доноров (см. главу 4), которые сохраняются при окислении.

Глава 4. Электрически активные центры в отсеченном слое кремния структур КНИ: влияние деформаций и метода создания В главе анализируются условия введения и концентрации мелких донорных и акцепторных центров в отсеченном слое структур КНИ, созданных разными методами. Рассматриваются такие факторы изменения их концентрации как давление, использованное при отжиге, деформации, присутствующие в структуре, и доза ионов, имплантированных при создании структур [А43-А47]. Предлагается модель центров и проводится сравнение с электрически активными центрами, наблюдаемыми в объемном имплантированном кремнии.

Обнаружено, что в отсеченном слое кремния структур КНИ в процессе их создания методом сращивания и водородного расслоения формируются мелкие донорные центры с концентрацией ЗхЮ15 - 1016 см" . Доказано, что в формировании доноров принимают участие радиационные дефекты. Это следует из высокой концентрации доноров в случае использования высоких доз имплантации, из влияния режимов имплантации на концентрацию доноров, из отсутствия доноров в КНИ, изготовленных без использования имплантации, и др. результатов. Показано, что донорные центры вводятся в отсеченном слое кремния и при последующем легировании методом ионной имплантации.

В отсеченном слое кремния структур КНИ, созданных имплантацией кислорода или азота, также формируются аналогичные донорные центры с мелкими уровнями. Они определяют проводимость слоя при низких и средних дозах имплантации (до доз Do+ ~ 1х1018 см"2 и Dn+ ~ 6х1017 см"2). Их концентрация в таких структурах существенно выше и составляет 1017-101S см"3. В случае имплантации еще более высоких доз ионов в отсеченном слое кремния появляются другие комплексы радиационных дефектов - мелкие акцепторы. Использование гидростатического давления при термообработках структур КНИ увеличивает концентрации электрически активных комплексов как донорного, так и акцепторного типов.

Были предприняты усилия по созданию условий введения электрически активных центров, наблюдаемых в структурах КНИ, при отжиге объемного имплантированного кремния, но они не принесли успеха, несмотря на варьирование в широких пределах типа ионов, их дозы и энергии. Единственным близким по свойствам комплексами являются термоакцепторы, которые представляют собой мультивакансионные комплексы, активируемые примесным или дефектным атомом. Нужно отметить, что существенные отличия результатов легирования гетероструктур по сравнению с объемным Si связаны с

деформационными полями, влияющими на разделение пар Френкеля и увеличивающими концентрацию дефектов в слое.

Полученные данные позволяют предложить следующую модель активных центров, наблюдаемых в отсеченном слое кремния структур КНИ. Эти центры представляют собой вакансионный комплекс У„-Х (п > 4), причем именно компонент X придает электрическую активность всему комплексу, и этот компонент может варьироваться. Особенности изменения примесного и дефектного состава слоя кремния вблизи границы раздела Э^Юг и поверхности обеспечивают необходимый компонент X для введения донорного центра. Предполагается, что компонент X для доноров - это собственные междоузельные атомы кремния, концентрация которых существенно выше в отсеченном слое кремнии из-за присутствующих там деформаций. С изменением активирующего элемента донорный характер центра может меняться на акцепторный (термоакцепторы в КНИ и объемном имплантированном кремнии).

Глава 5. Локализованные состояния на границе б^вЮг, созданной сращиванием кремния с окислом В главе предложена модель дефектов, формирующихся при релаксации механических напряжений (см. главу 3) на границе 81/5102, созданной сращиванием, и определяющих ее энергетический спектр состояний [А48-А58]. Состояния на границе сращивания (граница между отсеченным слоем кремния и диэлектриком) анализировались в сравнении с состояниями на другой границе в структуре КНИ между скрытым диэлектриком и подложкой, полученной обычным термическим окислением. В технологии структур КНИ, разработанной в ИФП, именно граница сращивания находится вблизи рабочего слоя структуры и значительно влияет на характеристики приборных структур, создаваемых в слое кремния.

Разработаны подходы для применения метода спектроскопии глубоких уровней (1ЭЬТ5) при исследовании многослойных гетероструктур, анализа экспериментальных данных, позволяющие определять спектры состояний на разных границах Э^БЮз, и предложены способы расчета энергетического спектра состояний на гетерогранице. Их применение для границы 81/8102, сформированной термическим окислением, дало обычное Ц-образное распределение состояний по энергиям.

Распределение состояний в верхней половине запрещенной зоны для границы 81/8102, полученной сращиванием, характеризуется относительно узкой полосой энергий в пределах от Ес - 0.17 до Ес-0.36 эВ с сечением захвата на уровни а = 1х10'18 см2 (рис. 3 и 4). Исследование спектра состояний вблизи середины запрещенной зоны кремния путем измерений со сканированием по временному окну при относительно высокой температуре подтвердило резкое уменьшение плотности состояний с энергиями более 0.4

эВ [А51]. Аналогичные спектры состояний, обнаруженные для структур КНИ созданных из кремния, выращенного методами Чохральского и зонной плавки (КНИ-ACz и КНИ-AFZ на рис.3), позволяют утверждать, что узкий спектр состояний не связан с присутствием в отсеченном слое кремния кислородных преципитатов [А52].

Необычный (узкий) энергетический спектр состояний на границе S1/S1O2 может быть связан с пассивацией водородом, который присутствует в высокой концентрации в структурах КНИ при их изготовлении благодаря имплантации водорода и гидрофилизации поверхности. Чтобы изучить влияние водорода на спектр состояний на гетерограницах, были созданы структуры КНИ с помощью той же технологии сращивания, но без использования водородного расслоения. Утончение отсеченного слоя кремния проводилось путем шлифовки и полировки одной из пластин кремния (структуры КНИ-В на рис.3) [А52]. Отсутствие эффектов пассивации подтверждается появлением в отсеченном слое кремния структур КНИ-В мелких акцепторов и ряда центров с глубокими уровнями (Ес-0.09, Ес-0.12, Ес-0.40, Ес-0.63). Их концентрация была максимальна у границы сращивания и уменьшалась по мере удаления от нее, что позволяет связать появление данных центров с неконтролируемыми примесями на границе сращивания. Плотность состояний на границе сращивания в структурах КНИ-В оказалась примерно на порядок выше, чем в КНИ-А, созданных с использованием технологии водородного расслоения, но спектры распределении состояний по энергиям оказались аналогичными (рис.3). Таким образом, показано, что относительно узкий спектр

Рис.3. Распределения состояний на границе Si/Si02, полученной сращиванием, структур КНИ-А (Cz-Si и FZ-Si) и КНИ-В (Cz-Si). КНИ-А созданы по технологии сращивания с использованием водородного расщепления, а КНИ-В - без водородного расщепления

В целом, сравнение электрически активных центров, обнаруженных в структурах КНИ-А и КНИ-В, позволяет сделать вывод, что водород, присутствующий в высокой концентрации в структурах КНИ в процессе их изготовления, определяет свойства получаемых структур, несмотря на высокую температуру заключительного отжига (~ 1100°С). Получено, что водород пассивирует (1) мелкие акцепторные примеси,

состояний не связан с их пассивацией водородом.

10"

■С^Чт5

0,2 0,3 0,4 Е - Е, эВ

попадающие в отсеченный слой кремния со сращиваемой поверхности, (2) пассивирует другие электрически активные центры, также связанные с загрязнениями поверхностей перед сращиванием, и (3) уменьшает на порядок плотность поверхностных состояний на границе 81/8Ю2, полученной сращиванием. Эффекты пассивации наблюдаются после высокотемпературного отжига благодаря его гетгерированию на гетерограницы, и в напряженных слоях структур, удерживающих водород при отжиге.

В качестве еще одного теста для сравнения свойств границы сращивания с обычной термически созданной границей $¡/8102 в структурах КНИ был использован отжиг в атмосфере водорода [А54-А56]. Обработка структур, содержащих термическую границу Б^Ю:, в атмосфере водорода при температурах Т < 600°С приводит, как известно, к пассивации поверхностных состояний и глубоких уровней в объемном кремнии. При температурах 700°С и выше можно наблюдать введение в окисел подвижного, связанного с водородом, положительного зарядаи генерацию состояний на границе раздела Бг/ЗЮг [20]. Как и ожидалось для границы 81/8102, в структуре КНИ, созданной термическим окислением, отжиг при 430-550°С в атмосфере водорода приводит к пассивации существенной части ловушек, в результате чего плотность ловушек уменьшалась с увеличением времени отжиг. На границе Э^Юг, полученной сращиванием, обнаружена трансформация наблюдаемых состояний: полоса энергий состояний смещается от (0.170.36) эВ до (0.08-0.22) эВ ниже дна зоны проводимости, сечение захвата на ловушки уменьшается примерно на порядок, а плотность ловушек несколько увеличивается с увеличением времени отжига. Нужно отметить, что такая же модификация состояний на границе сращивания обнаружена и при облучении структур 2 МэВ электронами, и связана, скорее всего, с релаксацией границы сращивания под действием разных внешних факторов. Отжиг при Т > 550°С приводит к генерации на границе сращивания дополнительных состояний, имеющих широкий спектр энергетических уровней в запрещенной зоне кремния. Таким образом, изменение спектра состояний на границе сращивания отличается от изменения спектра состояний на границе, созданной термическим окислением.

Исходя из данных БЬТ8 измерений, проведена оценка флуктуаций заряда на границе сращивания между отсеченным слоем кремния и скрытым диэлектриком [А57]. Получено, что величина флуктуаций заряда превышает 1.5x10й см"2 на фоне заряда ~5хЮ" см"2. Показано, что флуктуации связаны с отрицательным зарядом на граничных состояниях, а не с флуктуациями положительного фиксированного заряда в окисле. Такая величина флуктуаций заряда на границе сращивания З^ЭЮг, соответствует флуктуациям

поверхностного потенциала на границе скрытого диэлектрика с отсеченным слоем кремния ~ 0.30 эВ.

С помощью БЬТБ измерений обнаружено [А59, А60], что облучение структур КНИ ионами высоких энергий (245 МэВ Кг, Г = 2.2х108 -1.4х109 см"2, О = 105 - 106 рад) приводит к введению в отсеченном слое кремния и в подложке стандартного набора радиационных дефектов. Но концентрации радиационных дефектов в отсеченном слое структур КНИ оказались существенно выше, чем в подложке, и с максимумом вблизи поверхности. Изменение скоростей формирования электрически активных центров вакансионного типа вызвано разделением компонентов пар Френкеля внутренними упругими полями, присутствующими в отсеченном слое кремния структур КНИ.

На основании данных, полученных методами спектральной эллипсометрии и высокоразрешающей электронной микроскопии обнаружено отсутствие переходного слоя БЮХ на границе сращивания. Для термической границы Б^Юз в структурах КНИ те же методики демонстрировали переходной слой толщиной 2-3 нм.

На основании совокупности полученных экспериментальных данных предложена модель дефектов, формирующихся на границе сращивания кремния и окисла без переходного БЮ* слоя. Предполагается, что при сопряжении решеток кремния и окисла формируются протяженные дефекты, лежащих в плоскости границы 81/8102, элементами которых являются Рь центры. Рь центры (Ры, Рьо, трехкоординированный атом кремния с несвязанной электронной орбиталью) являются одним из наиболее известных дефектов для границы 81/8102. Этот дефект всегда, в большей или меньшей концентрации, присутствует на границе 81/5Юг. Согласно данным работ [21] уровень Рь центра расположен в верхней половине запрещенной зоны кремния около Ес - (0.27 - 0.32 эВ). Именно протяженные дефекты, лежащие в плоскости Б^Юг границы, скорее всего, ответственны за относительно узкий спектр состояний, наблюдаемый на границе сращивания, их неоднородное распределение, необычное поведение при отжиге в водороде и другие особенности. Недавно получено экспериментальное подтверждение образования таких структурных дефектов на границе сращивания [22].

Обнаружена [А61] пассивация ловушек в скрытом диэлектрике КНИ в электрическом поле является результатом благодаря их взаимодействию с водородом при изготовлении структур. В тоже время в окисле наблюдалось присутствие подвижного заряда и ловушек электронов, связанных с остаточным водородом в окисле. Закрепить подвижный водород в диэлектрике можно путем дополнительной имплантации ионов водорода в область границы отсеченный слой кремния / скрытый диэлектрик готовой структуры КНИ с последующим высокотемпературным отжигом [А62,А63]. Такой прием

позволял в случае использования достаточно большой дозы водорода (~1016 см"2) ввести в скрытом диэлектрике ловушки для электронов и этим стабилизировать величину заряда в диэлектрике при облучении.

Глава б. Система электронных уровней квантовых ям §1Се и активные центры, в напряженных в структурах З^ве/в! Целью исследований, представленных в шестой главе был анализ спектра уровней 510е квантовой ямы в зависимости от величины упругих напряжений в слое БЮе. Для достижения этой цели были установлены основные факторы, определяющие заполнение квантовых ям БЮе, определены причины обеднения приповерхностных слоев, найден способ электрической пассивации поверхности органическим монослоем для обеспечения высокой концентрации дырок в яме и проведены измерения спектра уровней методом зарядовой спектроскопии «З-ВЬТБ [А64-А66]. Рассмотрена также релаксация напряжений в слое ЭЮе при облучении или отжиге под давлением.

Для исследований были использованы тонкие (40нм/Ю-14нм для слоев вьВЮе) селективно легированные гетероструктуры Б^Се/в! с низким уровнем легирования (фоновая концентрация дырок составляла ~2х1014 см"3, суммарная слоевая концентрация 5-слоев бора < 2х1012 см"2). Гетероструктуры Э¡/ЗгОе/Э! были получены молекулярно-лучевой эпитаксией (400°С), толщина слоя ЭЮе составляла 10-14 нм, содержание германия варьировалось от 7 до 48%, количество квантовых ям - от одной до трех. Структуры не содержали дислокаций и других протяженных дефектов. Показано, что величина положительного заряда на поверхности, оцененная из емкостных измерений, возрастает в пределах 1012 - 1013 см"2 с ростом содержания германия в 810е слое от 7 до 25%. Поверхностный обедняющий изгиб зон при этом достигает ~0.3 - 0.35 эВ. Предполагается, что заряд связан с ловушками на поверхности из-за сегрегации германия при росте структур. В результате яма вЮе оказывается практически пустой.

Гистерезисы на С-У и 1-У характеристиках и наличие эффекта поля доказывают, что в области гетерограницы существуют центры с глубокими уровнями, заряд на которых наряду с зарядом на поверхности определяет заполнение квантовой ямы. Сечение захвата носителей на центры с глубокими уровнями, оцененное из зависимости слоевой концентрации носителей в яме от заряда протекающего через структуру, составило 3x10'" см2 для 0.25% ве и возрастало с ростом содержания германия в слое. (З-ОЬТБ измерения показали, что энергия основного центра с глубоким уровнем, связанного предположительно с дефектами на гетерогранице, возрастает от Еу+0.17 до Еу+0.25 эВ с увеличением содержания германия в слое БЮе от 0.07 до 0.15. Плотность состояний составила 1011 - 1012 см'2.

Температурные зависимости тока (77 - 300 К) через вертикальные гетероструктуры З^ве^ с квантовыми ямами демонстрируют активационный характер I ~ ехр(Еа/кТ) с двумя различными энергиями активации при Т < 130 К и Т > 160 К. При относительно высоких температурах основным механизмом переноса тока является термическая активация носителей из ямы, а наблюдаемое уменьшение энергии активации с ростом приложенного напряжения связано с уменьшение величины барьера благодаря изгибу зон. Для более низких температур (Т < 130 К) протекание тока определяется сочетанием активации и туннелирования с уровней квантовой ямы. Факт, что наличие глубоких уровней не проявляется в температурных зависимостях тока, подтверждает, что глубокие центры локализованы в области гетерограницы, так как их сечение захвата носителей меньше сечения захвата носителей в квантовую яму.

Таким образом, благодаря положительному заряду на поверхности и захвату дырок на глубокие центры на гетерогранице 5№Юе ямы оказывались практически пустыми. Для пассивации поверхности [А67] использовалось нанесение монослоя 1-октадецена толщиной 2 нм. Монослой обеспечивал химическую и временную стабильность состояния поверхности кремния, обладал высокими изоляционными свойствами с напряжением пробоя до 7-10 В и позволял при нанесении метала создавать структуры металл-диэлектрик-полупроводник. Нанесение пассивирующего покрытия (монослоя 1-октадецена толщиной 2 нм) на поверхность структур Бь^Се/^ уменьшает величину заряда (< 2x10й см"2) и более чем на порядок увеличивает проводимость Э(Ое слоя, расположенного на глубине ~40 нм от поверхности [А68,А69]. Увеличение проводимости квантовой ямы после пассивации поверхности демонстрируется на рис.4.

(З-ОЬТЗ исследования структур [А70], пассивированных монослоем 1-октадецена, показали, что кроме центра с энергиями Еу+ (0.17-0.25) эВ на спектрах появился еще один пик, который демонстрирует несколько активационных наклонов в разных интервалах температур. Значения энергий активации Еа, определялись в приближении, используемом

Рис.4. Вольт-амперные характеристики структуры с 14 нм квантовой ямой с содержанием германия 15%, до (1) и после (2) пассивации поверхности монослоем 1-октадецена. Измерения проводились между двумя золотыми контактами на поверхности структуры.

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 и, V

для исследования уровней в квантовых ямах: er- Т1'2 ехр( - Еа/кТ), где ет - вероятность выброса носителей с уровня. Количество активационных наклонов, определенных из кривых Аррениуса для данного пика, возрастало с увеличением содержания германия и, соответственно, с увеличением механических напряжений в слое. Результаты сопоставлены с расчетом энергетического спектра квантовых ям SiGe с учетом деформации слоя. Установлено, что основную роль в эмиссии носителей из квантовых ям играет термостимулированное туннелирование. Определены характерные времена термостимулированной эмиссии в зависимости от температуры, состава ямы.

Анализ релаксации структур Si/SiGe/Si, облученных ионами высоких энергий, при последующем отжиге (с использованием просвечивающей и сканирующей микроскопии и высокоразрешающей дифракции рентгеновских лучей) показал, что наличие напряжений в слоях SiGe, приводит [А71, А72] к аккумуляции вакансий, введенных имплантацией, в слое SiGe. В зависимости от количества накопленных вакансий, они могут приводить к заметному перераспределению германия и других примесей в слое SiGe вплоть до образования преципитатов. Отжиг под давлением также приводит к формированию преципитатов в напряженных слоях SiGe. Аналогичность воздействий имплантации (в области, где преобладают вакансионные дефекты) и использования давления при отжиге, обнаруженная в напряженных гетероструктурах Si/SiGe/Si, наблюдалась и для объемного кремния, и уже обсуждалось в главе 1. Отличительной особенностью эффектов, наблюдаемых в гетероструктурах, является перераспределение вакансионных дефектов в соответствии с величинами деформаций в слоях гетероструктуры, и приводя к накоплению вакансий в напряженных слоях SiGe.

Глава 7. Вертикально упорядоченные массивы квантовых точек кремния в матрице Si02.' метод создания и структурные, электрические, оптические свойства Среди различных направлений создания наноразмерных структур (развитие нанолитографии, молекулярной наноэлектроники, самоорганизующихся наноструктур и др.) идея использования латентных треков тяжелых ионов высоких энергий (Е > 1 МэВ/аем) в последнее время становится все более и более привлекательной. Пучки быстрых тяжелых ионов могут также использоваться не только для создания, но и для модификации наноразмерных гетероструктур. Предлагается новый подход, использующий облучение ионами высокой энергии и позволяющий создавать вертикально упорядоченные массивы нанокристаллов, имеющих, кроме того, одинаковую ориентацию атомных плоскостей, [А73-А78]. Рассматриваются причины возникновения упорядоченных массивов нанокристаллов и, в частности, анизотропный нагрев и анизотропные деформации вдоль треков ионов. Проведено сравнение оптических,

электрических и структурных свойств массивов нанокристаллов кремния в SiC>2 в зависимости от состава слоя [А73,А74].

В работе были исследованы слои Si02 с латеральным градиентом концентрации избыточного кремния в интервале от 4 до 94 объемных %, созданные со-распылением кремния и SiOi- Высокотемпературный отжиг приводил к формированию ne-Si с приблизительно одинаковым размером нанокластеров (3-5 нм в зависимости от режимов напыления и отжига), концентрация которых изменялась вдоль образца в широких пределах. Толщины исследуемых слоев составляли 400 - 1000 нм. Дополнительное облучение слоев nc-Si/SiCh ионами высокой энергии (Кг, Хе, Bi с энергиями 90 - 670 МэВ и дозами 1012- 10'3 см'2) изменяло свойства массива ne-Si. Для диагностики свойств исходных и модифицированных массивов ne-Si использовались фотолюминесценция (ФЛ), электронная микроскопия, зарядовая спектроскопия, измерение вольт-фарадных характеристик, проводимости, температурных зависимостей тока.

Проведено сравнение оптических, электрических и структурных свойств массивов нанокристаллов кремния в матрице SiCh в зависимости от концентрации избыточного кремния. Обнаружено, что величина заряда в диэлектрике, определенная из вольт-фарадных характеристик, имеет резко выраженный максимум при содержании избыточного кремния ~ 25 - 35% (рис.5). Состав, при котором наблюдается захват максимального заряда, варьируется в зависимости от доли избыточного кремния, входящего в нанокристаллы (часть кремния находится в дисперсном состоянии или аморфных включениях). Установлено, что максимальный захват заряда строго коррелирует с максимальной интенсивностью ФЛ образца (рис.5). Дальнейшее повышение концентрации ne-Si в окисле приводит к уменьшению заряда в окисле, ослаблению фотолюминесценции и затем возникновению перколяционной проводимости, благодаря формированию кластеров (цепочек) из ne-Si и делокализации электронов внутри кластера.

