Массоперенос в полупроводниковых материалах с участием жидкой фазы