Установлено, что облучение слоев S1O2, содержащих ne-Si, ионами высоких энергий с электронными потерями более 6 кэВ/нм приводит к следующим структурным изменениям: (1) формируются вертикально упорядоченные массивы нанокристаллов вдоль треков ионов, (2) меняется морфология ne-Si от сферической до эллипсов вытянутых вдоль направления движения ионов, (3) разброс в ориентации атомных плоскостей ne-Si меняется от случайного в исходных образцах до одинаковой ориентации атомных плоскостей вдоль треков ионов с разбросом ± 20° для ne-Si в облученных слоях (рис.6). Нужно подчеркнуть, что облучение - это единственный способ, позволяющий получать массивы ne-Si с одинаковой ориентацией атомных плоскостей.

I

(

О 10 20 30 40 50 60 70

Содержание S, объемнье%

о I " -1'3™* R.

-4 - -2,0*10"

-3,0x10'

-1,0X10"

-2,5X10"

0,0

Рис.5. Зависимость интенсивности ФЛ (1рь) и Рис.6. Изображение нанокристаллов в

плотности заряда (Nfb), захваченного на ne-Si. образце, облученном ионами Хе

Сплошная линия - расчет длины кластеров из (энергия 130 кэВ, доза 1012 см'2),

ne-Si по выражению [23] Е, = d[x-xc)/xc]"v, где при полученные с помощью микроскопии

х 0, 4 ~ d = 3HM- размер нанокристалла, v = высокого разрешения 0.88, Хс = 36 % - порог перколяционной проводимости, определенный из эксперимента.

Основная особенность облучений, использованных в работе, заключается в том, что пробег ионов более чем на порядок превышал толщину слоя SiOz с нанокристаллами. Это означает, что все ионы и основная часть дефектов после облучения находились в подложке. А основное воздействие ионов на интересующий нас слой сводилось к выделению ионами энергии на ионизацию материала (электронные потери). Величина энергетических потерь ионов, использованных в работе, на ионизацию варьировалась от 7 до 23 кэВ/нм. Высокая степень ионизации материала, сама способная приводить к атермическим процессам, затем переходит в локальный нагрев области трека на времена порядка 10'" с [24]. Анизотропный нагрев сопровождается возникновением анизотропных деформаций [25]. Считается, что последний эффект имеет порог 2 кэВ/нм по энергетическим потерям на ионизацию. Сочетание перечисленных особенностей взаимодействия ионов и материала, как оказалось, способно привести к сильным структурным изменениям в слое с нанокристаллами.

Исследования фотолюминесценции показали, что после облучения ионами с максимальными ионизационными потерями энергии наблюдается (рис.7): (1) расширение диапазона составов слоя (значений избыточных концентраций кремния), при которых наблюдается ФЛ, (2) усиление интенсивности ФЛ при относительно низких дозах ионов, или ее ослабление при высоких. Показано, что расширение диапазона составов слоя связано с формированием дополнительных нанокристаллов при облучении. С этим же

связан и рост интенсивности ФЛ после относительно низкой дозы облучения. Как следует из измерений заряда, захваченного на ne-Si, увеличение дозы имплантации приводит не только к росту концентрации ne-Si, но уже к формированию их кластеров, снижающих интенсивность ФЛ. В случае более низких электронных потерь ионов обнаружено изменения положения максимума пика на спектрах ФЛ, свидетельствующие об изменении размера ne-Si, и появлению зависимости от концентрации избыточного кремния в слое.

После воздействия ионов высоких энергий на вольт-фарадных характеристиках, измеренных при разных частотах появляется система пиков, амплитуда которых растет с уменьшением частоты измерения (рис.8.). Появление пиков означает, что при определенных напряжениях имеет место перезарядка уровней большого количества ne-Si. Такие характеристики по литературным данным наблюдают для систем, состоящих из слоя одинаковых по размеру ne-Si, расположенных между двумя туннельно-прозрачными слоями окисла. В нашем случае аналогичные зависимости обнаружены для толстых слоев nc-Si/Si02, после возникновения упорядоченного распределения ne-Si, Предлагается модель [А78], позволяющая объяснить коллективные перезарядки ne-Si, выполнены оценки емкости ne-Si (8.2 аФ) и показано соответствие напряжений, при которых наблюдаются пики, системе уровней ne-Si размером 3.3 нм. Такой размер хорошо согласуется с данными микроскопии и ФЛ.

350 300 250 Э 200 6 150 -¿100 50 0

Рнс.7. Зависимость интенсивности ФЛ от Рис.8. Вольт-фарадные характеристики,

концентрации избыточного кремния для измеренные при разных частотах для слоя

исходного слоя (1) и образцов, облученных nc-Si:SiC>2, облученного ионами Кг с

ионами Bi с энергией 670 МэВ и дозой энергией 90 МэВ и дозой 1012 см"2. 1х1012 (2) и 8х1012 см"2 (3).

Установлено, что изменения, происходящие под действием ионов, зависят от состава слоя. В случае невысокого содержания избыточного Si (менее 40%) преобладает введение новых ne-Si. При содержания Si более 40% наряду с модификацией нанокристаллов проявляются эффекты, связанные с их аморфизацией. В целом, полученные результаты

10 20 30 40 50 60 Содержание Si, объемные %

демонстрирует новый подход к созданию упорядоченных массивов нанокристаллов. Формирование упорядоченных массивов нанокристаллов при облучении были объяснены в рамках качественной модели, основанной на перераспределении атомов кислорода в анизотропных температурных и деформационных полях, формировании новых нанокристаллов под облучением в треках и аморфизация нанокристаллов вне треков.

Основные результаты и выводы

В результате комплексных исследований установлены закономерности введения локализованных состояний, определяющих электронные свойства гетеросистем на основе кремния, в пространственно неоднородных деформационных полях и в условиях гидростатического сжатия. Изучены электронные свойства и условия введения активных центров, определены электронные спектры состояний на гетерограницах, спектры уровней квантовых точек и квантовых ям в нанометровых слоях гетероструктур. Найден и разработан ряд новых подходов и технологических процессов, способных направленно модифицировать свойства гетеросистем на основе кремния. Найдены пути создания новых наноструктурированных гетеросистем, обладающих уникальными электронными и квантовыми свойствами, которые не могут быть получены с помощью других известных технологий. Выполненный комплекс исследований позволил установить общую картину протекающих процессов и дать рекомендации для решения ряда прикладных задач.

1. Установлено, что гидростатическое сжатие (~ 1 - 1.5 ГПа) объемного кремния или гетероструктур на его основе значительно меняет результат их термообработок из-за изменения энергий активации различных процессов. Энергия активации диффузии кислорода уменьшается почти в 3 раза при использовании давления, уменьшаются диффузионные параметры ряда других примесей. На несколько порядков изменяются равновесные концентрации дефектов, активных центров, размер и концентрации примесных включений. Концентрация активных комплексов, содержащих вакансии, на 1-2 порядка возрастает. В результате, использование давления позволяет направленно менять набор и концентрацию активных центров и тем самым определять электронные свойства кремния и гетеросистем на его основе.

2. Обнаружено, что внутренние деформации в отсеченном слое кремния структур КНИ стимулируют введение центров с мелким донорным или акцепторным уровнем и концентрацией 1016 - 1017 см"2. В результате, проводимость слоя кремния определяется не исходным легированием материала, а данными центрами. В случае использования термообработок под давлением концентрация центров возрастает еще на 12 порядка. Установлено, что центры включают в себя радиационные дефекты, введенные

во время имплантации ионов, используемых для создания структур. Предложена модель донорного центра, согласно которой он представляет собой мультивакансионный комплекс с участием междоузельного атома в качестве активирующего элемента.

3. Показано, что при введении пар Френкеля в слои с анизотропными деформационными полями возрастает эффективность разделения их компонентов. Следствием является (1) рост скоростей введения центров с глубокими уровнями радиационного происхождения и их неоднородное распределение в слоях кремния и (2) изменения в концентрации носителей в слое при легировании гетеросистем методом ионной имплантации по сравнению с ожидаемой величиной из-за введения донорных центров, описанных выше.

4. Экспериментально показано, что использование давления во время отжига гетероструктур позволяет управлять типом аккумулируемых дефектов и эффективностью геттерирования. Эффект зависит от соотношения модулей упругости различных слоев. В структурах кремний-на-изоляторе высокое давление эффективно удаляет дефекты из отсеченного слоя кремния при относительно низких температурах отжига (> 1000°С), благодаря геттерированию междоузельных атомов в скрытый окисел. В случае отжига при атмосферном давлении эти междоузельные атомы образуют крупные структурные дефекты в отсеченном слое кремния. Эффект давления становится значительным начиная с величин ~ 0.6 ГПа.

5. Благодаря возможности внешним давлением менять тип дефектов, геттерируемых в диэлектрик многослойных структур, установлена зависимость между видом дефектов, и величиной заряда в диэлектрике и на границе с полупроводником. Геггерирование междоузельных атомов оставляет оба заряда практически постоянными даже в случае формирования на гетерогранице толстого (до 70 нм) обогащенного дефектами переходного слоя. Геггерирование вакансий сопровождается сильным (на 1-2 порядка) ростом заряда в диэлектрике и на интерфейсных состояниях.

6. Водород, введенный в напряженные структуры с гетерограницами, частично удерживается в них даже после высокотемпературных (до 1200°С) термообработок благодаря геттерированию водорода на границах раздела и в напряженных слоях. В результате, в многослойных структурах эффекты пассивации проявляются и после высокотемпературных отжигов. В структурах КНИ присутствие водорода примерно в 3 раза уменьшает плотность состояний на границе 8¡/БЮг и на 2-3 порядка снижает концентрации активных центров в запрещенной зоне всех слоев структур.

7. Установлено, что при формировании границы Э^Юг методом сращивания деформации на границе уменьшаются при высокотемпературных термообработках

примерно в 30 раз. Энергетический спектр состояний на такой границе Б^Юг радикально отличается от известного энергетического спектра состояний на границе, созданной термическим окислением. Состояния локализованы в узкой полосе энергий (в интервале от 0.15 до 0.33 эВ от зоны проводимости), характеризуются сильными (~0.3 эВ) флуктуациями потенциала на гетерогранице и сдвигом энергетического спектра состояний к меньшим значениям энергий (на 0.1 эВ) при отжигах в атмосфере водорода или облучении. Предложено объяснение возникновения этих состояний за счет формирования протяженных дефектов в плоскости границы 81/8102 при сопряжении кремния и окисла и релаксации механических напряжений.

8. Предложен и реализован подход, создающий условия для проведения исследований электронных свойств тонких нанометровых слоев гетеросистем на основе кремния. Найдено пассивирующее покрытие (монослой 1-остадецена толщиной 2 нм), совокупность свойств которого обеспечивает не только электрическую пассивацию, но и длительную химическую стабилизацию поверхности кремния, германия или БЮе гетерострухтур, и может быть использовано в качестве изолирующего слоя при создании барьеров или МДП структур.

9. Проведено экспериментальное исследование системы уровней размерного квантования в пассивированных структурах 81/8Юе/81 с квантовыми ямами 8Юе различного состава и, соответственно, с различной величиной деформации. Результаты сопоставлены с расчетом энергетического спектра квантовых ям БЮе и установлено, что основную роль в эмиссии носителей из квантовых ям играет термостимулированное туннелирование. Определены характерные времена термостимулированной эмиссии в зависимости от температуры, состава ямы.

10. Установлено, что при формировании кремниевых нанокристаллов в слоях ЭЮ* (0<х<2) в условиях анизотропных температурных и деформационных полей, возникающих в треках ионов высоких энергий, можно создавать вертикально упорядоченные массивы одинаково ориентированных нанокристаллов кремния. В результате значительно изменяются электрические и оптические свойства слоев с нанокристаллами. Найдены режимы облучения, когда (1) перколяционная проводимость вертикально упорядоченных массивов становится на 1-2 порядка выше, чем проводимость в случае случайного распределения и (2) наблюдается усиление в несколько раз фотолюминесценции, связанной с нанокристаллами. Обнаружено, введение дополнительных нанокристаллов под действием облучения и, соответственно, снижение избыточной концентрации кремния, при которой после облучения наблюдается фотолюминесценция и захватывается заряд.

Список работ, включенных в диссертацию

А1.Антонова И.В., Шаймеев С.С., Температурная зависимость амплитуды пика DLTS в кремнии с глубокими центрами, ФТП, 1991, т.25, в.5, с.847-851.

А2.Антонова И.В., Васильев А.В., Панов В.И., Шаймеев С.С., Применение емкостной методики DLTS к исследованию п/п с неоднородным распределением примеси (дефектов), ФТП, 1988, т.22, в.6, с.998-1003.

A3.Antonova I.V., Popov V.P. Plotnikov A.E. Misiuk A., Thermal donor and oxygen precipitate formation in silicon during 450C treatments under atmospheric and enhanced pressure, J. Electrochim. Soc., 1999, v. 146 p. 1575-1578.

A4.Antonova I.V., Popov V.P., Shaimeev S.S., DLTS study of oxygen precipitate formation in silicon, Physica B, 1998, v.253, nl-2, p.123-130.

А5.Антонова, И.В., Мисюк А., Попов В.П., Шаймеев C.C., Исследование формирования кислородных преципитатов в кремнии, ФТП, 1997, т.31 в.8, с.852-856.

A6.Antonova, I.V., Misiuk A., Popov V., Plotnikov А.Е., Surma В., Oxygen precipitate nucleation process in silicon with different oxygen concentration and structural perfection, Solid State Phenom. 1997, v.57-58, p.161-166.

A7.Antonova I.V., Misiuk A., Popov V.P., Plotnikov A.E., Surma В., Nucleation and formation of oxygen precipitates in Gz grown silicon annealed under uniform stress conditions Physica. B, 1998, v.253, p.131-137.

A8.Antonova, I.V., Misiuk A., Popov V.P., Fedina L.I., Shaimeev S.S., DLTS study of oxygen precipitates in silicon annealed at high pressure, PhyslcaB, 1996, v.225, n3-4, p.251-257.

А9.Антонова И.В., Федина Л.И., Мисюк А., Попов В.П., Шаймеев С.С., Исследование методом DLTS эволюции кислородных преципитатов в Cz-Si при высоких температурах и высоком давлении, ФТП, 1996, т.ЗО, в.8, с.1446-1454.

А10. Antonova I.V., Misiuk A., Bak-Misiuk J., Popov V.P., Plotnikov A.E., Surma В., Dependence of oxygen precipitate size and strain on external stress at annealing of Cz-Si, Journal of Alloys and Compounds, 1999, v.286, p. 241-245.

All. Antonova I.V., Neustroev E.P., Misiuk A., Skuratov V.A., Formation of shallow donors in stress-annealed silicon implanted with high-energy ions, Solid State Phenomena 2002, v.82-84, p.243-248.

A12. Антонова И.В., Неустроев Е.П., Попов В.П., Киланов, Д.В., Мисюк А., Формирование донорных центров при различных давлениях в кремнии, облученном ионами кислорода, ФТП, 1999, v.33, nlO, p. 1153-1157.

А13. Londos C.A., Antonova I.V., Potsidou M., Misiuk A., Bak-Misiuk J., Gutacovskii A.K., A study of the conversion of the VO to the VO2 defect in heat-treated silicon under uniform stress conditions, J. Appl. Phys., 2002, v.91, n3, p. 1198 - 1203.

A14. Antonova I.V., Neustroev E.P., Popov V.P., Stas V.F., Obodnikov V.I., Donor center formation in hydrogen implanted silicon., Physica B, 1999, v,270, nl&2, p.1-5.

A15. Антонова И.В., Неустроев Е.П., Попов В.П., Стась В.Ф., Влияние облучения различными ионами на формирование донорных центров в кремнии., Перспективные материалы, 2001, т.1, с.43-48.

А16. Neustroev Е.Р., Antonova I.V., Popov V.P., Stas V.F., Skuratov V.A., Dyduk A.Yu., Thermal donor formation in crystalline silicon irradiated by high energy ions, Nucl. Inst. Meth. B. 2000, v. 171, n4, p.443-447.

A17. Смагулова C.A., Антонова И.В., Неустроев Е.П., Скуратов В.А., Релаксация дефектной подсистемы кремния, модифицированной облучением тяжелых ионов высоких энергий, ФТП, 2003, т.37, в.5, 565-569.

А18. Antonova I.V., Gulyev М.В., Safronov L.N., Smagulova S.A., Competition between Thermal Donors and thermal acceptors in electron irradiated Silicon annealed at temperatures 400-700°C, Microelectronic Engineering, 2003, v. 66, n. l-,4 p 385 - 391

А19. Антонова И.В., Стась В.Ф., Неустроев Е.П., Попов В.П., Смирнов Л.С., Термоакцепторы в облученном кремнии, ФТП, 2000, т.34, в.2, с.162- 167..

А20. Antonova I.V., Smagulova S.A., Formation of the Shallow donors and acceptors in Silicon irradiated with either electron or high energy ions and annealed at temperatures 400-700°C, SLCS, Phys. Stat. Sol. (c), 2003, v.0, n.2, p.639 - 644.

A21. Неустроев Е.П., Смагулова C.A., Антонова И.В., Сафронов Л.Н., Формирование электрически активных центров в кремнии, облученном электронами, в интервале температур 400-700°С ФТП, 2004, т.38, п.7, с.791-795.

А22. Antonova I.V., Londos С.А., Bak-Misiuk J., Gutakovskii A.K., Potsidou M., Misiuk A., Defects in silicon heat-treated under uniform stress and irradiated with high dose of fast neutrons, Phys. Stat. Sol.(a), 2003, v.199, g. 2, p.207-213.

A23. Londos C. A., Antonaras G. J., Potsidi M. S., Misiuk A., Antonova I. V., Emtsev V. V., Production and evolution of defects in neutron-irradiated Si subjected to thermal pre-treatments under hydrostatic pressure, J. Phys. Condensed matter, 2005, v. 17, p. 1-9.

A24. Misiuk A., Barcz A., Ratajczak J., Lopez M., Romano-Rodriguez A., Bak-Misiuk J., Surma H.B., Jung J., Antonova I.V., Popov V.P., Effect of external stress on creation of buried Si02 layer in silicon implanted with oxygen, Mater. Sci. Eng. 2000, v.73, p. 134-138.

A25. Bak-Misiuk J., Domagala J., Misiuk A., Sadowski J., Zytkiewicz Z.R., Trela J., Antonova I.V., Effect of stress on interface transformation in thin semiconductor layers", Thin Solid Films, 2000, v.380, p.117-119.

A26. Misiuk A., Surma H.B., Antonova I.V., Popov V.P., Bak-Misiuk J., Lopez M., Romano-Rodriguez A., Barcz A., Jun J., Effect of External Stress Applied during Annealing on Hydrogen- and Oxygen-Implanted Silicon, Solid State Phenom., 1999, v.69-79, p.345-350.

A27. Misiuk, A. Barcz, J. Ratajczak, Bak-Misiuk J., Antonova I.V., and Popov V.P., Microstructure of Czochralski silicon implanted with deuterium and annealed under high pressure, Physica B: Condensed Matter, 2003, v 340-342, p.687-691.

A28. Misiuk A., Ratajczak J., Katcki J., Antonova I.V., Impact of Enhanced Hydrostatic Pressure Applied during Annealing of Si.O on Creation of SIMOX-like structures, Science and Technology of Semiconductor-on-Insulator Structures and Devices Operating in a harsh environment, D. Flandre, A. Nazarov (eds), Kluwer Academic Publisher, Netherlands, 2005, p.91-96.

A29. Antonova I.V., Misiuk A., Londos C.A., Electrical Characteristics of SOI-Like Structures Formed in Nitrogen or Oxygen Implanted Silicon Treated under High Pressure, Silicon-on-Insulator Technology and Devices XII, PV-2005-03, Editors: G.K. Celler, S. Cristoloveanu, J.G. Fossum, F. Ganiz, K. Izumi, Y.W. Kim, 2005,p.325-330.

A30. Misiuk A., Surma В., Barcz A., Orlinska K., Bak-Misiuk J., Antonova I.V., Dub S., Strain and defect engineering in Si/Si3N4/Si by high temperature-pressure treatment, Materials Science & Engineering B, 2005, V.124&125, p.174-178.

A31. Antonova I. V., Misiuk A., Londos C. A., Electrical properties of multiple-layer structures formed by implantation of nitrogen or oxygen and annealed under high pressure, J. Appl. Phys., 2006, v.99, 033506.

A32. A.c. N 2166814 (РФ), 7H01L21/324, Антонова И.В., Попов В.П, Мисюк А., Ратайчак Я., Способ уменьшения структурных нарушений, формирующихся при отжиге кремния, имплантированного кислородом (структуры типа SIMOX)., Опубл. в БИ, 2001, № 13.

АЗЗ. Surma В., Misiuk A., Hartwig J., Wnuk A., Bukowski A., Antonova I.V., Modification of the SOI-like structures by annealing under high hydrostatic pressure, J. Alloys and Compounds, 2004, v.362, n.1-2, p.269-274,.

A34. Antonova I.V, Pressure related defect engineering in silicon-on-insulator-like structures produced by either oxygen or nitrogen ion implantation, Phys. St. Sol. B, 2007, v.244, N1, p.443-447..

А35. A.C.N2164719 (РФ), 7PH01L21/324, Попов В.П., Антонова И.В., Стась В.Ф., Миронова Л.В., Способ изготовления структуры кремний-на-изоляторе, Опубл. в БИ. 2001, №9.

A36. А.с. N№2003136457/28 (РФ), 7H01L21/324, Антонова И.В., Дудченко Н.В., Николаев Д.В., Попов В.П, Способ получения структур кремний- на -изоляторе, Опубл. в БИ. 2005, № 33, С.260..

А37. Наумова О.В., Антонова И.В., Попов В.П., Настаушев Ю.В., Гаврилова Т.А., Литвин Л.В., Асеев А.Л., КНИ нанотранзисторы: перспективы и проблемы реализации, ФТП, 2003, т.37, в. 10, с. 1253-1259.

А38. Bak-Misiuk J., Antonova I.V., Misiuk A., Domagala J., Popov V.P., Obodnikov V.I., Hartwig J., Romano-Rodriguez A., Bachrouri A., Strain in hydrogen and oxygen implanted silicon and SOI structures annealed at high pressure, J.AUoys and Compounds, 2001, v.328 p.181-186.

A39. Antonova I.V., Popov V.P. Bak-Misiuk J., Domagala J.Z., Characterization of the silicon -on - insulator structures by high-resolution x-ray diffraction, J. Electrochem. Soc., 2002, v.149, n.8, p.490-493.

A40. Bak-Misiuk J., Misiuk A., Ratajczak J., Shalimov A., Antonova I.V., Trela J., Effect of high pressure-temperature on silicon layered structures as determined by X-ray diffraction and electron microscopy, Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2004, v.27, p.415-418.

A4I. Антонова И.В., Стась В.Ф., Бак-Мисюк Я., Ободников В.И.,Спесивцев Е.В., Попов В.П., Электрофизические и структурные свойства тонких отсеченных слоев кремния в структурах кремний -на -изоляторе, Известия РАН, 2003, т.67, в.2, с.175-178.

А42. Popov V.P., Antonova I.V., Stas V.F., Mironova L.V., Gutakovskii A.K., Spesivtsev E.V., Franzusov A. A., Mardegov A.S., Feofanov G.N., Properties of extremely thin silicon layer in silicon-on-insulator structure formed by smart-cut technology, J. Mater. Sci. Eng. B, 2000, v.73, p. 82-86.

A43. Antonova I.V. Popov V.P., Stas V.F., Mironova L.V., Neustroev E.P., Gutakovskii A.K., Franzusov A.A., Feofanov G.N., Structural and electrical properties of silicon on isolator structures manufactured on Fz- and Cz-silicon by Smart-Cut technology, "Perspectives, Science and Technologies for Novel Silicon on Insulator Devices, P.L.F. Hemment at al. 2000, p.47-54, Kluwer Academic Publisher, Netherlands.

A44. Антонова И.В., Стась В.Ф., Попов В.П., Ободников В.И., Гутаковский А.К., Проводимость КНИ структур, полученных сращиванием пластин кремния с использованием имплантации водорода, ФТП, 2000, т.34, в.9, с. 1054-1057.

А45. Antonova I.V., Popov V.P., Stas V.F., Gutakovskii A.K., Plotnikov A.E., Obodnikov V.I., Splitting and electrical properties of the SOI structure formed from the heavily boron doped Silicon with Using of the smart-Cut technology, Microelectronic Engineering 1999, v.48, p.383-386.

A46. Попов В.П, Антонова И.В., Французов А.А., Сафронов Л.Н., Наумова О.В., Киланов Д.В., Свойства структур и приборов на кремний-на-изоляторе, ФТП, 2001, т.35, с. 10751083.

А47. Antonova I.V., Nikolaev D.V, Naumova O.V., Popov V.P., Hydrogen-related phenomena in SOI fabricated by using H+ ion implantation, Solid State Phenom. 2002, v.82-84, p.491-496.

A48. Antonova I.V., Stano J., Naumova O.V., Nikolaev D.V., Popov V.P., Skuratov V.A., Deep levels in SOI - structures investigated by charge and capacitance DLTS, Intern. Confer, of Ion Implantation Techno-logy Proceedings , Austria Eds: H. Ryssel, L. Frey, J. Gyulai, H. Glawischnic., 2000, p.273-276.

A49. Антонова И.В., Стано Й.., Николаев Д.В, Наумова О.В., Попов В.П., Скуратов В.А., Состояния на границах и центры с глубокими уровнями в структурах гремний на изоляторе., ФТП. 2001, т.35, с.948-957.

А50. Antonova I.V., Naumova O.V., Stano J., Nikolaev D.V., Popov V.P., Skuratov V.A., Traps at bonded interface in SOI structures, Appl. Phys. Lett., 2001, v.79, n27, p.4539 -4540.

A51. Антонова И.В., Попов В.П., Поляков В.И., Рукавишников А.И., Ловушки с энергиями вблизи середины запрещенной зоны на границе Si/SiOî, созданной сращиванием, в структурах кремний - на - изоляторе, ФТП, 2004, т.38, п. 12, с. 14391444.

А52. Antonova I.V., Nikolaev D.V., Naumova O.V., Popov V.P., Comparison of electrical properties of silicon-on-insulator structures fabricated with use of hydrogen slicing and BESOI, Electrochem&Solid State Letters, 2004, v.7, n.3, F21-F23.

A53. Antonova I.V., Stano J., Nikolaev D.V., Naumova O.V., Popov V.P., Skuratov V.A., Traps at the bonded Si/SiOî interface in silicon-on-insulator structures, Electrochemical Society Proceedings, PV-2003-19, Semiconductor wafer bonding VII: Science, technology and applications, . 2003, p.64-69.

A54. Антонова И.В., Стано Й.,.Николаев Д.В, Наумова О.В., Попов В.П., Скуратов В.А., Трансформация при отжиге в водороде состояний на границах раздела КНИ структур ФТП, 2002, т.36 в. 1, с.65-69.

А55. Antonova I.V., Naumova O.V., Popov V.P., Stano J., Skuratov V.A., Modification of the bonded interface in silicon-on-insulator structures under thermal treatment in hydrogen ambient, J. Appl. Phys, 2003, v.93, n.l, p.426-431.

A56. Antonova I.V., Stano ]., Naumova O.V., Popov V.P., Skuratov V.A., DLTS study of bonded interface in silicon-on-insulator structures annealed in hydrogen atmosphere, Microelectronic Engineering, 2003, v.66, n.l-4, p. 547-552.

A57. Антонова И.В., Стучинский B.A., Наумова O.B., Николаев Д.В., Попов В.П., Флуктуации заряда на границе сращивания в структурах кремний на изоляторе, ФТП, 2003, т.37б в.11, с.1341-1345.

А58. Попов В.П., Антонова И.В., Французов А.А., Наумова О.В., Сапожникова Н.В., Кремний-на-изоляторе: материал и приборные структуры, Микросистемная техника, 2001, т.10, с.35-40.

А59. Antonova I.V., Stano J., Naumova O.V., Skuratov V.A., Popov V.P., Radiation Effects in SOI: Irradiation by High Energy Ions and Electrons, in Science and Technology of Semiconductor-on-insulator Structures and Devices Operating in a harsh environment, D.Flandre, A.Nazarov (eds), Kluwer Academic Publisher, Netherlands, 2005, p.215-220.

A60. Antonova I.V., Stano J., Naumova O.V., Skuratov V.A., and Popov V.P., DLTS study of silicon-on-insulator structures irradiated with electrons or high energy ions, IEEE Trans. Nucl. Science, 2004, v.51, n.3, p. 1257-1261

A61. Николаев Д.В., Антонова И.В., Наумова O.B., Попов В.П., Смагулова С.А., Поведение заряда в скрытом диэлектрике структур кремний-на-изоляторе в электрических полях, ФТП, 2002, т.36, в7, с.853-857.

А62. Антонова И.В., Стабилизация заряда на границе со скрытым диэлектриком структур КНИ, ФТП, 2005, т.39, п. 10, 3.1195-1199.

А63. Antonova I.V., Modification of Si/SiOî interface in SOI structures by hydrogen implantation: radiation tolerance, in Silicon-on-insulator Technology and Devices XII, PV-2005-03, Editors: G.K.Celler, S.Cristoloveanu, J.G.Fossum, F.Ganiz, K.Izumi, Y.W.Kim, 2005, p. 137-142.

A64. Antonova I.V., Kagan M.S., Obodnikov V.I., Troeger R.T., Ray S.K., Kolodzey J, Capacitance study of SiGe/Si heterostructures, Semicond. Science and Technology, 2005, 20, p.335-339.

A65. Antonova I.V., Kagan M.S., Polyakov V.I., Golik L.L. and Kolodzey J., Effect of interface states on population of the quantum wells in SiGe/Si structures, Phys. Sf. Sol. C, 2005, 2, p.1924-1928.

А66. Antonova I.V., Golik L.L., Kagan M.S., Polyakov V.l., Rukavischnikov A.I., Rossukanyi N.M. and Kolodzey J., Quantum well related conductivity and deep traps in SiGe/Si structures, Sol. State Phenom. 2005, V.108&109 p.489-496.

A67. Антонова И.В., Соотс P.A., Селезнев В.А., Принц В.Я. Электрическая пассивация поверхности кремния органическими монослоями 1-октадецена, ФТП, 41 (8), 1010 -1016, 2007.

А68. Antonova I.V., Soots R.A., Guliaev М.В., Prinz V.Ya., Kagan M.S., Kolodzey J„ Electrical passivation of Si/SiGe/Si structures by 1-octadecene monolayers, Appl. Phys. Let., 91,102116,2007.

A69. Antonova I.V., Gulyaev M.B., Skuratov V.A., Soots R.A., Obodnikov V.l., Misiuk A., Zaumseil P., Pressure-assisted lateral nanostructuring of the epitaxial silicon layers with SiGe quantum wells, Sol. State Phenomena, 2006 v.114, p.291-296.

A70. Antonova I.V., Neustroev E.P., Smagulova S.A., Kagan M.S., Alekseev P.S., Ray S.K., Sustersic N., Kolodzey J., Quantum Confinement Levels in SiGe Quantum Well in the passivated Si/SiGe/Si structures, Solid State Phenomena, 2009, v. 156- 158, 541-546.

A71. Antonova I.V., Bak-Misiuk J., Romanowski P., Skuratov V.A., Zaumseil P., Sustersic N., Kolodzey J., Vacancy - Assisted Redistribution of Ge in SiGe/Si Multilayer Structures Irradiated with High Energy Ions, IEEE Transactions, 2006, v.3, N7, SiGe and Ge: Materials, Processing, and Devices, p.145-153.

All. Патент №RU2341848C1 И.В.Антонова, P.А.Соотс, М.Б.Гуляев, В.Я.Принц, Способ электрической пассивации поверхности полупроводника. Опубл. в БИ. 2008, № 35.

А73. Антонова И.В., Гуляев М.Б., Яновицкая З.Щ., Володин В.А., Марин Д.В., Ефремов М.Д., Goldstein Y., Jedrzejewski J., Сопоставление электрических свойств и фотолюминесценции в зависимости от состава слоев SiOx, содержащих нанокристаллы кремния, ФТП, 2006, т.40, в. 10, с. 1229-1235.

А74. Antonova I.V., Gulyaev М.В., Е. Savir, J. Jedrzejewski I. Balberg, Charge storage, photoluminescence and cluster statistics in ensembles of Si quantum dots, 2008, Phys. Rev.B, v.77, 125318.

A75. Antonova I.V., Gulyaev M.B., Skuratov V.A., Marin D.V., Zaikina E.V., Yanovitskaya Z.S., Jedrzejewski J., Balberg I., Modification of silicon nanocrystals embedded in an oxide by high energy ion implantation, Solid State Phenomena, 2008, v.131-133, p.541-546.

A76. Антонова И.В., Шаймеев C.C., Смагулова C.A., Трансформация при отжиге электрически активных дефектов в кремнии, имплантированном ионами высоких энергий, ФТП, 2006, т.40, в.5, с.557-562.

А77. Antonova I.V., Gulyaev М.В., Cherkov A.G., Marin D.V., Skuratov V.A., Jedrzejewski J., Balberg I., Modification of Si nanocrystallites embedded in a dielectric matrix by high energy ion irradiation, Nanotechnology, 2009, v.20, 095205.

A78. Antonova I.V., Kagan M.S., Cherkov A.G., Skuratov V.A., Jedrzejewski J., Balberg I., Nanotechnology, 2009, v. 20, 185401.

Цитируемая литература

1. Collinge J.-P., Silicon-on-Insulator Technology: Materials to VLSI, 2nd ed., Kluwer Academic Publishers, Boston, Dordrecht, London, 1997, - 272 p.

2. Orouji A.A., Kumar M.J., Nanoscale SOI MOSFETs with Electrically Induced Source/Drain Extension: Novel Attributes and Design Considerations for Suppressed Short-Channel Effects, Superlattice and Microstructures, 2006, v.39, N5, p. 395-405.

3. Paul D., Si/SiGe Heterostructures : from Material and Physics to Device and Circuits, Semicond. Sei. Technol., 2004, v. 19, p. R75-R108.

4. Kagan M.S., Altukhov I.V., Chirkova E.G.., Sinis V.P., Troeger R.T., Ray S.K., Kolodzey J., THz lasing of SiGe/Si quantum-well structures due to shallow acceptors, Phys.Stat.Sol. (b) 2003, v. 235 p. 135-140.

5. Dovrat M., Goshen Y., Jedrzejewski J., Balberg I., Sa'ar A., Radiative versus nonradiative decay processes in silicon nanocrystals probed by time-resolved photoluminescence spectroscopy, Phys. Rew. В 2004, v.69, p. 155311.

6. Yano K., Ishi Т., Hashimoto Т., Kobayashi Т., Murai F., Seki K., Room temperature single electron memory, IEEE Trnas. Electron Dev., 1994, v.41, N 9, p, 75-79.

7. Oda S., NeoSilicon materials and silicon nanodevices, Materials Science and Engineering B, 2003, v.0p.l-5.

8. Wijaranakula W., Oxygen distribution in a thin epitaxial silicon layer, J. Appl. Phys., 1993, v.73, p.1004 -1006.

9. Prinz V.Ya., Precise semiconductor nanotubes and nanocorrugated quantum systems, Physica E, 2004, v.24, p.54-62.

10. Izumi K., History of SIMOX material, MRS Bullitin, 1998, v.12, pp.20-24.

11. Li W.B., Zhang E.X., Chen M, Li N.,.Zhang G.Q, Liu Z.L., Semicond. Sci. Technol, Formation of total-dose-radiation hardened materials by sequential oxygen and nitrogen implantation and multi-step annealing, 2004, v,19, pp.571 - 576.

12. Abstracts of 203 ESC Meeting, Ml - The Seventh International Symposium on Semiconductor Wafer Bonding Science, Technology, and Applications, eds S. Bengtsson, C.E.Hunt, 2003.

13. Bruel M. The History, Physics, and Applications of the Smart-Cut Process, MRS Bulletin, 1998, n.12, p.35-39.

14. Попов В.П., Антонова И.В., Стась В.Ф., Миронова Л.В., Патент «Способ изготовления структуры кремний-на-изоляторе, N2164719, Приоритет от 28.09. 1999.

15. Вопросы радиационной технологии полупроводников, под ред. Смирнова Л.С, Наука, Новосибирск, 1980, 194 с.

16. Dzelme J., Ertsinsh I., Zapol B.P., Misiuk A., Structure of oxygen and silicon interstitials in silicon Phys.Stat.Sol. A, 1999, v.171, 197-201.

17. Antonelli A., Kaxiras E., J. Chadi D., Vacancy in silicon revisited: Structure and pressure effects, Phys. Rev. Lett. 1998, v.81, n.10,2088-2091.

18. Андреевский P.А., Нитрид кремния - синтез и свойства, Успехи химии, 1995, т.64, в.4, 311-329.

19. Данилин А.Б., Ионный синтез скрытых слоев в кремнии и его перспективы в современной микроэлектронике, Электронная промышленность, 1990, в.4, с.55-61.

20. Stesmans A., Nouwen В., Afanas'ev V.V.. Structural degradation of thermal Si02 on Si by high-temperature annealing: Defect generation. Phys. Rev. B, 2002, v. 66, n. 04, p.5307-5316.

21. Stesmans A., Afanasiev V.V., Electrical activity of interfacial paramagnetic defects in thermal (100) Si/Si02, Phys.Rev. 1998, v.57, 10030.

22. Vdovin V., Zakharov N., Pippel E., Werner P., Milvidskii M., Ries M., Seacrist M., Falster

R., Dislocation structure in interfaces between Si wafers with hybrid crystal orientation, 2009, Phys. Stat., Sol.C, v.6,1929-1934..

23. Stauffer D., Aharony A., Introduction to Percolation Theory, Taylor and Francis, London, 1992, 293 p.

24. Toulemonde M., Dufour Ch., Methah A., Paumier E., Transient thermal processes in heavy ion irradiation of crystalline, inorganic insulators, Nucl. Inst. Meth. B, 2000, v. 166-167, p.903-912.

25. Van Dillen Т., Polman A., Onck P.R., Van der Giessen E., Anisotropic plastic deformation by viscous flow in ion tracks, Phys. Rev. B, 2005, v.71, 024103.

Подписано к печати 25 августа 2009г. Тираж 100 экз. Заказ № 967. Отпечатано "Документ-Сервис", 630090, Новосибирск, Институтская 4/1, тел. 335-66-00

Введение

1 Примеси и дефекты в кремнии, отожженном при высоком 29 гидростатическом давлении

1.1. Модификация начальной стадии формирования термодоноров и 30 кислородных преципитатов в условиях давления

1.2. Влияние гидростатического давления на введение термодоноров в 40 имплантированном кремнии

1.3. Термоакцепторы в имплантированном кремнии

1.4. Влияние гидростатического давления на коэффициент диффузии 59 кислорода в кремнии

1.5. Эффекты геттерирования на границе Si/SiC>2 при термообработках 66 кремния с кислородными преципитатами под давлением

1.6. Изменение дефектной структуры кремния под действием 67 гидростатического давления

1.7. Примеси и дефекты в кремнии, имплантированном водородом и 74 кислородом, и отожженном под давлением

1.8 Гидростатическое давление при отжиге как направление инженерии 78 *' дефектов в кремнии

1.9. Выводы к главе

4.2 Факторы, определяющие введение доноров в отсеченном слое структур 150 КНИ, созданных сращиванием

4.3 Формирование доноров и акцепторов под давлением в структурах КНИ, 156 созданных имплантацией кислорода или азота

4.4 Легирование тонких отсеченных слоев кремния методом, ионной 158 имплантации в присутствии деформационных полей

4.5 Общие закономерности введения ? и природа донорных центров, 163 определяющих проводимость отсеченного слоя кремния

4.6 Выводы к главе 4 166

5. Локализованные состояния на границе Si/SiCh, созданной сращиванием 167 кремния с окислом

5.1 Энергетические спектры ловушек на границах Si/Si02, полученных 167 сращиванием и термическим окислением в структуре КНИ

5.2 Модификация состояний на границе сращивания при термообработках 177 структур КНИ в атмосфере водорода

5.3 Спектр состояний на границе сращивания в зависимости от концентрации 188 водорода и кислорода в кремнии при создании структур КНИ.

5.4 Неоднородное распределение состояний на границе Si/Si02, полученной 193 сращиванием

5.5 Состояния с энергиями вблизи середины запрещенной зоны на границе 200 Si/Si02, созданной сращиванием

5.6 Модификация границы сращивания Si/SiC>2 при облучении 202

5.7 Модель локализованных состояний на границе Si/SiC>2, созданной 209 сращиванием, и роль деформаций в их формировании

5.8 Ловушки в скрытом диэлектрике структур КНИ, созданных сращиванием 210

5.9 Влияние дополнительной имплантации водорода на ловушки в окисле 218 структур КНИ

5.10 Выводы к главе 5 221

6. Система электронных уровней SiGe квантовых ям и активные центры в 224 напряженных в структурах Si/SiGe/Si

6.1. Заполнение квантовых ям носителями заряда в структурах с различным 224 содержанием германия в SiGe слое.

6.2. Глубокие уровни в не пассивированных гетероструктурах Si/SiGe/ Si 231

6.3. Механизмы протекания тока через гетероструктуры с квантовыми ямами 238

6.4. Система энергетических уровней в напряженных SiGe квантовых ямах 242

6.5. Накопление дефектов и преципитация в напряженных слоях SiGe 246

6.6. Формирование преципитатов в Si/SiGe/Si структурах, отожженных при 252 высоком давлении

6.7 Выводы к главе 6 254

7. Вертикально упорядоченные массивы квантовых точек кремния в матрице 256

S1O2: метод создания и структурные; электрические, оптические свойства.

7.1. Сравнение оптических, электрических и структурных свойств массивов 257 кремниевых нанокристаллов в SiC>2 в зависимости от состава слоев

7.2. Зарядовая спектроскопия нанокристаллов кремния в матрице SiC>2 263

7.3. Вертикально упорядоченные массивы нанокристаллов, созданные 270 облучением ионами высоких энергий

7.4. Оптические свойства упорядоченных массивов нанокристаллов. 273

7.5. Электронные процессы в слоях nc-Si-SiC>2, модифицированных 278 облучением

7.6. Модификация системы нанокристаллов в условиях анизотропных 288 температурных и деформационных полей

7.7. Выводы к главе 7 293

Основные результаты и выводы 296

Заключение 299

Литература 300

Список сокращений и условных обозначений

ВИИ - имплантация ионов высоких энергий;

ГУ -глубокие уровни;

ГЦ - центры с глубокими уровнями;

ДЦ - донорные центры;

КНИ — структуры кремний-на —изоляторе;

КП - кислородные преципитаты;

КЯ - квантовые ямы;

JIO - локальные области;

МОП - структуры метал — окисел — полупроводник;

НТД - новые термодоноры;

ОПЗ - область пространственного заряда;

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия;

РО - разупорядоченные области;

РЭМ - растровая электронная микроскопия;

ТА - термоакцепторы;

ТД - термодоноры;

BESOI (Bonded and back side Etched SOI) — метод создания структур кремний-на-изоляторе; основанный на сращивании двух пластин кремния, одна из которых окислена и утончение одной из пластин шлифовкой и травлением; Cz-Si - кремний, выращенный методом Чохральского;

СОР -дефекты (Crystal Oriented Petterns) - вакансионные кластеры, декорированные кислородными преципитатами; D - коэффициент диффузии;

Dele-Cut - метод создания структур кремний-на-изоляторе, основанный на сращивании пластин кремния с использованием метода водородного расслоения, вариант технологии Smart-Cut;

DLTS - емкостная спектроскопия глубоких уровней; Ег - положение ГУ в запрещенной зоне; f -вероятность заполнения ГУ;

F(r) - функция распределения центров с ГУ в скоплении; FZ-Si - кремний, выращенный методом зонной плавки;

FWHM - значения полуширины кривых дифракционного отражения, взятых на полувысоте; HRXRD - методом высокоразрешающей дифракции рентгеновских лучей;

HF-дефекты - дефекты в отсеченном слое структур КНИ, выявляемые травлением в плавиковой кислоте,

Мг - полное число центров, содержащейся в одном скоплении;

Nry - концентрация центров с глубокими уровнями;

Nd - концентрация центров с мелкими донорными уровнями; nc-Si - нанокристаллы кремния;

Rp - проективный пробег иона;

R<i- максимум упругих потерь иона;

R.3 — радиус экранирования;

Smart-Cut - метод создания структур кремний-на-изоляторе, основанный на сращивании пластин кремния с использованием метода водородного расслоения; SIMON (Silicon IMplanted by Oxygen and Nitrogen) - структуры кремний-на-изоляторе; созданные со-имплантацией ионов кислорода и азота в платину кремния с последующим высокотемпературным отжигом;

SIMOX (Silicon IMplanted by OXygen) - структуры кремний-на-изоляторе, созданные имплантацией ионов кислорода в платину кремния с последующим высокотемпературным отжигом;

SIMS -масс-спектроскопия вторичных ионов; SRD - поверхностное сопротивление растекания; Дф — высота потенциального барьера; V - объем;

UNIBOND -пластины КНИ, созданные методом Smart-Cut.

Введение

Актуальность темы'

Кремний является базовым материалом современной микроэлектроники. Развитие нанотехнологий сместило интерес от объемного материала к многослойным гетероструктурам на основе кремния. Наибольшее развитие получили такие типы гетероструктур как структуры кремний-на-изоляторе (КНИ), структуры с SiGe квантовыми ямами и диэлектрические слои с нанокристаллами кремния (ncSi-SiC^). Исходно структуры КНИ возникли как материал для радиационно-стойких схем, а в дальнейшем они стали использоваться для [1,2,3] увеличения рабочей частоты приборов, расширения интервала рабочих температур, уменьшения энергопотребления и др. Использование структур КНИ обеспечило настоящий прорыв в развитии наноэлектроники, создавая возможности реально производить транзисторы и схемы с длиной канала ~ 20 нм и менее [4]. Высокая подвижность носителей в напряженных слоях SiGe обеспечила гетероструктурам SiGe/Si важное место в современной электронике [5,6] и кремниевой оптоэлектронике [7,8]. Слои ncSi-Si02 рассматриваются как перспективный материал для разработки элементов памяти [9], светоизлучающих систем на основе кремния [10] и одноэлектронных приборов, работающих при высоких температурах [11,12].

Известно, что величина механических напряжений вблизи крупных структурных нарушений и гетерограниц может достигать величин порядка 1-2 ГПа [13,14]. Очевидно, что деформационные поля во многом определяют структурные, оптические и электрические свойства любых гетероструктур. Однако даже для объемных материалов (и, в частности, для кремния) существуют в основном только теоретические представления о конфигурациях дефектов, концентрациях их комплексов, диффузионных параметрах и других характеристиках материала в деформационных полях. Экспериментальные данные, в основном, относятся к области механических напряжений более 10 ГПа, где в кремнии наблюдаются фазовые переходы. В гетероструктурах высокие механические напряжения, возникающие из-за разности в постоянных решетки разных слоев или температурных коэффициентов расширения, принимаются во внимание при объяснении тех или иных явлений. Однако реальное использование внутренних или внешних деформационных полей для управления свойствами слоев гетероструктур практически отсутствуют. Примером немногочисленных использований внутренних деформаций, появившихся в последнее время, является применение напряженных SiGe слоев для увеличения подвижности носителей или создания инверсной заселенности в лазерных структурах [5-8]. Использование напряженных слоев позволило также создать новый класс трехмерных наноструктур со строго контролируемыми размерами и формой [15,16] - нанотрубки и гофрированные пленки. Экспериментальное исследование влияния механических напряжений в объемном материале и гетероструктурах и поиск путей их использования для оптимизации параметров гетероструктур и управления различными процессами, протекающими при технологических операциях их создании или использования, являются актуальной задачей современного материаловедения.

При изучении влияния внешних и внутренних деформационных полей на гетероструктуры нужно учитывать их особенности, связанные с технологиями создания. Облучение кремния частицами высоких энергий и, в частности, ионная имплантация, дали базу для развития целого ряда технологических процессов, направленных на создание гетероструктур. Так, основные методы создания структур КНИ основаны на использовании радиационных технологий. КНИ создают имплантацией высоких доз кислорода и азота с последующим отжигом: - SIMOX (Silicon IMplanted by OXygen) [17,18] и SIMON (Silicon IMplanted by Oxygen and Nitrogen), содержащие оксинитрид в качестве скрытого диэлектрического слоя [19]. Второй способ создания КНИ основан на технологиях сращивания материалов [20] и водородного расслоения (технология Smart Cut [21,22] и DeleCut [23]), и использует имплантацию высокой дозы водорода. При создании слоев ncSi-Si02 также применяют ионную имплантацию. Имплантация высоких доз ионов сопровождается- введением большого количества дефектов, которые во многом определяют протекание процессов при формировании структур, и свойства полученных структур. В структурах Si/SiGe/Si, используемых для разработки различных электронных и оптоэлектронных приборов, исследование электрически активных центров и взаимодействия дефектов с напряженными SiGe слоями также представляет интерес. А модификация нанокристаллов в слоях ncSi-Si02 путем облучения ионами высоких энергий предлагается как перспективный путь получения слоев с необычными свойствами. Таким образом, применение радиационных технологий делает актуальной задачу изучения закономерностей процессов, протекающих с участием примесей и дефектов в гетероструктурах, с учетом сильных и пространственно неоднородных внешних и внутренних деформационных полей.

Основной проблемой технологий создания структур КНИ, основанных на имплантации высоких доз ионов, является устранение остаточных радиационных дефектов. В настоящее время для структур SIMOX (SIMON) разработано большое количество способов снижения дефектов в отсеченном слое кремния, но полностью устранить дислокации в

2. 3 -2 . отсеченном слое кремния пока не удается см") [24,25]. Поэтому одной из целей применения деформационных воздействий на гетероструктуры является поиск путей очищения отсеченного слоя кремния-в КНИ от остаточных радиационных дефектов. При формировании структур КНИ методом сращивания, по технологии, разработанной в ИФП СО РАН, граница сращивания размещена между отсеченным слоем кремния и- скрытым диэлектриком. Особенности технологии создания структур КНИ делают актуальным анализ механических напряжений в таких структурах, а также исследование электрически активных центров в отсеченном слое кремния, и состояний на границы Si/Si02, созданной сращиванием.

Субмикронные толщины слоев кремния резко ограничивают возможности применения методик для диагностики структур КНИ, Si/SiGe/Si и прочих гетероструктур. Поэтому адаптация существующих методов для/ исследования субмикронных слоев гетероструктур и разработка подходов для диагностики таких структур также являлось важной и актуальной задачей.

Настоящая работа направлена на исследование электронных свойств и условий введения примесно - дефектных центров, определение электронных спектров состояний на гетерограницах, спектров уровней квантовых точек и квантовых ям в нанометровых слоях гетеросистем в присутствии пространственно неоднородных деформационных полей и в условиях гидростатического давления. Работа включала исследование структур кремний-на-изоляторе, созданных разными методами, и гетеросистем на основе кремния с квантовыми ямами и квантовыми* точками (квантовые ямы SiGe в структурах Si/SiGe/Si и квантовые точки Si b матрице Si02, nc-Si-Si02). Особое внимание было уделено поиску новых подходов и технологических процессов, способных направленно модифицировать гетеросистемы на основе кремния. Впервые для модификации гетеросистем были использованы термообработки при гидростатическом давлении до 1.5 ГПа. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: определение закономерностей введения и природы примесно - дефектных центров в кремнии и гетеросистемах на основе кремния, созданных с использованием термообработок при высоком гидростатическом давлении;

- исследование процессов диффузии и геттерирования примесей и дефектов в деформационных полях многослойных гетеросистем; изучение электронных свойств гетеросистем, формирующихся в условиях анизотропных температурных и деформационных полей;

- поиск и изучение новых технологических процессов с использованием термообработок при высоком гидростатическом давлении, способных направленно модифицировать гетеросистемы на основе кремния;

- изучение локализованных состояний, возникающих при релаксации механических напряжений на границе Si/SiC>2, созданной по технологии сращивания;

- поиск и разработка технологических приемов для пассивации поверхности и экспериментального исследования электронных свойств наноструктур и гетеросистем с нанометровыми слоями;

- разработка научно обоснованных технологических рекомендаций-по изготовлению гетеросистем на основе кремния и управлению их свойствами;

- разработка научно обоснованных технологических рекомендаций по изготовлению гетероструктур с оптимизированными свойствами.

Состояние проблемы на момент начала исследований t

Возможность модифицировать кремний путем использования высокого гидростатического давления при термообработках широко изучалась с точки зрения фазовых переходов в кремйии (давление более 10 ГПа). Другими, наиболее изученными'аспектами влияния давления, являются теоретические и экспериментальные представления об изменении зонной' структуры при деформации полупроводников с решетками алмаза, в которой кристаллизуются- наиболее употребительные полупроводники Ge и Si [26]. Состояние примесей и- дефектов, их взаимодействие и комплексообразование в полупроводниках, подвергнутых относительно низким, деформациям, представляло собой практически неизученную область.

Основываясь на термодинамической модели, было- показано [27] возрастание равновесной* концентрации вакансий и уменьшение концентрации междоузельных атомов в кремнии под давлением. Авторы показали также, что давление приводит к уменьшению миграционной способности пары примесь-междоузлие, тогда как для пары примесь-вакансия коэффициент диффузии наоборот должен увеличиваться. Но величина эффекта при давлениях порядка 1-1.5 ГПа (характерные величины давлений вблизи крупных структурных нарушений и вблизи границ в гетероструктурах) должна была быть незначительной. В работах [27,28,29] предсказывалось 1-3% увеличение концентрации равновесных вакансий для температур 800 -1100°С на фоне концентраций 107 - Ю10 см . Экспериментальные данные по возможности модифицировать кремний при использовании давления более низкого, чем давление фазовых переходов в кремнии, крайне ограничены. Так, было известно, ускоренное введение термодоноров при 450°С отжиге кремния в условиях гидростатического давления (~1 ГПа) [30]. Были определены энергии этих термодоноров [31], которые включали в себя центры с энергией ионизации 30-40 мэВ и центры с уровнем

Ес-0.1 эВ: Воздействие гидростатического давления приводит также к ускоренной^ генерации новых термодоноров при 650°С, но эффект уже не столь значителен, как для 450°С термодоноров. В результате выполнения работы были обнаружены более сильные изменения в равновесных концентрациях дефектов, чем предсказано теорией, установлены изменения диффузионных параметров кислорода и влияние давления на размеры и концентрацию дефектных комплексов и кластеров в кремнии, исследовано влияние давления на введение и отжиг примесно-дефектных центров в кремнии после ионной имплантации.

Исторически первый способ создания- структур КИИ основан на имплантации кислорода с целью создания захороненного оксида кремния при последующем отжиге (SIMOX). Структуры SIMOX занимают первое место среди разных типов структур КНИ по объему производства. Механические напряжения в таких структурах связаны с различиями в коэффициентах термического расширения кремния и диоксида кремния и возникают при охлаждении структур после высокотемпературного отжига. Слои кремния в КНИ находятся в растянутом состоянии, тогда как SiC>2 в сжатом. Известны способы расчета распределения величин механических напряжений в слоях структуры и на гетерогранице и эффект гетерирования дефектов в слоях в соответствии со знаком напряжений. Других данных по влиянию деформаций на структуры КНИ нет. Основной проблемой технологий создания структур КНИ, основанных на имплантации высоких доз ионов, является устранение остаточных радиационных дефектов. Так, в первых разработках структур SIMOX

• о л использовали большие дозы имплантации кислорода — 1.8x10 см" (High Dose - HD

6 1

SIMOX), что приводило к плотности дислокаций —10 см" [32] несмотря на высокие температуры отжига (1350°С). В настоящее время в мире разработаны способы снижения дозы имплантации до ~(3-5)х1017 см"2, (Low Dose - LD'SIMOX) [17], благодаря разработке технологии внутреннего окисления [18], позволяющей существенно улучшить качество окисла. Кроме стремления уменьшить необходимую дозу кислорода, имплантацию проводят за два-три приема, между которыми структура отжигается. Оказалось, что такое сочетание позволяет существенно снизить общее количество дефектов в конечной КНИ структуре до величины ~102 - 103 cm" . Таким образом, большие усилия, затраченные на решение этой проблемы, дали определенные плоды, но решение задачи еще не завершено. В данной работе будет опробован новый подход к решению проблемы остаточных радиационных дефектов в кремнии, имплантированном ионами кислорода, основанный на использовании высокого гидростатического давления при отжиге. Еще одна проблема структур SIMOX заключалась во введении мелких акцепторов в отсеченном слое кремния при использовании больших доз имплантации. Предположительная природа этих акцепторов - загрязнения, вводимые при имплантации. Однако усилия по использованию дополнительных мер очистки не изменили ситуацию. Как будет показано в работе введение акцепторов, связано с комплексами дефектов, введение которых стимулировано механическими напряжениями в структуре.

На первый взгляд азот как реактивная примесь более привлекателен для создания скрытого диэлектрика структур КНИ [33]: (1) азот легко диффундирует в кремнии к включениям фазы Si3N4 и вступает в реакцию, (2) нужная доза азота для создания одной и той же толщины диэлектрика ниже, чем нужная доза кислорода (например, 1.4x1018 N/см2 и 4x1018 О/см2), (3) температура имплантации и отжига также ниже (300 и 1200°С по сравнению с 600 и 1350°С для SIMOX), (4) нитрид или оксинитрид крайне привлекательны с точки зрения повышения радиационной стойкости структур КНИ. Механические напряжения, возникающие в таких структурах, имеют те же знаки, что и в структурах со скрытым окислом. Однако ряд нерешенных до настоящего времени проблем препятствует использованию структур со скрытым нитридом. Это кристаллизация SisN.; при отжиге и, как следствие, образование включений кремния и рост напряжений и токов утечки через нитрид, неоднородность толщины отсеченного слоя кремния и нитрида и высокий рельеф гетерограницы, отрыв рабочего слоя кремния при отжиге. В последнее время особое внимание уделяется развитию технологии создания скрытого оксинитрида путем со-имплантации азота и кислорода [19,34] и даже появились промышленно выпускаемые структуры SIMON, содержащие оксинитрид в качестве скрытого диэлектрического слоя. Использование гидростатического давления при отжиге структур, имплантированных азотом, как оказалось, не только облегчает процесс удаления.радиационных дефектов, но и позволяет получать существенно более однородные слои и полностью решить проблему отслоения рабочего слоя при отжиге.

Еще один прием, широко используемый в последнее время для создания широкого круга многослойных гетероструктур, - это технология сращивания, материалов, обеспечившая мощный прорыв вперед в технологиях создания многослойных структур [20]. Сращивание (bonding) является самым простым и дешевым способом (что особенно привлекательно с прикладной точки зрения) создания разнообразных гетероструктур на основе самых разных материалов, и, в том числе, субмикронных слоев кремния на изоляторе. В данной работе внимание будет уделено структурам КНИ, полученным методом сращивания пластины кремния с окисленной подложкой и ее водородного расслоения. Это единственный реально существующий в настоящее время в России способ создания субмикронных слоев монокристаллического кремния на диэлектрике. Он разработан в Институте физики полупроводников СО РАН с участием автора данной работы [23]. В силу более низких температур, используемых в технологии сращивания, следует ожидать более низких величин механических напряжений.

Основным вариантом использования технологии, сращивания: для создания КНИ за рубежом является технология• Smart Gut [21,22]. Основным достоинством данного варианта считается меньшая концентрация! остаточных дефектов и полное отсутствие дислокаций в отсеченном слое кремния за счет более низких дозы и массы имплантированных ионов. Основное отличие Smart Cut от способа, развиваемого в ИФП СО РАН — использование окисла на. имплантированной; водородом пластине: в качестве будущего скрытого диэлектрика. В структурах, полученных, по; технологии Smart Cut, граница; сращивания находится; у подложки и практически; не влияет на*, рабочие характеристики, структур. Никаких данных о влиянии: деформационных- полей на введение активных центров в структурах, созданных по технологии сращивания» и о состояниях на границе сращивания нет.

Напряжения в структурах, содержащих; SiGe слои связаны с различием в постоянных решеток кремния. Постоянная решетки; германия больше постоянной решетки кремния на 4.2%. В результате SiGe слой сжат, а покрывающий; слой; кремния, растянут. Величины деформаций зависят от толщины и состава слоя, а; также от температуры выращивания или отжига структур [35]. Для создания структур, не содержащих дислокации; и др. крупные дефекты, толщины слоев, не должны превышать критического значения, зависящего от содержания германия [35]. Известно, что- деформации приводят к изменению» зонной структуры SiGe слоя: Происходит расщепление вырожденных уровней;; валентной зоны и изменение положений» примесных уровней [26]. Экспериментальные данные по исследованию спектра; уровней в нанометровых SiGe слоях (квантовых ямах) практически отсутствуют.

По мере.развития новых направлений использования]тонких SiGe слоев и развития технологии их выращивания; наблюдается тенденция; к-/ снижению уровня, фонового и селективного легирования; гетероструктур Si/SiGe/Si; Так, например, для разработки лазеров терагерцового диапазона [8] используются- структуры с уровнем фонового легирования слоев it 11 п <у

10 см" и селективного легирования 10"- 101Х см". Значительное снижение концентрации свободных носителей Si/SiGe структур выводит;на первый план наличие активных состояний на гетерограницах и поверхности, и их влияние на заполнение квантовых ям в гетероструктуре. Тем более, что при эпитаксиальном выращивании бездислокационных (псевдоморфных) структур Si/SiGe/Si толщины слоев, (включая-покрывающий кремниевый слой) сильно ограничены. Проведенный цикл исследований структур Si/SiGe, предназначенных для разработки, источников излучения терагерцового диапазона, показал наличие большого положительного заряда на поверхности, возможность его снижения путем пассивации, и, как следствие, резкое увеличение плотности носителей в яме. Использование пассивации позволило экспериментально определить электронную структуру ямы в зависимости от величины механических напряжений (состава ямы).

Слои SiC>2, содержащие нанокристаллы кремния (с размерами менее 10 нм), привлекают к себе внимание благодаря широкому спектру возможных применений, таких как светоизлучающие приборы, солнечные элементы, волноводы, элементы памяти, одноэлектронные транзисторы, работающие при комнатной температуре и др. В результате хорошо изучены оптические свойства нанокристаллов (70-80 % общего количества работ). Процессы захвата / выброса носителей на нанокристаллы изучаются также достаточно широко, но используемые методики, как правило, сводятся к измерениям вольт-фарадных характеристик и определению захватываемого заряда. А как будет показано в данной работе, использование зарядовой спектроскопии глубоких уровней позволяет изучать систему электронных уровней нанокристалла. Кроме того, практически нет работ, позволяющих сравнить электрические и оптические свойства нанокристаллов. Эти направления исследований, как правило, проводятся независимо.

Нужно также отметить, что наиболее интересными свойствами обладают слои с упорядоченным распределением нанокристаллов. Это, например, монослой нанокристаллов, расположенный между двумя туннельно прозрачными слоями диэлектрика, или сверхрешетки, состоящие из чередующихся слоев нанокристаллов и Si02. В то же время проще и дешевле получать слои с неупорядоченным распределением нанокристаллов. В данной»работе предлагается также новый подход создания? вертикально упорядоченных распределений нанокристаллов, созданных облучением ионами высоких энергий. Облучение ионами высоких энергий слоев диоксида кремния приводит к возникновению анизотропных деформационных и температурных полей за счет электронных потерь ионов, выделяемых вдоль трека ионов [36]. Для металлических наночастиц наблюдается изменение их морфологии и распределений в результате облучений [37]. Данные по влиянию облучения ионами высоких энергий на полупроводниковые нанокристаллы в S1O2 практически отсутствуют.

Научнаяновизна работы

Установлены основные следствия использования высокого гидростатического давления (~1-1.5 ГПа) во время отжига на введение, электронные свойства и атомные конфигурации активных центров и дефектов в кремнии и гетеросистемах на основе кремния.

Экспериментально показано существенное увеличение равновесной концентрации вакансий при отжиге под давлением. Обнаружены новые мелкие донорные и акцепторные центры, определяющие проводимость отсеченного слоя кремния структур КНИ, созданных разными методами. Предложена модель этих центров и показана связь с деформациями, присутствующими в гетероструктурах. Показана возможность управлять концентрацией этих центров путем использования давления при термообработках структур.

Показано, что использование давления во время отжига гетероструктур позволяет управлять типом геттерируемых дефектов и эффективностью геттерирования. Благодаря возможности изменять тип геттерируемых дефектов и эффективности их геттерирования под давлением, показано, что накопление междоузельных атомов в диэлектрике при отжиге практически не меняет величину заряда в диэлектрике, тогда как геттерирование вакансий увеличивает этот заряд на 1-2 порядка. Найдены режимы (величины давлений и температур), позволяющие удалять радиационные дефекты из отсеченного слоя кремния за счет их перемещения в скрытый диэлектрик. Показано, что геттерирование вакансий, введенных имплантацией или отжигом под давлением, в напряженные SiGe слои гетероструктур определяет их релаксацию и способно приводить к формированию преципитатов в слое SiGe.

Обнаружено изменение энергии активации диффузии кислорода и предэкспоненциального множителя, приводящие к уменьшению коэффициента диффузии кислорода при высоких температурах и его увеличению при низких температурах. Обнаружены аналогичные изменения коэффициентов диффузии ряда других примесей (Н, N, Ge). Показана связь между изменением диффузионных параметров с изменением устойчивых конфигураций дефектов и их комплексов в решетке кремния под давлением.

Выявлено уменьшение размеров и увеличение концентраций примесно-дефектных кластеров в случае формирования их при отжиге под давлением, увеличение температурной стабильности примесно-дефектных комплексов. Определены характерные времена перехода от скоплений кислорода к кислородным преципитатам (включениям фазы SiOx) и зависимости этих времен от условий термообработок и примесно-дефектного состава кристалла. При использовании давления, время формирования кислородных преципитатов уменьшается, их концентрация увеличивается, а размер уменьшается.

Исследование гетеросистем с напряженными слоями позволили установить ряд важных и новых закономерностей введения, электронные свойства и атомные конфигурации активных центров, определяемых наличием внутренних деформаций.

Показана возможность химической и электрической пассивации (снижение заряда на 1-2 порядка) поверхности кремния, германия и эпитаксиальных SiGe слоев с помощью органического монослоя. Рост заселенности квантовой ямы и проводимости приповерхностных слоев позволил экспериментально измерить изменения спектра энергетических уровней в квантовых ямах структур в зависимости от величины деформаций в SiGe слое. Результаты сопоставлены с расчетом энергетического спектра квантовых ям SiGe и установлено, что основную роль в эмиссии носителей из квантовых ям играет термостимулированное туннелирование.

Показано, что при формировании границы Si/SiCh методом сращивания имеет место значительная (в 30 раз) релаксация деформаций на границе при высокотемпературных отжигах. Установлено, что в результате наблюдается необычный спектр состояний на границе Si/SiCh, созданной сращиванием. Предложена модель релаксации напряжений, возникающих при отжиге структур в процессе их изготовления, предполагающая введение крупных структурных дефектов, локализованных в плоскости сращивания, с которыми и связаны наблюдаемые состояний на гетерогранице.

Обнаружена возможность создания вертикально упорядоченного массива нанокристаллов кремния с одинаковой ориентацией атомных плоскостей в результате облучения слоев Si02, содержащих случайно распределенные нанокристаллы или избыточный кремний, низкими дозами ионов высоких энергий. Трансформация нанокристаллов и их распределения является результатом сочетания таких факторов как анизотропный нагрев и анизотропные напряжения. Показано существенное изменение электрических и оптических свойств ансамбля нанокристаллов, модифицированных облучением.

Научная и практическая значимость работы

В результате исследований электронных свойств и условий введения активных центров, определения электронного спектра состояний на гетерограницах, спектра уровней квантовых точек и квантовых ям в нанометровых слоях гетеросистем в присутствии пространственно неоднородных деформационных полей и в условиях гидростатического давления установлены закономерности процессов, определяющие электронные свойства гетеросистем на основе кремния. Найден и разработан ряд новых подходов и технологических процессов для оптимизации и модификации гетеросистем на основе кремния. Найдены пути создания новых наноструктурированных гетеросистем, обладающих уникальными электронными свойствами, которые не могут быть получены с помощью других известных технологий. Выполненный комплекс исследований позволил установить общую картину протекающих процессов и дать рекомендации для решения ряда прикладных задач.

Показано принципиальное отличие ■ процессов- образования? и эволюции' и распределения, дефектов и их комплексов, при; отжигах, кремния и гетероструктур иод давлением, проявляющееся в изменении: их концентраций; размеров; конфигураций и диффузионных параметров. Предложена модификация технологических процессов изготовления структур КНИ с использованием имплантации ■ ионов кислорода или? азота, направленная на снижение дефектности отсеченного слоя; кремния в пластинах КНИ и заключающаяся в: использовании при отжиге давления, порядка 1 ГПа. Показано;, что использование гидростатического давления позволяет решить ряд проблем; в? создании структур КНИ со скрытым нитридом: уменьшить рельеф гетерограницы кремния: с нитридом, снизить дефектность отсеченного слоя кремния и избежать разрушения отсеченного слой кремния из-за: его отслаивания. Показана возможность регулировать с помощью давления? проводимость, отсеченного слоя кремния. Предложено* использовать отжиг под давлением для- усиления: эффективности действия; внутренних геттеров (кислородных преципитатов);в кремнии."

Установлено, что большой положительный заряд на поверхности кремния; германия и гетероструктур Si/SiGe с квантовыми ямами или квантовыми точками, может быть уменьшен на . 1-2 порядка с помощью монослой но го органического покрытия 1 -октадецена, существенно увеличивая ироводимость приповерхностных слоев'и заполнение квантовых ям или точек. Показано, что такое' покрытие обеспечивает не только электрическую пассивацию, но и химическую» стабильность поверхности гетеросистем. Оно- обладает высокими изолирующими характеристиками .(напряжение пробоя; 7-10 В при толщине. 2 нм) и позволяет при напьшении металла создавать МДП структуры.

Предложен способ создания вертикально упорядоченного ансамбля нанокристаллов в слоях Si02, основанный на облучении ионами высоких энергий. В- результате, такого воздействия изменяются морфология, концентрация и распределение нанокристаллов кремния и ориентация их атомных плоскостей; и значительно меняются структурные, оптические и электрические свойства, ансамбля нанокристаллов. Определены режимы облучения, после которых возрастает фотолюминесценция' слоев, возрастает заряд захватываемый на нанокристаллы, и значительно увеличивается перколяционная проводимость вдоль вертикальных цепочек нанокристаллов.

Найденные способы решения ряда технологических проблем оформлены в виде четырех российских и двух польских патентов.

Построение диссертации

Диссертация состоит из введения; семи глав и выводов:

Основные результаты и выводы

В результате комплексных исследований установлены закономерности введения локализованных состояний, определяющих электронные свойства гетеросистем на основе кремния, в пространственно неоднородных деформационных полях и в условиях гидростатического сжатия. Изучены электронные свойства и условия введения активных центров, определены электронные спектры состояний на гетерограницах, спектры уровней квантовых точек и квантовых ям в нанометровых слоях гетероструктур. Найден и разработан ряд новых подходов и технологических процессов, способных направленно модифицировать свойства гетеросистем на основе кремния. Найдены пути создания новых наноструктурированных гетеросистем, обладающих уникальными электронными и квантовыми свойствами, которые не могут быть получены с помощью других известных технологий. Выполненный комплекс исследований позволил установить общую картину протекающих процессов и дать рекомендации для решения ряда прикладных задач.

1. Установлено, что гидростатическое сжатие (-1-1.5 ГПа) объемного кремния или гетероструктур на его основе значительно меняет результат их термообработок из-за изменения энергий активации различных процессов. Энергия активации диффузии кислорода уменьшается почти в 3 раза при использовании давления, уменьшаются диффузионные параметры ряда других примесей. На несколько порядков изменяются равновесные концентрации дефектов, активных центров, размер и концентрации примесных включений. Концентрация активных комплексов, содержащих вакансии, на 1-2 порядка возрастает. В результате использование давления позволяет направленно менять набор и концентрацию активных центров и тем самым определять электронные свойства кремния и гетеросистем на его основе. .

2. Обнаружено, что внутренние деформации в отсеченном слое кремния структур КНИ стимулируют введение центров с мелким донорным или акцепторным уровнем и концентрацией 1016 - 1017 см"2. В результате проводимость слоя кремния определяется не исходным легированием материала, , а данными центрами. В случае использования термообработок под давлением концентрация центров возрастает еще на 1-2 порядка. Установлено, что центры включают в себя радиационные дефекты, введенные во время имплантации ионов, используемых для создания структур. Предложена модель донорного центра, согласно которой он представляет собой мультивакансионный комплекс с участием междоузельного атома в качестве активирующего элемента.

3. Показано, что при введении пар Френкеля в слои с анизотропными деформационными полями возрастает эффективность разделения их компонентов.

296

Следствием является (1) рост скоростей введения центров с глубокими уровнями радиационного происхождения и их неоднородное распределение в слоях кремния и (2) изменения в концентрации носителей в слое при легировании гетеросистем методом ионной имплантации по сравнению с ожидаемой величиной из-за введения донорных центров, описанных выше.

4. Экспериментально показано, что использование давления во время отжига гетероструктур позволяет управлять типом аккумулируемых дефектов1 и эффективностью геггерирования. Эффект зависит от соотношения модулей упругости различных слоев. В структурах кремний-на-изоляторе высокое давление эффективно удаляет дефекты из отсеченного слоя кремния при относительно низких температурах (> 1000°С), благодаря гетгерированию междоузельных атомов в скрытый*- окисел. Тогда как, в случае отжига при атмосферном давлении эти междоузельные атомы образуют крупные структурные дефекты в отсеченном слое кремния. Эффект давления*становится значительным начиная с величин ~ 0.6 ГПа.

5. Благодаря возможности внешним» давлением менять тип дефектов, гетгерируемых в диэлектрик многослойных структур, установлена зависимость между видом дефектов, и величиной заряда в диэлектрике и на границе с полупроводником. Геттерирование междоузельных атомов оставляет оба заряда практически постоянными даже в случае формирования» на гетерогранице толстого (до 70 нм) обогащенного дефектами переходного слоя. Геттерирование вакансий сопровождается сильным на 1-2 порядка ростом заряда в диэлектрике и на интерфейсных состояниях.

6. Водород, введенный в напряженные структуры с гетерограницами, частично удерживается в них даже после высокотемпературных (до 1200°С) термообработок благодаря гетгерированию водорода на границах раздела и в напряженных слоях. В результате в многослойных структурах эффекты пассивации проявляются и после высокотемпературных отжигов. В структурах КНИ присутствие водорода примерно в 3 раза уменьшает плотность состояний на границе Si/SiC>2 и на 2-3 порядка снижает концентрации активных центров в запрещенной зоне всех слоев структур.

7. Установлено, что при формировании границы Si/SiC^ методом сращивания деформации на границе уменьшаются при высокотемпературных термообработках примерно в 30 раз. Энергетический спектр состояний на такой границе Si/Si02 радикально отличается от известного энергетического спектра состояний на границе, созданной термическим окислением. Состояния локализованы в узкой полосе энергий (в интервале от 0.15 до 0.33 эВ от зоны проводимости), характеризуются сильными (-0.3 эВ) флуктуациями потенциала на гетерогранице и сдвигом энергетического спектра состояний к меньшим значениям энергий на 0.1: эВ) при отжигах в; атмосфере водорода или: облучении; Предложена модель наблюдаемых состояний; согласно которой при сопряжении кремния и окисла и релаксации механических напряжений происходит формирование протяженных дефектов в плоскости границы Si/SiO?. " . .

8: Предложен* и реализован подход, создающий условия для проведения исследований электронных свойств тонких нанометровых слоев гетеросистем на основе кремния. Найдено пассивирующее покрытие, (монослой 1-остадецена толщиной 2 нм), совокупность свойствi которого обеспечивает не: только электрическую пассивацию, но и длительную химическую стабилизацию поверхности , кремния; германия; или. SiGe гетероструктур, и может быть использовано в качестве' изолирующего слоя при создании барьеров или МДП структур. Проведено экспериментальное исследование системьт уровней размерного квантования в пассивированных структурах Si/SiGe/Si с квантовыми ямами!SiGe различного состава и, соответственно, с различной, величиной .деформации. Результаты сопоставлены с расчетом энергетического спектра квантовых' ям SiGe и установлено, что основную роль, в эмиссии носителей; из квантовых ям играет термостимулированное туннелирование: Определены характерные времена, ,термостимулированной.< эмиссии в зависимости от температуры, состава ямы.

9. Установлено; что. при формировании кремниевых нанокристаллов в слоях SiOx (0<х<2) в условиях анизотропных температурных: и деформационных полей; возникающих; в треках ионов высоких энергий, можно создавать вертикально упорядоченные массивы одинаково ориентированных нанокристаллов кремния.' В результате значительно изменяются электрические и оптические свойства слоев с нанокристаллами. Найдены режимы . облучения, когда .(1)'перколяционная» проводимость вертикально упорядоченных массивов становится на 1-2 порядка выше, чемшроводимость в случае случайного распределения и (2) наблюдается усиление в несколько раз фотолюминесценции, связанной' с.нанокристаллами. Обнаружено, введение дополнительных нанокристаллов под действием? облучения и, соответственно, снижение, избыточной* концентрации кремния; при которой после облучения-наблюдается фотолюминесценция и захватывается заряд. . ■

Заключение

Данная работа была выполнена в Институте физики полупроводников СО РАН. Она начиналась в Лаборатории радиационной физики (зав. лаб. д.ф.-м.н. Л.С.Смирнов), а с 1993 г. в Лаборатории физических основ материаловедения кремния (зав. лаб. д.ф.-м.н. В.П.Попов) и затем продолжена в лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур (зав. лаб. д.ф.-м.н., профессор В.Я.Принц).

Автор искренне благодарен д.ф.-м.н. Л.С.Смирнову, д.ф.-м.н. В.П.Попову и д.ф.-м.н.

B.Я.Принцу за поддержку и интерес к работе на всех этапах ее выполнения.

Автор искренне благодарен научному консультанту член.-корр. РАН, профессору А.В.Двуреченскому за полезное обсуждение и помощь при подготовке работы.

Автор признателен сотрудникам Института физики полупроводников СО РАН

C.С.Шаймееву, к.ф.-м.н. О.В.Наумовой, к.ф.-м.н. В.Ф.Стасю, Л.В.Мироновой, Н.В.Дудченко, к.ф.-м.н. В.И.Ободникову, к.ф.-м.н. А.К.Гутаковскому, к.ф.-м.н. А.Е.Плотникову, к.ф.-м.н. Л.Н.Сафронову, д.ф.-м.н. П.А.Бородовскому, Р.А.Соотс за плодотворное сотрудничество, помощь и поддержку в работе. Автор особо благодарен д.ф.-м.н. З.Ш.Яновицкой за полезные дискуссии и помощь при подготовке работы.

Автор благодарен аспирантам - к.ф.-м.н. Е.П.Неустроеву, Якутский государственный университет, доктору Й.Стано, Циклотронный центр, Словакия, Д.В.Николаеву Институт физики полупроводников СО РАН, и М.Б.Гуляеву, Якутский государственный университет совместная работа с которыми позволила охватить широкий спектр исследований и привела к успешному продвижению работы.

Автор также благодарен к.ф.-м.н. В.А.Скуратову, Объединенный институт ядерных исследований, д.ф.-м.н. М.С.Кагану, к.ф.-м.н. В.И.Полякову, Институт радиотехники и электроники РАН, к.ф.-м.н. С.А.Смагуловой, Якутский государственный университет, проф. А.Мисюку, Институт электронной технологии, Варшава, Польша, проф. Я Бак-Мисюк, Институт физики ПАН, Польша, проф. Х.Лондосу, Афинский университет, Греция, проф. А.Романо-Родригец, Барселонский университет, Испания, доктору П. Форманеку, Институт физики структур, Германия, проф. И.Бальбергу Иерусалимский университет, за успешное сотрудничество при выполнении совместных работ.

1. Desmon-Colinge С.A., Gosele U., Wafer Bonding and Thinning Technologies, MRS Bulletin, 1998, v.12, p.30-34.

2. Collinge J.-P., Silicon-on-Insulator Technology: Materials to VLSI, 2nd ed., Kluwer Academic Publishers, Boston, Dordrecht, London, 1997, 272 p.

3. Hemment P.L.F., The SOI odyssey, Proceeding of Intern. Symp. Silicon- on-insulator Technology and Devices XI, ed. S.Cristoloveanu, 2003, v.2003-05, p. 1-12.

4. Orouji A.A., Kumar M.J., Nanoscale SOI MOSFETs with electrically induced source/drain extension: Novel attributes and design considerations for suppressed short-channel effects, Superlattice and Microstructures, 2006, v.39, N5, p. 395-405.

5. ECS Transactions, SiGe and Ge: Materials, Processing, and Devices, Editor(s): D. Harame, Boquet J., Caymax M., Cressler J., Iwai H., Koester S., Masini G., Murota J., Reznicek A., Rim K., Tillack В., Zaima S 2007, v.3, N7.

6. Zhang X., Unelind P., Kleverman M., Olajos J., Optical and electrical characterization of SiGe layers for vertical sub-100 nm MOS transistors, Thin Solid Films, 1998, v.336, p.323-325.

7. Kagan M.S., Altukhov I.V., Chirkova E.G., Sinis V.P., Troeger R.T., Ray S.K., Kolodzey J., THz lasing of SiGe/Si quantum-well structures due to shallow acceptors, Phys. Stat. Sol. (b) 2003, v. 235 p.135-140.

8. Sun J., Soref R.A., Silicon-based quantum staircase terahertz lasers, Microelectronic J., 2003, v.34, p.391-393.

9. Dovrat M., Goshen Y., Jedrzejewski J., Balberg I., Sa'ar A., Radiative versus nonradiative decay processes in silicon nanocrystals probed by time-resolved photoluminescence pectroscopy, Phys. Rew. В v.69, p. 155311, 2004.

10. Yano K., Ishi Т., Hashimoto Т., Kobayashi Т., Murai F., Seki K., Room temperature single electron memory, IEEE Trnas. Electron Dev. v.41, N9, p, 1994.

11. Dutta A., Oda S., Fu Y., Willander M., Electron transport in nanocrystalline Si based single electron transistors, Jpn. J. Appl. Phys., 39, pp.4647-4650, 2000.

12. Oda S., NeoSilicon materials and silicon nanodivices, Materials Science and Engineering B, v.O pp. 1-5,2003.

13. Wijaranakula W., Oxygen distribution in a thin epitaxial silicon layer, J. Appl. Phys., 1993, v.73, p.1004-1006.

14. Принц В.Я. Трехмерные самоорганизующиеся наноструктуры на основе свободных напряженных гетеропленокб Известия ВУЗов «Физика», 2003, т.46, с.35-46.

15. Li W.B., Zhang E.X., Chen M., Li N.,.Zhang G.Q, Liu Z.L., Semicond. Sci. Technol, Formation of total-dose-radiation hardened materials.by sequential oxygen-and nitrogen implantation and multi-step annealing, 2004, v,19, pp.571 576.

16. Abstracts of 203 ESC Meeting, The Seventh'International Symposium on Semiconductor Wafer Bonding Science, Technology, and Applications eds^S. Bengtsson, C.E. Hunt, 2003.

17. Bruel M. Application of Hydrogen ion- beams to Silicon On Insulator material technology, " Nuck Instrum. and Methods, B, 1996, v.108| p. 313-319.

18. Bruel M. The History, Physics, and* Applications of the Smart-Cut Process, MRS Bulletin, 1998, n.12, p.35-39.

19. Попов В.П., Антонова ИЖ, Стась В.Ф., Миронова Л.В., Патент «Способ изготовления структуры кремний-на-изоляторе; N2164719, Приоритет от 28.09.1999Г

20. Krause S., Anc М., Roitman'P.", Evolution and future trends of SIMOX material, MRS Bulleten, 1998, vl2, p.25-28.

21. Ogura A., Okabayashi O., Evaluations of commercial ultra-thin Si-on-insulator wafers using laser confocal inspection system, Thin Solid Films, v.488, p.l89-193.

22. Вир Г.Л., Пикус Г.Е., Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках, Наука, 1972, 584 с.

23. Park Н., Jones-К. S, Slinkman J. A.,. Law М. Е. Effects of Hydrostatic,pressure on dopant diffusion in silicon, J. Appl. Phys., 1995, v.78; p.3664-3670.

24. Antonelli A. and Bernholc J., Pressure effect on self-diffusion» in silicon, Phys. Rev. В 1989, v.40, n.15,10643 10646.

25. Antonelli A.,. Kaxiras E., J. Chadi D.~, Vacancy in silicon revisited: Structure and pressure effects, Phys. Rev. Lett. 1998, v.81, n.10,2088-209К

26. Misuk A., Jung W. The Effect of Pressure on the Concentration of Thermal Donors in Czochralski Giown Silicon Phys. Stat. Sol(b), (1996), v. 198, p.565-568:

27. Emtsev V. V., Andreev B. A., Misiuk A., W. Jung, Schmalz K. Oxygen aggregation in Czocralski-grown silicon heat treatment at 450°C under compressive stress, Appl. Phys. Lett,1997, v.71, p.264-266.

28. Anc M. in Ion Implantation Science and Technology, ed. by J.F.Ziegler, Ion Implantation Technology Co., Maryland, U.S.A., 2000, p. 687.

29. Данилин А.Б., Ионный синтез скрытых слоев в кремнии и его перспективы в современной микроэлектронике, Электронная промышленность, 1990, в.4, с.55-61.

30. Борун А.Ф., Бузылев Н.В, Данилин А.Б., Мордкович В.Н., Темпер Э.М., Ионный синтез при одновременной имплантации азота и кислорода в кремнии, Электронная техника, сер.З, Микроэлектроника, 1989, в.1, с.30-41.

31. Paul D.J., Si/SiGe heterostructures: from material and physics to devices and circuts, Semicond.Sci.Technol., 2004, 19, R75-R108.

32. Van Dillen Т., Polman A., Onck P.R., Van der Giessen E., Phys. Rev. B, 2005, 71, 024103.

33. Van Dillen T.,de Dood M.J.A., Penninkhof J.J., Polman A., Roorda S., Vredenberg A.M., Appl. Phys. Lett., 2004, v.84, p.3591-3593.

34. H.Iechi, S.Saoh, Interrelation of Si Internal Stress and Si/SiC>2 Interface Stress, Jpn. J. Appl. Phys., 1984, v.23,p.L743.

35. Misiuk A., Karwasz G.P., Cazzanelli M., Jung W., Pavesi L., in MRS Symp. Proceed. "Defects and diffusion in silicon processing", ed. T.D. de la Rubia et al., MRS Pittsburg, Pensylvania, 1997, v. 469 p. 245-250.

36. Заводинский В.Г., Гниденко A.A., Мисюк А., Я.Бак-Мисюк, Влияние давления и водорода на образование вакансий и дивакансий в кристаллическом кремнии, ФТП, 2004, тю38, в.11, с.1281-1284.

37. Воронков В.В., Воронкова Г.И., Батунина А.В., ГоловинаВ.Н., Мильвидский М.Г., Гуляева А.С., Тюрина Н.Б., Арапкина JI.B., Генерация термодоноров в кремнии: влияние собственных междоузельных атомов, ФТТ, 2000, т.42, в.11, 1969-1975.

38. Deak P., Snydeer L. С., Corbett J. W. Theoretical studies on the core structure of the 450°C oxygen thermal donor in silicon. Phys. Rev. B, 1992, v.45, n.20, p.l 1612-11625.

39. Mathiot D., Thermal donor formation in silicon: A new kinetic model based on self-interstitial aggregation, Appl.Phys.Lett., 1987, v.51, p.904-906.

40. Антонова И.В., Васильев A.B., Панов В.И., Шаймеев С.С., Применение емкостной методики DLTS к исследованию п/п с неоднородным распределением примеси (дефектов), ФТП, 1988, т.22, в.6, с.998-1003.

41. Антонова И.В., Шаймеев С.С., Температурная зависимость амплитуды пика DLTS в кремнии с глубокими центрами, ФТП, 1991, т.25, в.5, с.847-851.

42. Бабич В.М., Блецкан Н.И., Венгер Е.Ф., Кислород в монокристаллах кремния, Киев, Интерпресс ЛТД, 1997. -240с.

43. Borhgesi A., Pivac В., Sassella A., Stella A. Oxygen precipitation in silicon. J. Appl. Phys.,1995, v.77, n.9, p.4169-4244.

44. Newman R.C., The Intitial Stage of Oxygen Aggregation in Silicon: Dimmers, Hydrogen, and Self-Interstitials, in Early Stage of Oxygen Precipitation in Silicon, R.Jones (ed.), 1996, Kluwer Academic Publishers , pi 9-40.

45. Agarwal A., Christinsen K., Venables D., Maher D. M., and Rozgonyi G. A. Oxygen gettering and precipitation at MeV Si+ ion implantation induced damage in silicon., Appl. Phys. Lett.1996, v.69, p.3899-3901.

46. Joly J.P.and Robert V., Influence of the first thermal cycles of an 1С process on oxygen precipitation in Cz silicon wafers: a detailed analysis, Semicond Sci.Technol., 1994, v.9, p. 105111.

47. Wagner P.4, Hage J., Thermal double donors in silicon, Appl. Phys A, 1989, v.49,123-138.

48. P.Fraundorf, G.K.Fraundorf, and R:A.Craven in VLSI Science and Technology 1985, edited by.Bullis W.M and Broydo S., The Electrochemical Society, Pennington,NJ, 1985, p.436.

49. Antonova I.V., Popov V.P. Plotnikov A.E. Misiuk A., Thermal donor and oxygen precipitate formation in silicon during 45 ОС treatments under atmospheric and enhanced pressure, J.Electrochim.Soc., 1999, v.146, p.1575-1578.

50. McQuaid S.A., Binns M.J., Londos C.A., Tucker L.H., Brown A.R., Newman R.C. Oxygen loss during thermal donor formation in Czochralski silicon: New insigths into oxygen diffusion mechanisms, J.Appl.Phys., 1995, v.77, n.4, p.1427-1441.

51. Vanhellemont J.,.Claeys С , A theoretical study on the critical radius of precipitates and its application to silicon oxide in silicon, J.Appl.Phys. 1992, v.71, p. 1073-1079.

52. Vanhellemont J., Diffusion Limited Oxygen Precipitation in Silicon: Precipitate Growth Kinetics and Phase Formation, J.Appl.Phys. 1995, v.78, n.6, p.4297-4299.

53. Inoue N., Wada K., Osaka J. Time-lag in nucleation of oxide precipitates in silicon due to high temperature preannealing, J.Cryst.Growth, 1987, v.84,21.

54. Oehrlein G.S., Lindstrom J.L.and Corbett J.W., Carbon-oxygen complexes as nuclea for precipitation of oxygen in Czochralski silicon, Appl.Phys.Lett., 1980, v.40, n.3, p 241-243.

55. Tan T.Y., Kung C.Y., Oxygen precipitation retardation and recovery phenomenon in Cz-Si: experimental observation, J.Appl.Phys., 1986, v.59, n.3, p.917-931.

56. Schroms M., Brabec Т., Budil M., Potzl H., Guerrero E., Huber D., Pongratz P., In:: Defect control in semiconductors, Japan, Tokio, 1990, p.239.

57. Harada H., Abe Т., Chikawa J., Semiconductor Silicon, eds. H.R.Huff, T.Abe, B.O.Kolbsen The electrochimical Society, Pennington, 1986, p.76.

58. Антонова, И.В., Мисюк А., Попов В.П., Шаймеев C.C., Исследование формирования кислородных преципитатов в кремнии, ФТП, 1997, т.31 в.8, с.852-856.

59. Antonova I.V., Popov V.P., Shaimeev S.S., DLTS investigation of impurity or defect agglomerates in silicon on the example of oxygen precipitates, Proceeding of Conf. Defect Recognition and Image Processing, Templin, Germany, 1997, p.317-320.

60. Antonova I.V., Misiuk A., Popov V.P., Plotnikov A.E., Surma В., Nucleation and formation of oxygen precipitates in Cz grown silicon annealed under uniform stress conditions Physica. B, 1998, v.253, p.131-137.

61. Antonova I.V., Popov V.P., Shaimeev S.S., DLTS study of oxygen precipitate formation in silicon, Physica B, 1998, v.253, nl-2, p. 123-130.

62. Omling P., Weber E.R., Montelius Z., Alexander H., Michel J., On the energy spectrum of dislocation in silicon, Phys.Rev. B, 1985, v.32, p.6571-6581.

63. Kveder V.V., Osipyan Yu.A., Schroter W., Zoth G, Electrical properties of dislocations and point defects in plastically deformed silicon, Phys.Stat Sol(a), 1982, v.72, p.701-713.

64. Antonova, I.V., Misiuk A., Popov V., Plotnikov A.E., Surma В., Oxygen precipitate nucleation process in silicon with different oxygen concentration and structural perfection, Solid State Phen. 1997, v.57-58, p.161-166.

65. Lamp C.D., Jeres B.D., Changes in the silicon thermal donor energy level as a function of anneal time, Appl.Phys.Lett., 1991, v.58, n.19, p.2114-2116.

66. Brusa R.S., Karwasz G.P., Tiengo N., Zecca A., Corni F., Calzolari G., Nobili C., He-implantation induced defects in Si studied by slow posotron annihilation spectroscopy, J.Appl.Phys., 1999, v.85, n.4, p.2390-2397.

67. Brusa R.S., Karwasz G.P., Zecca A., Corni F., Tonini R., Ottaviani G., Pre-cavities defect distribution in He implanted silicon stadied by slow positron beam, Sol.St.Phenomena, 1999, v.69-70, p.385-390,.

68. Antonova I.V., Neustroev E.P., Popov V.P.", Stas V.F., Obodnikov V.I., Donor center formation^ in hydrogen implanted silicon., Phys.B, 1999/v,270, nl&2, p.1-5:

69. Антонова-И.В., Неустроев Е.П.,. Попов В.П., Киланов, Д.В., Мисюк А., Формирование донорных центров при различных давлениях в кремнии, облученном ионами'кислорода, ФТП, 1999, v.33, пЩ р. И53-1157.

70. Popov V.P., Antonova I.V., Neustroev Е.Р., Kilanov D.V., Misiuk A., Enhanced formation;of thermal donors- in oxygen implanted silicon annealed at different pressures, Phys.B, 2000; v.293, p.44-48.

71. Антонова И.В., Неустроев Е.П., Попов В.П., Стась В.Ф., Влияние облучения различными ионами на» формирование донорных центров11 в кремнии., Перспективные материалы, 2001, т.1, с.43-48.

72. Neustroev Е.Р., Antonova I.Y., Popov V.P., Stas V.F., Skuratov V.A., Dyduk A.Yu., Thermal donor formation in crystalline silicon iiTadiated'by high energy ions, NIM B. 2000, v. 171, n4, p.443-447.

73. Antonova I.V., Neustroev E.P., Misiuk A., Skuratov V.A., Formation of shallow donors in stress-annealed.silicon'implanted with high-energy ions, Solid .State Phenomena 2002, v.82-84, p.243-248.

74. Титов B.B., Роль механических напряжений при легированииi материалов с помощью ионных пучков, ПрепринтИАЭ 3774/11' 1983, М., 48с.

75. Kaniewska М., Antonova I. V., Popov V.P.,. Study of Complex Free-Carrier Profiles in Hydrogen Implanted and Annealed Silicon, Phys.Stat.Sol. (c), 2003, v.0, n.2, p.715-720.

76. Jung W., Antonova I.V., Popov V.P., Misiuk A., Jun J., Effect of Heat Treatment at Enhanced Pressure on Electrical Properties of Oxygen Implanted Silicon, Proceed, of IMAPS XXII, 1998, publ. Krakow 1999; p.191-194.

77. Антонова И.В., Стась В.Ф., Неустроев Е.П., Попов В.П!, Смирнов JI.C., Термоакцепторы в облученном кремнии, ФТП, 2000, т.34, в.2, с. 162 167.

78. Смагулова С.А., Антонова И.В., Неустроев Е.П., Скуратов В.А., Релаксация дефектной подсистемы кремния, модифицированной облучением* тяжелых ионов высоких энергий, ФТП, 2003, т.37, в.5, 565-569.

79. Antonova I.V., Gulyev М.В., Safronov L.N., Smagulova S.A., Competition between Thermal Donors and thermal acceptors in electron irradiated Silicon annealed at temperatures 400-700°C,

80. Microelectronic Engineering, 2003, v. 66, n.1-,4 p 385 391.

81. Agarwal A., Christinsen K., Venables D., Maher D. M., and Rozgonyi G. A. Oxygen gettering and precipitation at MeV Si+ ion implantation induced damage in silicon., Appl. Phys. Lett. 1996, v.69, p.3899-3901.

82. Kalyanaraman R., Haynes Т.Е., Yoon M., Larson B,C., Jacobson D.C., Grossmann H.-J., Rafferty C.S., Quantitative evolution of vacancy-type defects in high-energy ion-implanted Si: Au labeling and the vacancy implanter, NIM B, 2001, v.175-177, p.182-187.

83. Deak P., Snyder L.C., Corbett J.W. Silicon-interstitial oxygen-interstitial complex as a model of the 450°C oxygen thermal donors in silicon, Phys. Rev. Lett., 1991, v.66, n.6, p.747-749.

84. Newman R.C., Binns M.J., Brown W.P., Livingston F.M., Messoloras S., Stewwart R.J., Wilkes J.G., PhysicaB, 1983, v.116, p.264-270.

85. Stavola M., Patel J.R., Kimerling L.C., Freeland P.E., Diffusivity of oxygen at the donor formation temperature, Appl. Phys. Lett., 1983, v.42, n.l, 73-75.

86. Романюк Б.Н., Попов В.Г., Литовченко В.Г., Мисиук А., Евтух А.А., Клюй Н.И., Мельник В.П., Механизмы геттерирования кислорода в пластинках кремния с неоднородным распределением механических напряжений, ФТП, 1995, т.29, в.1, с. 166-173.

87. Antonova, I.V., Misiuk A., Popov V.P., Fedina L.I., Shaimeev S.S., DLTS study of oxygen precipitates in silicon annealed at high pressure, PhysicaB, 1996, v.225, n3-4, p.251-257.

88. Антонова И.В., Федина. Л.И., Мисюк А., Попов В.П., Шаймеев С.С., Исследование методом DLTS эволюции кислородных преципитатов в Cz-Si при высоких температурах и высоком давлении, ФТП, 1996, т.ЗО, в.8, с.1446-1454.

89. Antonova I.V., Misiuk A., Bak-Misiuk J., Popov V.P., Plotnikov A.E., Surma В., Dependence of oxygen precipitate size and strain on external stress at annealing of Cz-Si, Journal of Alloys and Compounds, 1999, v.286, p. 241-245.

90. Antonova I.V., Misiuk A., Zaumseil P., Bak-Misiuk J., Hartwig J. Romano-Rodriguez A., Defects in Pressure-annealed Cz-Si and SiGe/Si, Proceeding of Conf. Defect Recognition and Image Processing, Templin, Germany, 1997, p.273-276.

91. Jung J., Lefeld-Sosnowska M., High pressure induced defect formation in silicon single crystals I Characterization of defects and conditions of their creation. Phil. Mag. A, 1984, v.50, n.4, p.233-256.

92. Красников Г.Я., Зайцев H.A., Система кремний диоксид кремния субмикронных СБИС, Техносфера, Москва, 2003, 383 с.

93. Londos С.A., Antonova I.V., Potsidou М., Misiuk A., Bak-Misiuk J., Gutacovskii A.K., A study of the conversion of the VO to the VO2 defect in heat-treated silicon under uniform stress conditions, J. Appl.Phys., 2002, v.91, n3, p.l 198 1203.

94. I.V.Antonova, С.A. Londos, J.Bak-Misiuk, A.K.Gutacovskii, M.Potsidou, A. Misiuk, Defects in silicon heat-treated under uniform stress and irradiated with high dose of fast neutrons, Phys.Stat.Sol.B., 2003, v.199, n.2, p.207-213.

95. Jung J. and Lefeld-Sosnowska M., High pressure induced defect formation in silicon single crystals II Mechanism of stress-field formation at precipitates, PhiLMag. A, 1984, v.50, n.4, p.257-274.

96. Romano-Rodriguez A., Bachrouri A., Lopez M., Morante J.R., Misiuk A., Surma В., Jun J., ТЕМ characterization of high pressure high-temperature treated Czochralski silicon samples, Mater.Sci.Eng., 2000, B73, 250-254.

97. Lindstrom J. and Svenson В., Kinetic study of the 889-cm-l infrared bands during annealing of irradiated silicon, Phys.Rev.B, 1989, v.34, N12, p.8709 8717.

98. Londos C.A., Sarlis N.V., Fytros L.G., Infrared studies of defects formed during postirradiation anneals of Czochralski silicon, J. Appl. Phys., 1998, v. 84, p.3569-3573.

99. A.c. N 2166814 (РФ), 7H01L21/324, Антонова И.В., Попов В.П, Мисюк А.,Ратайчак Я., Способ уменьшения структурных нарушений, формирующихся при отжиге кремния, имплантированного кислородом (структуры типа SIMOX)., Опубл. в БИ, 2001, № 13.

100. Surma В., Bryja L., Misiuk A., Gawlik G., Jun J., Antonova I.V., Prujszczyk M., Infrared and photoluminescence studies on silicon oxide formation in oxygen-implanted silicon annealed under enhanced pressure, Crystal Res. Technol. 2001, v.36 p.943-952.

101. Hulberg Т., Lindstrom J.L., Enhanced oxygen precipitation in electron irradiated silicon, J. Appl. Phys., 1992, v.72, p.5130-5138.

102. Bernstein, N., Mehl M.J., Papaconstantopoulos, Papanicolaou N.I., Bazant M.Z., Kaxiras, Phys.Rev.B, 2000, v.62, p.4477

103. Cuendent N., Halicioglu Т., Tiller W.A., The energies of microvoid formation in Si as a function of applied hydrostatic stress, Appl.Phys. Lett., 1996, v.69, p.4071.

104. Сафронов JI.H., Ильницкий M.A., Свойства дефектов в нанокристаллах кремния и свойства нанокристаллов с дефектами, Микросистемная техника, 2003, в.9, с.22-26.

105. J.Dzelme Ertsinsh I., B.P.Zapol, A.Misiuk, Structure of oxygen and silicon interstitials insilicon Phys.Stat.Sol. A, 1999, v.171, 197-201.

106. J.Dzelme, Ertsinsh I., B.P.Zapol, A.Misiuk, Structure and diffusion of oxygen and silicon interstitials in silicon, J. Allows and Compaunds, 1999, v.286, p.254-257.

107. Blochl P.E., Van de Walle C. G., Pantelides S. Т., First-principles calculations of diffusion coefficients: Hydrogen in silicon, Phys. Rev. Lett. 1990, v.64, p. 1401 1404.

108. Blochl P.E., Smargiassi E.} Car R., Laks D. В., Andreoni W., Pantelides S. Т., First-principles calculations of self-diffusion constants in silicon, Phys. Rev. Lett., 1993, v.70, p.2435-2438.

109. Antonelli A., Ismail-Beigi S., Kaxiras E., Pandey K.C., Free energy of the concerted-exchange mechanism for self-diffusion in silicon, Phys. Rev. B, 1996, v.53, p. 1310-1314.

110. Таланин В.И., Таланин И.Е., О рекомбинации собственных точечных дефектов в бездислокационных кристаллах кремния, ФТТ, 2007, т.49, с.450-453.

111. U.Gosele, W.Frank, A.Seeger, Solid State Coramun. An entropy barrier against vacancy-interstitial recombination'in silicon, 1983, v.45, p.31-33.

112. Alouani M., Wills J.M., Calculated optical properties of Si, Ge and GaAs under hydrostatic pressure, Phys.Rev.B, 1996, v.54, p.2480-2490.

113. McCluskey M.D., Haller E.E., Interstitial oxygen in silicon under hydrostatic pressure, Phys.Rev.B, 1997, v.56, p.9520-9523.

114. Kim S:, Herman I.P., Moore K.L., Hail D.G., Bevk J., Hydrostatic pressure dependence ofthe electronic bound exitons in beryllium-doped silicon, Phys.Rev.B, 1996, v.55, p.4434-4442.i

115. Kaller W.W. Pressure dependence of oxygen-related defect levels in silicon, J. Appl. Phys., 1984, v.55, p.3471-3476.

116. Антонова И.В., Васильев A.B., Панов В.И., Шаймеев С.С., Применение емкостной методики DLTS к исследованию п/п с неоднородным распределением примеси (дефектов), ФТП, 1988, т.22, в.6, с.998-1003.

117. Антонова И.В., Шаймеев С.С., Температурная зависимость амплитуды пика DLTS в кремнии с глубокими центрами, ФТП, 1991, т.25, в.5, с.847-851.

118. Griado J., Gomes A., Calleja Е., Munoz Е., Novel method to determine capture cross section activation energies by deep level transient spectroscopy techniques Appl. Phys. Lett., 1983, v.52, n.8, p.660-661.

119. Lee W.J., Borrego J.M., Minority-carrier emission effect in deep level transientspectroscopy measurements on Schottky diodes, J. Appl. Phys., 1988, v.63, p.5357-5362.

120. Hu S.M., Oxigen Precipitation in Silicon, in Oxygen, carbon, hydrogen and nitrogen in silicon, ed. Millesen J.C., Perton S.J., Corbett J.W., Pennycook S.J., Materials Reeserch Society, Princeton, NJ, p206-265, 1986.

121. Poggi A., Merii M., Susi E., Angelucci R., Sargo A., Effects of Silicon Ion-Beam Mixing on p+/n Diodes: DLTS Analyses of the Induced Defects, Phys. Stat. Sol. (a), 1990, v. 121, K135-137.

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

123. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984, т.1, 456с.

124. Крузе Г.А., Тетельбаум Д.И., Зорин Е.И., Шитова Э.В., Павлов П.В., Исследование слоев нитрида кремния, синтезированных ионно-лучевым методом, Неорганические материалы, 1975, т.11, в.8, с.1381 1384.

125. Yi W.B., Zhang Е.Х., Chen М., Li N.,.Zhang G.Q, Liu Z.L., Formation of total-dose-radiation hardened materials by sequential oxygen and nitrogen implantation and multi-step annealing, Semicond. Sci. Technol, 2004, v,19, pp.571 576.

126. Danilin A.B., Mordkovich Y.N., Heterogeneous Ion synthesis of insulating layers in silicon Inter. Confer. On Energy Pulse and Particle Beam Modification of Materials, 1989, Dresden, GDR, p.803-807.

127. Zheng Z., Liu Z., Zhang G., Li N., Li G., Ma H., Zhang E., Zhang Z., Wang X., Semicond. Sci. Technol., 2005, v.20, N 6, p.481-484.

128. Misiuk A., Surma В., Barcz A., Orlinska K., Bak-Misiuk J., Antonova I.V., Dub S., Strain and defect engineering in Si/SisN^Si by high temperature-pressure treatment, Materials Science & Engineering B, 2005, v.124&125, p.174-178

129. Antonova I. V., Misiuk A., Londos C. A., Electrical properties of multiple-layer structures formed by implantation of nitrogen or oxygen and annealed under high pressure, J. Appl. Phys., 2006. 99, 033506.

130. Андреевский P.А., Нитрид кремния синтез и свойства, Успехи химии, 1995, т.64, в.4, 311-329.

131. Nygren Е., Aziz M.J., Tumbull D., Effect of pressure on the solid phase epitaxial regrowth rate of Si, Appl. Phys. Lett. 1985, v.47, p.232-233.

132. Lu G.Q., Nygren E., Aziz M.J., Tumbull D., Interferometric measurement of the pressure-enhanced crystallization rate of amorphous Si, Appl. Phys. Lett. 1989, v.54, p.2583-2585.

133. Казаринов В.В., Марков К.А., Сдобняков В.В., Демидов, Е.С., Изменение свойств ионно-синтезированной гетеросистемы SixNy,-Si стационарным постимплантационным отжигом и дальнодействующим ионным облучением, ФТП, 2002, т.36, в.9, 1060-1065.

134. Jung J., Lefeld-Sosnowska М., Philos.Mag. А , v. 50, р.238-242, 1984.

135. Antonova I.V., Misiuk A., Bak-Misiuk J., Popov V.P., Plotnikov A.E., Surma В., Dependence of oxygen precipitate size and strain on external stress at annealing of Cz-Si, J. of Alloys and Compounds v.286, p.241-245,1999.

136. Antonova I.V., Londos C.A., Bak-Misiuk J., Gutacovskii A.K., Potsidou M., Misiuk 'A., Defects in silicon heat-treated under uniform stress and irradiated with high dose of fast neutrons Phys. Stat. Sol.(a), v. 199, p.207-213,2003.

137. Захаров Б.Г., Устинов Б.М., Электронная техника, сер. Материалы, т.2, с.71 -, 1972.

138. Bjorkman С.Н., Fitch G.T., Lucovsky G., Correlation between mid-gap interface state density and thickness-averaged oxide stress and strain at Si/SiC>2 interfaces formed by thermal oxidation of Si, Appl. Phys. Lett., 1990, v.56, p. 1983-1985.

139. Fitch J.T., Kobeda E., Lucovsky G., Irene E.A., Effects of thermal history on stress-related properties of very thin films of thermally grown silicon dioxide, J. Vac. Sci. Technol. B, 1989, v.7, p. 153-162.

140. Rubloff G.W., Hofmann, Liehr M., Young D.R., Defect microchemistry at the SiCVSi interface, Phys. Rev. Let., 1987, v.58, p.2379-2382.

141. Tromp R., Rubloff G.W., Balk P., LeGoues F.K., High-temperature Si02 decomposition at the SiCVSi interface, Phys. Rev. Let., 1985, v.55, p.2332-2335.

142. Palmetshofer L., Reisinger J:, Defect levels in D+ and He +-bombarded: silicon, J. Appl; Phys., 1992; v.72, p.2167-2173. : :

143. Huang L.-JI, Tong Q.-Y., Lee T.-H:, Chao Y. L., Gosele U., Onset of blistering in hydrogen-implanted silicon, Appli Phys. Let, 1999; v.74^ 9821984. . {

144. Bruel M., Aspar B., Aberton-Herve A.-Ji, Smart-Cut: Ar New Silicon On Insulator; Material -Technology Based on Hydrogen Implantation and Wafer Bonding; Jpn. J. AppL Phys., Ptl, 1997, v.36, p.:l 636-1641.

145. M.Bruel, History, Physics, and Aplications of the Smart-Cut Process, MRS Bulletin; 1999, 12,35-37.

146. Antonova I.Y., Popov V.P. Bak-Misiuk J., Domagala J.Z., Characterization of the silicon . on - insulator structures by high-resolution x-ray diffraction; J. Electrochem. Soc., 2002, v.l49, n.8, p.490-493/- . . • i .

147. Popov V.P., Antonova I.V., Bak-Misiuk J., Domagala J.Z., Defect transformation study insilicon-on-insulator structures by high- resolution X-Ray diffraction,. Materials Science in Semicond. Processing, 2001, v.4, p.35-37.;

148. Kimura S., Ogura A., Precise Measurement of Strain Induced by Local Oxidation лп Thin-Silicon Layers of Silicon-on-Insulator Structures; Jpn. J. Appl. Phys, 1998; v.37, pl282-1284.

149. Cohen G.M., Mooney P.M., Jones E.C., Chan K.K., Solomon P.M., Wong H-S.P. Characterization of the silicon on insulator film in bonded wafers by high resolution x-ray diffraction, Appl. Phys. Lett. 1999, v.75, p. 787-789.

150. Single C., Prins F.E., Kem D.P., Simultaneous operation of two adjacent double dots in silicon, Appl. Phys. Lett. 2001, v.78, p.1421-1423.

151. Tabe M., Kumezawa M , Ishikawa Y., Quantum- Confinement Effect in Ultrathin silicon layer of SOI Structure, Jpn. J. Appl. Phys, 2001, v.40, p.L131-133.

152. Shroter E., Hopfe S., Tong Q.Y., Gosele.U., Skorupa W., Growth of Buried Oxide Layers of Silicon-on-Insulator Structures by Thermal Oxidation of the Top Silicon Layer, J. Electrochem Soc. 1997, v. 144, p.2205-2210.

153. Антонова И.В., Стась В.Ф., Бак-Мисюк Я., Ободников В.И., Спесивцев Е.В., Попов В.П., Электрофизические и структурные свойства тонких отсеченных слоев кремния в структурах кремний -на—изоляторе, Известия АН, 2003, т.67, в.2, с.175-178.

154. Антонова И.В., Дудченко Н.В., Николаев Д.В., Попов В.П., Способ получения структур кремний- на-изоляторе, патент РФ №2003136457/28 от16.12.2003, публикация БИ от 05.20.2005.

155. Ogura A., Patent US, N518692 / 09, Silicon-on-insulator substrate, 2000.

156. Kissinger G., Morgensten G., Vanhelemont J., Graf D., Lambert U., Richter H., Internal oxidation of the vacancy agglomerates in Czochralski silicon wafers during high-temperature anneals, Appl. Phys. Lett., 1998, v.72, n.2, p.223-225.

157. Aga H., Nakano M, Mitani K., Study of the HF defects in thin, bonded silicon -on -insulator dependent on original wafers, Jpn. J. Appl. Phys., 1999, v.38, p.2694 2698.

158. Schroter E., Hopfe S., Tong Q.Y., GoseleU., Skorupa W., Growth of Buried Oxide Layers of Silicon-on-Insulator Structures by Thermal Oxidation of the Top Silicon Layer, J. Electrochem. Soc., 144,1997,2205.

159. Schroter W., Cerva H., Interaction of Point Defects with Dislocations in Silicon and Germanium: Electrical and Optical Effects, Solid State Phenomena, 2002, v.185-86, 67-144.

160. Pizzini S., Leoni E., Binetti S., Acciarri M., LeDonne A., Pichaud В., Luminescence of Dislocations and Oxide Precipitates in Si, Solid State Phenomena, 2004, v.95-96, 273-282.

161. Зи С.Технология СБИС, М., Мир, 1986, с 202.

162. Nagwa C.S., Hall S., Semicond. Sci. Technol. 1994, v.9, p.1069-1072.

163. I.V.Antonova, D.V.Nikolaev, O.V.Naumova, V.P.Popov, Hydrogen-related phenomena in SOI fabricated by using H1" ion implantation, Solid State Phenomena 2002, v. 82-84, p.491-496.

164. Антонова И.В., Стась В.Ф., Попов В.П., Ободников В.И., Гутаковский А.К., Проводимость КНИ структур, полученных сращиванием пластин кремния с использованием имплантации водорода, ФТП, 2000, т.34, в.9, с.1054-1057.

165. Cristoloveanu S., Li S.S., Electrical Characterization of Silicon-on-Insulator Materials and Devices, Kluwer, Dordrecht (1995).

166. Nagai K., Sekigawa T. and Hayashi Y. Capacitance-voltage characteristics of semiconductor-insulator-semiconductor (SIS) structure. Solid-State Electronics., 1985, v.28, n.8, p.789-798.

167. Нага, Т., Kakizaki, Y., Oshima, S., Kitamura, T. Annealing effects in the delamination of H implanted silicon, Electrochem. Soc. Proceedings, 97-23, 33-38, (1998)

168. Corbett, J.W., Bourgoin, J.C., Ccheng, L.J., Corelli, J.C., Lee, Y. H, Mooney, P. M, Weigel, C. In: Radiation Effects in Semiconductors. Conf. Ser. N 31, Inst, of Phys. London Bristol, 1976, p. 1-11.

169. Stain, H.J., Hahn S. Depth Profiles for Hydrogen-Enhanced Thermal Donor Formation in Silicon: Spreading Resistance Probe Measurements, J. Electrochem. Soc., 1995, v.142, p.1242-1247.

170. Батавин В.В., Сальник З.А., Влияние акцепторов на генерацию термодоноров в кремнии, содержащем кислород, Электронная техника, Материалы, 1980, в.5, р.42-45.

171. Antonova I.V.,.Nikolaev D.V, Naumova O.V., Popov V.P., Hydrogen-related phenomena in SOI fabricated by using H+ ion implantation, Solid State Phenomena 2002, v.82-84, p.491-496.

172. Асеев A.JI., Федина Л.И., Хеэль Д., Барч X., Скопления междоузельных атомов в кремнии и германии. Новосибирск, Наука, (1991), 149с.

173. Antonova I.V., Nikolaev D.V., Naumova O.V., Popov V.P., Comparison of electrical properties of silicon-on-insulator structures fabricated with use of hydrogen slicing and BESOI, Electrochem and Electron. Lett. 2004, v. 7, т.З, p. F21-F23.

174. Astrova E.V., Kozlov V.A., Lebedev A.A., Voronkov V.B., Identification of process induced defects in silicon power devices, Solid State Phenomena, 1999, v.69&70, p.539-544.

175. Антонова И.В., Стась В.Ф., Бак-Мисюк Я., Ободников В.И., Спесивцев Е.В., Попов В.П., Электрофизические и структурные свойства тонких отсеченных слоев кремния в структурах кремний -на-изоляторе, Известия АН, 2003, т.67, в.2, с.175-178.

176. Yajima Y., Natsuaki N., Yokogawa К. Nishimatsu S., Distribution of paramagnetic defects formed in silicon by MeV ion implantations, Nucl. Instr. Meth. B, v.55, N1-4, 607-610.

177. Dumham S.T., Interaction of silicon point defects with SiC>2, J. Appl. Phys., 1992, v.71, n2, p.685-696.

178. Johnson N.M., Energy-resolved DLTS measurement of interface states in MIS structures, Appl. Phys. Lett., 1979, v.34, p.802-804.

179. Cristoloveanu S., Li S.S., Electrical characterization of silicon-on-insulator materials and device, Kluwer Academic Publishers, Boston/Dordrccht/London, 1995.

180. Astrova E.V., Kozlov V.A., Lebedev A.A., Voronkov V.B., Identification of process induced defects in silicon power devices, Solid State Phenomena, 1999, v.69&70, p.539-544.

181. Antonova I.V., Naumova O.V., Stano J., Nikolaev D.V., Popov V.P., Skuratov V.A., Traps at bonded interface in SOI structures, Appl. Phys. Lett., 2001, v.79, n27, p.4539 -4540.

182. Антонова И.В., Стано Й., Николаев Д.В, Наумова О.В., Попов В.П., Скуратов В.А., Состояния на границах и центры с глубокими уровнями в структурах кремний на изоляторе., ФТП. 2001, т.35, с.948-957.

183. Попов В.П., Антонова И.В., Французов А.А., Наумова О.В., Сапожникова Н.В., Кремний-на-изоляторе: материал и приборные структуры, Микросистемная техника, 2001, т. 10, с.35-40.

184. Farmer J.W., Lamp C.D., Meese J.M., Charge transient spectroscopy, Appl. Phys. Lett., 1982, v.41, p.1063-1065.

185. Katsube Т., Kakimoto K., Ikoma Т., Temperature and energy dependences of capture cross sections at surface states in Si metal-oxide-semiconductor diodes measured by deep level transient spectroscopy, J. Appl. Phys. 1981, v.52, p.3504-3508.

186. Hofmann K., Schulz M., Process-induced interface and bulk states in MOS structures, J.Electrochim. Soc., Sol.-State Science &Technology, 1985, v. 132, p.2201-2207.

187. Kimerling L.C, in Point and Extended defects in Semiconductors, G.Benedek, A.Gavallini, and W.Schroter, Editors, v.202, 1, NATO ASI Series, New York, 1988; p. 127.

188. H.A. Ярыкин, Е.Б, Якимов, C.B. Ковешииков, О.В. Феклисова. Изменение энергетического спектра дислокаций вследствие их взаимодействия с точечными дефектами, Труды 5 Межд. Конф. По свойствам и структуре дислокаций в полупроводниках, Москва, 1986 с.209.

189. Антонова И.В., Качурин Г.А., Тысченко И.Е., Шаймеев С.С., Формированиеjэлектрически-активных центров за областью торможения ионов при высокотемпературной имплантации в кремний. ФТП, 1996, т.ЗО, в.11 с.2017-2024.

190. Kang H.S., Ahn C.G., Kang В.К. Method for measuring deep levels in thin silicon-on-insulator layer without any interface effects. J. Electrochem. Soc., 1998, v. 145, n. 10, p. 35813585.

191. Gray P.V Silicon-dioxide System, IEEE Trans. Electron Device, 1969, v.8, p.88-98.

192. Haller E.E., Hydrogen in Crystalline Semiconductors, Semicond. Sci. Technol, 1991, v.6, n.2, p.73-84.

193. Vanheusden K., Devine R.A.B., The role of interface states in hydrogen-annealing-induced mobile proton generation at the Si-Si02 interface, Appl. Phys. Lett. 2000, v.76, p.3109-3111.

194. Afanas'ev V.V., Stesmans A. Positive charging of thermal Si02/Si interface by hydrogen annealing, Appl. Phys. Lett., 1998, v. 72, n. 1, p. 79-81.

195. Stesmans A., Nouwen В., Afanas'ev V.V. Structural degradation of thermal Si02 on Si by high-temperature annealing: Defect generation. Phys. Rev. B, 2002, v. 66, n. 04, p.5307-5316.

196. Антонова И.В., Стано Й., Николаев Д.В, Наумова О.В., Попов В.П., Скуратов В.А. Трансформация при отжиге в водороде состояний на границах раздела КНИ структур ФТП, 2002, т.36 в. 1, с.65-69.

197. Antonova I.V., Stano J., Naumova O.V., Popov V.P., Skuratov V.A., DLTS study of bonded interface in silicon-on-insulator structures annealed in hydrogen atmosphere, Microelectronic Engineering, 2003, v.66, n.1-4, p. 547-552.

198. Antonova I.V., Stano J., Naumova O.V., Skuratov V.A., and Popov V.P., DLTS study of silicon-on-insulator structures irradiated with electrons or high energy ions, IEEE Trans. Nucl. Science, 2004, v.51, n.3, p.1257-1261.

199. Mangiagalli P., Levalois M., Marie P.,A comparative study of induced damages after irradiation with swift heavy ions, neutrons and electrons in low doped silicon, Nucl. Instr. Meth. B, 1998, v.146, p. 317-322.

200. Томпсон M. Дефекты и радиационные повреждения в металлах. М.: Мир, 1972.- 368 с.

201. Физика радиационных явлений и радиационное материаловедение. Под ред. А.М.Паршина, И.М.Неклюдова, Н.В.Камышанченко, Москва-С.Петербург-Белгород, 1998 г. 378 с.

202. Stano J., Skuratov V.A., Ziska М., Radiation Damage in MOS Structures, Irradiated with High- Energy Heavy Ions and Fast Neutrons, with Regard of Charge DLTS and CV-Measurements Solid State Phenomena, 2002, v.82-84, p.453-457.

203. Vuillaume D., Bourgoin J.C., Transient spectroscopy of Si-Si02 interface states, Surf. Science 1985, v. 162, p 680-686.

204. Wang K.L., Lee Y.H., Corbett J.W., Defect distribution near the surface of electron -irradiated silicon, Appl.Phys.Lett., 1978, v.33, p.547-548.

205. Mordkovich V.N., Pazin D.M. Abstracts of NATO ARW Science and technology of semiconductor-on-insulator structures and devices operating in a harsh environment, Kiev, 2004, p.60-61.

206. Лебедев A.A., Экке В., Исследование плотности глубоких центров в катодно-распыленных пленках Si02 в зависимости от степени окисления кремния, ФТП, 1985, т. 19, в.6, 1087- 1092.

207. Pantelides S.T., Long М., The Physics of Si02 and its interfaces, Proc. Intern. Conf., Ed. S.T.Pantelides, N.Y., Prganon Press, 1978, p.339.

208. Herman F., Insolating Films on Semiconductors, Proceed.Intern.Conf.Erlanger, FRG, Ed.M.Schulz, G.Pensel, Berlin, Springer-Verlag, 1981, p.2.

209. T.A.Kirichenko, D.Yu, S.K.Baneqee, G.S.Hwang, Silicon interstitials at Si/Si02 interface: Density functional calculations, Phys. Rev. B, 2005, v.72, 035345-1-6.

210. Buczko R., Pennicook S.J., Pantelides S.T., Bonding Arrangment at the Si-Si02 and SiC-Si02 Interfaces and a Possible Origin of their Contrasting Properties, Phys.Rev.Lett., 2000, v. 84, p.943-946.

211. Ramamoorthy M., Poindexter E.H., Atomic dynamics and defect evolution during oxygen precipitation and oxidation of silicon, Appl. Phys. Lett., 1999, v.75, p. 115-117.

212. Kageshima H. Shiraishi K., First-Principles Study of Oxide Growth on Si(100) Surfaces andat S/02/Si(100) Interfaces, Phys. Rev. Lett. 1998, v.81, p.5936-5939.

213. Vdovin V., Zakharov N., Pippel E., Werner P., Milvidskii M., Ries M., Seacrist M., Falster R, 2009, Phys. Stat., Sol.C, v.6,1929-1934.

214. Poindexter E.H., Caplan P.J., Deal B.E., Razouk R.R., Interface states and spin resonance centers in thermally oxidized (111) and (100) silicon wafers, J. Appl. Phys, 1981, v.52, p.879-884.

215. Geraadi G.J., Poindexter E.H., Caplan P.J., Johnson N.M., Interface traps and Pb centers in oxidized (100) silicon wafers, J. Appl. Phys., 1986, v.49, p.348-350.

216. Stesmans, Afanasiev V.V., Electrical activity of interfacial paramagnetic defects in thermal (100) Si/Si02, Phys. Rev. B, 1998, v.57, 10030.

217. Afanas'ev V.V., Ericson P., Bngtsson S., Andersson M.O., Wafer bonding induced degradation of thermal silicon dioxide layers on silicon, Appl. Phys. Lett., 1995,v.66 nl3, 16531655.

218. Kononchuk O., Korablev K.G., Yarykin N., Rozgoni G.A., Diffusion of iron in the silicon dioxide layer of silicon-on-insulator structures, Appl. Phys. Lett., 1998,v.73 n9, 1206-1208.

219. Maszara W.P., Goetz G., Caviglia A., McKitterick J.B. Bonding of silicon wafers for silicon-on-insulator, J. Appl. Phys., 1998, v.64, p.4943-4945.

220. Revesg A.G., Hughes H.L., The defect structure of buried oxide layers in SIMOX and BESOI structures. В книге: J.P. Colinge et al. (eds.), Physical and Technical Problems of SOI structures and Devices, Kluwer Academic Publishers, 1995, p.133-156.

221. Stahlbush R.E., Campisi G.J., McKitterick J.B., Maszara W., Roitman P., Brown G.A., Electron and hole trapping in irradiated SIMOX, ZMR and BESOI buried oxides, IEEE Trans Nucl. Sci. 1992,39, p. 2086.

222. Николаев Д.В., Антонова И.В., Наумова O.B., Попов В.П., Смагулова С.А., Поведение заряда в скрытом диэлектрике структур кремний на -изоляторе в электрических полях, ФТП, 2002, т.36, в7, с.853-857.

223. Lenzlinger М. and Snow Е.Н. Fowler-Nordheim tunneling into thermally grown SiOi. J. Appl. Phys., 1969, v.40, nl, pp.278-283.

224. Lu Yi and Sah Chih-Tang. Two pathways of positive oxide-charge buildup during electron tunneling into silicon dioxide film. J. Appl. Phys., 1994', v. 76, n. 8, p. 4724-4727.

225. Fishetti M;V. Model* for the generation of positive charge at the Si-Si02 interface based on hot-hole injection-from the anode. Phys. Rev. В., 1985, v. 31, n.4,p. 2099-2113:

226. DiMaria D.J., Cartier E., and Buchanan D.A. Anode hole injection and trapping in silicon dioxide. J. Appl. Phys., 1996; v. 80, n.l, p. 304-317.

227. Mayo S., Suehle J.S., Roitman Р.л. Breakdown!mechanism in buried silicon oxide films. J. Appl. Phys. 1993, v.47, n.6, p.4113-4120.,

228. Nazarov A.N., Kilchytska V.I., Barchuk I.P., Tkachenko A.S. and Ashok S. RF plasma annealing of positive charge'generated by Fowler-Nordheim electron inj ectiorn in buried J. Vac. Sci. Technol. 2000, v. B18, p.1254-1261.

229. Ngwa C.S. and Hall S. Electron trapping studies in multiple- and single-implant SIMOX oxides. Semicond. Sci. Technoh, 1994, v. 9, p.l069-1079. .

230. O'Reilly E.P., Robertson J., Theory of defects in* vitreous, silicon dioxide, Phys. Rev. B; 1983, v.27, n.6, p.378013795.

231. Snow E.Hi, Grove A.S., Deal B.E., and Sah C.T. Ion Transport-Phenomena* in'Insulating' Films. J. Appl'. Phys., 1965, v. 36, n.5, p.-1664-1673.

232. Kagan M.S., Altukhov I.V., Chirkova E.G., Sinis V.P., Troeger R.T., Ray S.K., Kolodzey J., THz lasing of SiGe/Sbquantum-well structures due to shallow acceptors, Phys. Stat. Sol. (b) 2003, v. 235 p;135-140.

233. Kagan M.S., Altukhov I.V., Chirkova E.G., Sinis V.P., Troeger R.T., Ray S.K., Kolodzey J., THz lasing of SiGe/Si quantum-well structures due to shallow acceptors, Phys. Stat. Sol. (b) 2003, v. 235, p.135-140.

234. Chattopadhyay S„ Kwa K.S.K., Olsen S.H., Driscolla L.S., O'Neil G., C-V characterizationof strained Si/SiGe multiple heterojunction capacitors as a tool, for heterojunction. MOSFET channel design, Semicond. Sci. Technol:, 2003, v. 18, p:738-744.

235. Antonova I.V., Kagan M.S., Polyakov V.I., Golik L.L. and Kolodzey J., Effect of interface states on population of the quantum wells in SiGe/Si structures, Phys. Stat. Sol. C, 2005, v.2, p:1924-1928.

236. Kreher K., Capacitance voltage characteristics of a Quantum Well within a Schottky layer, Phys. Stat. Sol. (a), 1993, v.135, p.597-603.

237. Godbey D.J., JLill.V., Deppe J., Hobart K.D., Ge surface segregation*at low temperature during SiGe giowth by molecular beam epitaxy, Appl. Phys. Lett. 1994', v.65, p.711-713.

238. Gebel Т., Rebohle L., Skorupa W., Nasarov A.N., Osiyuk I.N., Lysenko V.S., Trapping of negative and positivc charges in Ge+ ion implanted silicon dioxide layer subjected to high-field electron injection, Appl. Phys. Lett. 2002, v.81, p.2575-2577.

239. I.V. Antonova, R.A. Soots, M.B.Guliaev, V.Ya.Prinz, M/S. Kagan, J. Kolodzey, Electrical passivation of Si/SiGe/Si^structures by 1-octadecene monolayers, Applt Phys. Let., 91, 102116, 2007.

240. Антонова И.В., Соотс P.A., Селезнев B.A., Принц В.Я. Электрическая пассивация поверхности кремния органическими монослоями Л-октадецена, ФТП, 41 (8), 1010-1016, 2007.

241. Antonova- I.V, Kaganх M.S., Obodnikov V.I., Troeger RiT., Ray S.K., Kolodzey J., Capacitance study of SiGe/Si heterostructures, Semicond. Sience and-Technology, 2005, v.20; pp 335-339.

242. Schamlz K., Yasievich I.N., Collart E.J., Gravesteijin D.J., Deep-Level Transient Spectroscopy Study*of Narrow SiGe Quantum Wells with highiGe content Phys. Rev. B, 1996, v.54, p.16799-16812.

243. Gad M.A., Evans-Freeman J.H., High Resolution ^Minority Carrier Transient Spectroscopy of Si/SiGe/Si Quantum Wells, J. Appl. Phys., 2002, v.92, p.5252-5254.

244. Souifi A., Bemond G., Benyattou Т., Guillot G., Characterization of Sii.xGex/Si (100) Heterostructures by Photoluminescence and* Admittance Spectroscopy, J. Vac. Sci. Technol., 1992, В10, p.2002-2007.

245. Zhang X., Unelind P., Kleverman Mi, Olajos J., Optical and Electrical Characterization of SiGe Layers for Vertical sub-100 nm MOS Transistor, Thin Solid Films, 1998; v.336, p.323-325.

246. Kim K., Kim H.S., Lee H.J., Point-Defect Associated Thermionic Hole Emission from Si/SiixGex/Si Quantum Well Structures, J.Solid State Electrochem., 1999; v.3, p.417-423.

247. Daami A.,.Zerrai A, Marchand J.J., Poortmans J., Bremond G., Electrical defect study inthin-film SiGe/Si solar cells, Mat. Sci. in Semicond. Proc., 2001, v.4, p.331-334.

248. Chretien O., Apetz R., Vescan L., Identification of Dislocations in n-Type Si/Sio.88Geo.22/Si Heterostructures Deep-Level Transient Spectroscopy, by Semicond. Sci. Technol., 1996, v.ll, p.1838-1842.

249. Markevich V.P., Peaker A.R., Murin L.I., Abrosimov N.V., Vacancy Oxygen Complex in Sii-xGex crystals, Appl. Phys. Lett., 2003, v.82, p.2652-2654.

250. Chung S.-Y., Jin N., Rice A.T., Berger P.R., Growth Temperature and Dopant Species Effects on Deep Levels in Si Grown by Low Temperature Molecular Beam Epitaxy, J. Appl. Phys., 2003, v.93, p.9104-1110.

251. Poss D., Determination of the free energy level of deep centers, with application to GaAs, Appl. Phys. Lett., 1980, v.1.37, p.413-415.

252. Schroter W., Cerva H., Interaction of point defects with dislocations in silicon and germanium: electrical and optical effects, Solid State Phenom., 2002. v.85&86, p.64-139.

253. Болховитянов Ю.Б., Пчеляков О.П., Чикичев С.И., Кремний германиевые эпитаксиальные пленки: физические основы получения напряженных и полностью релаксированных структур, Успехи Физических наук, 2001, т. 171, с,689-715.

254. Antonova I.V., Golik L.L., Kagan M.S., Polyakov V.I., Rukavischnikov A.I., Rossukanyi N.M. and Kolodzey J., Quantum well related conductivity and deep traps in SiGe/Si structures, Sol. State Phenomena, 2005, v.108&109 p.489-496.

255. Debbar N., Biswas D., Bhattacharya P., Conduction-band offsets in pseudomorphic InxGai. xAs/Alo.2Gao.8As quantum wells (0.07<x<0.18) measured by deep-level transient spectroscopy, Phys,Rev. B, 1989, v.40, p. 1058-1063 .

256. Zdansky K., Gorodynskyy V., Kosikova J., Rudra A., Kapon E., Fekete D., Deep level transient spectroscopy of Al^Gai-xAs/GaAs single-quantum-well lasers, Semicond. Sci. Technol., 2004, v.19, p. 897- 901.

257. Fanga Z.-Q. , Look D. C., Kim D. H., Adesida I., Traps in AIGaN/GaN/SiC heterostructures studied by deep level transient spectroscopy, Appl. Phys. Lett., 2005, v.87,182115.

258. Schmalz К., Yassievich I.N., Wang K.L., Thomas S.G., Localized-state band induced by В 8-doping in Si/Sii-^Ge^/Si quantum wells, Phys,Rev. B, 1998, v.57, 6579-6583.

259. Бир Г.Л., Пикус Г.Е., Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках, 1972, Наука, 584 с.

260. Antonova I.V, Gulyaev М.В., Skuratov V.A., Soots R.A, Obodnikov V.I., Misiuk A., Zaumseil P, Pressure- assisted lateral nanostructuring of the epitaxial silicon layers with SiGe quantum wells, Sol. State Phenomena, 2006, v. 114, p.291-296.

261. Griglione M., Anderson T.J., Haddara Y.M., Low M.E.,Jones K.S, Van den Bogaard A., Diffusion of Ge in SiGe/Si single quantum wells in inert and oxidizing ambient, J. Appl. Phys., 2000, v.88, p.1366-1372.

262. Sugii N., Thermal stability of the strained-Si/SiojGeo з heterostructure, J. Appl. Phys., 2001, v.89, p.6459-6463.

263. Zaumseil P, The influence of substitutional carbon on the Si/Ge interdiffusion studied by x-ray diffractometry at superlattice structures, J. Phys. D: Appl. Phys., 1999, v.32, p.A75-A80.

264. Gaiduk P.I., Hansen J.L., Larsen A.N., Nanovoids in MBE-grown SiGe allows implanted in situ with Ge+ ions, Phys. Rev. B, 2003, v. 67, p.235310.

265. Gaiduk P.I., Hansen J.L., Larsen A.N., Self-assembling nanovoids in 800-keV Ge-implanted SiGe multilayered structures, Phys. Rev. B, 2003, v. 67, p235311.

266. Nicolaysen S., Ganchenkova M.G., Nieminen R.M., Formation of the vacancies and divacancies in plane-stressed silicon, Solid State Phenomena, 2005, v.108&109, p.433-438.

267. Ganchenkova M.G., Borodin V.A., Nicolaysen S., Nieminen R.M., The effect of compound composition and strain on vacancies in Si/SiGe heterostructures, Solid State Phenomena, 2005, v.108&109, p.457-462.

268. Fink D., Chadderton L.T., Hoppe K., Fahrner W.R., Chandra A., Kiv A., Swift-heavy ion track electronics (SITE), Nucl. Inst. Meth. B, 2007, v. 261, P. 727-730.

269. D'Orleans C., Stoquert J.P., Estournes C., Cerruti C., Grob J.J., Guille J.L., Haas F., Muller D., Richard-Plouet M., Anisotropy of Co nanoparticles induced by swift heavy ions, Phys.Rew.B, 2003, v. 67, 20101.

270. Klaumunzer S., Modification of nanostructures by high energy ion beams, Nucl. Inst. Meth. B5 2006, v. 244, p. 1-7.

271. Chaughari P.S., Bhave Т. M., Pasricha R., Singh F., Kanjilal D., Bhoraskar S.V., Controlled growth of silicon nanocrystallites in silicon oxide matrix using 150 MeV Ag ion irradiation Nucl. Inst. Meth. B, 2005, v. 239, p. 185-190.

272. Arnoldbic W.M., Tomozeiu N., van Hattum E.D., Lof R.W., Vredenberg A.M., and Habraken F.H.P.M., High-energy ion-beam-induced phase separation in SiOx films, Physical Review B, 2005, v.71, 125329.

273. Chaughari P.S., Bhave Т. M., Kanjilal D., Bhoraskar S.V., Swift heavy ion induced growth of nanocrystalline silicon in silicon oxide, J. Appl. Phys., 2003, v. 93, p. 3486-3489.

274. Van Dillen Т., Polman A., Onck P.R., Van der Giessen E., Anisotropic plastic deformation by viscous flow in ion tracks, Phys. Rev. B, 2005, v.71, 024103.

275. Van Dillen Т., de Dood M.J.A., Penninkhof J.J., Polman A., Roorda S., Vredenberg A.M, Ion beam-induced anisotropic plastic deformation of silicon microstructures, Appl. Phys. Lett., 2004, v.84, p.3591-3593.

276. Penninkhof J.J., Polman A., Sweatlock L.A., Maier S.A., Atwater H.A., Vredenberg A.M., Mega-electron-volt ion beam induced anisotropic plasmon resonance of silver nanocrystals in glass, Appl. Phys. Lett. 2003, v.83, p.4137-4139.

277. Shimizu-Iwayama Т., Nakao S., Saitoh K., Visible photoluminescence in Si+-implanted thermal oxide films on crystalline Si, Appl.Phys.Lett., 1994, v.65, p.l814-1816.

278. Khomenkova L,, Korsunska N., Yukhimchuk V., Jumayev В., Torchynska Т., Hernandez A.V., Many A., Goldstein Y., Savir E., Jedzejewski J., Nature of visible luminecsence and its exitation in Si-SiOx system, J. Luminescence, 2003, v.102-103, p.705-711.

279. Antonova I.V., Gulyaev М.В., Yanovitskaya Z.S., Goldstein Y., Dependence of charge trapped' on nanocrystals and electron transport on excess Si in silicon -rich SiC>2, 2007, AIP Conference proceedings 893 Physics of Semiconductors, p 785 -786.

280. Antonova I.V., Gulyaev M.B., Savir E., Jedrzejewski J., Balberg I., Charge storage, photoluminescence and cluster statistics in ensembles of Si quantum dots, Phys. Rev.B; 2008, v.77, 125318.

281. Шкловский В.И., Эфрос A.JL, Электронные свойства легированных полупроводников (М.,.Наука, 1979).

282. Фрицше X. Аморфный кремний и родственные материалы (М., Мир, 1991). ■ •

283. Stauffer D. and Aharony A., Introduction to Percolation Theory (Taylor- and Francis, London, 1992).

284. Balberg I., Savir E., Jedrzejewski-J., Nassiopoulou-A. G. and Gardelis S.', Fundamental transport processes in ensembles of silicon quantum dots, Phys. Rev. B, 2007, v.75, 235329.

285. Moskalenko A.S., Beracdar-J., Procofiev A.A., Yassievich I.N:, Single particle states in spherical Si/Si02 quantum dot, Phys.Rev.B, 2007, v.76, 085427.

286. Jambois C., Rinnert H., Devaux X., Vergnat M., Photo luminescence and electroluminescence of« size-controlled silicon nanocrystallites embedded in Si02 thin films, J. Appl. Phys. 2005, v.98, 046105.

287. Sa'ar A., Reichman Y., Dovrat M., Krapf D., Jedrzejewski J., Balberg I., Resonant-Coupling between Surface Vibration and Electronic States in Silicon Nanocrystals at the Strong Confinement Regime, Nano Lett., 2005, v.5, p.2443-2447.

288. Delerue C., Allan G., LAnnoo M., Theoretical aspect of the luminescence of porous silicon, Phys.Rev.B, 1993, v.48, p.l 1024-11036

289. Антонова И.В., Шаймеев C.C., Смагулова C.A., Трансформация при отжиге электрически активных дефектов в. кремнии, имплантированном ионами высоких энергий, ФТП, 2006, т.40, в.5, с.557-562.

290. Meftah A., Phys. Rev. Let., Swift heavy ions in magnetic insulators: A damage-crosssection velocity effect, 1993, v. 48, p. 920-925.

291. Toulemonde M., Dufour Ch., Methah A., Paumier E., Transient thermal processes in heavy ion irradiation of crystalline, inorganic insulators, Nucl. Inst. Meth. B, 2000, v.166-167, p.903-912.

292. Methah A., Brisard F., Costantini J.M., Dooryhee E., Hage-Ali M., Hervieu M., Stoguert J.P., Studer F., Toulemonde M., Phys. Rev Let., Track formation in SiC>2 quartz and' the thermal-spike mechanism, 1994, v.49, 12457.

293. Antonova I.V., Gulyaev M.B., Savir E., Jedrzejewski J., Balberg I., Modification of Si nanocrystallites embedded in a dielectric matrix by high energy ion,irradiation, Phys. Rev.B, 2008, v.77, 125318.^

294. Bitten J.S., Lawis N.S., Atwater H.A., Polman A., Size-dependent oxygen-related electronic states in silicon nanocrystals, Appl. Phys. Lett., 2004, v. 84, p.5389-5391.

295. Качурин Г.Ф., Реболе Jl., Скорупа В., Янков Р.А., Тысяченко И.Е., Фреб Х., Беме Т.,. Лео К., Коротковолновая фотолюминесценция слоев SiC>2, имплантированных большими дозами ионов Si, Ge, и Аг, ФТП, 1998, т. 32, с.439-444.

296. Rizza G., Ramjauni Y., Gacoin Т., Vieille L., Henry S.,. Chemically synthesized gold nanoparticles embedded in a Si02 matrix: A model system to give insights into nucleation and growth under irradiation, Phys. Rev., B, 2007, v.76,245414.

297. Rizza G., Chevery H., Gacoin Т., Lamasson A., Henry S., Ion beam irradiation of embedded nanoparticles: Toward an in situ control of size and spatial distribution, J. Appl. Phys., 2007, v.101, 014321.

298. Antonova I.V., Gulyaev M.B., Yanovitskaya Z.S., Goldstein Y., Dependence of charge trapped on nanocrystals and electron transport on excess Si in silicon -rich SiC>2, AIP Conference proceedings 893 Physics of Semiconductors, 2007, p 785 -786.

299. Naumova O.V., Y.V.Nastaushev, S.N.Svetasheva, L.V.Sokolov, N.D.Zakharov, T.A.Gavrilova, F.N.Dultsev, A.L.Aseev, Molecular-beam epitaxy-grown Si whisker structures: morphological, optical and electrical properties, Nanotechnology, 2008, v.19,225708.

300. Antonova I.V., Kagan M.S., Cherkov A.G., Skuratov V.A., Jedrzejewski J., Balberg I.,1.w-dimensionabeffects in a three-dimensional system of Si quantum dots modified by high-energy ion irradiation, Nanotechnology, 2009, v.20, 18540Г.

301. Yu L.W., Chen K.J:, Wu L.C., Dai M., Li W., Huang X.F., Collective behavior of single electron effects in a single layer Si quantum dot array at room temperature, Phys. Rev., B, 2005, v.71,245305.

302. Kou D.M., Guo G.Y., Yia-Chung Chang, Tunneling current through a quantum,dot array , Appl. Phys. Lett, 2001, v.79, 3851.

303. Shi J., Wu L., Huang X., Liu J., Ma Z., Li W,. Li X., Xu J., Wu D., Li A., and Chen K. Electron and hole charging effect of nanocrystalline silicon in double-oxide barrier structure, Solid State Commun, B, 2002, v. 123, p.437-441.

304. Wu L., Dai M., Huang X., Li W., Chen K., Size-dependent resonant tunneling and storing of electrons in a nanocrystalline silicon floating-gate double-barrier structure, J.Vac. Sci. Technol. B* 2004, v.22, p.678-681.

305. Mathiot D., Schunck J. P., Perego M., Fanciulli M., NormandP., Tsamis C., Tsoukalas D.,30 28

306. Silicon self-diffusivity measurement in thermal SiC>2 by Si/ Si isotopic exchange, J. Appl. Phys., 2003, v.94, 2136-2138.

307. Tsoukalas D., Tsamis C., Normand P., Dififusivity measurements of silicon in silicon dioxide layers using isotopically pure materialJ. Appl. Phys. 2001, v. 89, p. 7809 7813:

308. Takahashi Т., Fukatsu S., Itoh К., M., Uematsu M., Fujiwara A., Kageshima H., Takahashi Y., Shiraishi K., Self-diffusion of Si in thermally grown SiCb under equilibrium conditions, J. Appl. Phys. 2003, v. 93, p. 3674-3676.

309. EagleshamD. Dopants, defects, and diffusion, Phys.Wold, 1995, n.ll, p.41-45.

310. Физические свойства. Свойства элементов (ч. 1). Справочник, под ред. В. Самсонова (М., Металлургия, 1976).

311. De Almeida R.M.C., Goncalves S., Baumvol J.R., Stediler F.C., Dynamics of Thermal Growth of Silicon Oxide films on Si, Phys. Rev., B, 2000, v.6i; p. 12992-12999.

312. Александров O.B., Дусь А.И. Модель термического окисления на кремния фронте на фронте объемной реакции; ФТП, 2008, т.42, в. 11, с. 1400 1406.

313. Muller Т., Heining K.-H.!, Moller W., Size and location control of Si nanocrystals at ion beam synthesis in thin Si02 films, Appl. Phys. Lett., 2002, v.81, p. 3049-3051.

314. Klaumunzer S., Plastic Flow of Amorphous Materials During Ion Bombardment, in Multiscale Phenomena in Plasticity, edited by J. Lepinoux et al., NATO Science Series E, v. 367, (Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2000), p. 451-450.

315. Penninkhof J.J., Van Dillen Т., Roorda S., Graf C., van Blaaderen A., Vredenberg A.M , Polman A., Anisotropic deformation of metallo dielectric core — shell colloids under MeV irradiation, Nucl. Instr. Meth. B, 2006, v.242; 523 529.

316. Schmidt В., Mucklich A., Rontzsch L., Heining K.-H., How do High energy ions shape Ge nanoparticle embeded into Si02?, Nucl. Instr. Meth. B, 2007, v.257, p.30-32.

317. Schmidt В., Heining K.-H., Mucklich A., Akhmadaliev C., Swift-heavy-ion-induced shaping of spherical nanoparticales into disks and rods, Abstracts of Int. Conf. on Ion Beam Modification of Materials, 2008, p. 101.

318. Mishna Y.K., Singh F., Avashthi K., Pivin J,C., Malinovska D., Pippel E., Syntensis ofelonged Au nanoparticles in silica matrix by ion irradiation, Appl.Phys. Lett. 2007, v.91,063103.

319. Ramjauny Y., Rizza G., Gacoin Т., Steady-state size of embedded Au nanoparticles irradiated with MeV ions, Abstracts of Int. Conf. on Ion Beam Modification of Materials, 2008, p.359.

320. Dawi E., Rizza G., Vredenberg A., Ion Beam Deformation of 50 and 80 nm coiloids under 54 and 48 Ag irradiation, Abstracts of Int. Conf. on Ion Beam Modification of Materials, 2008, p.361.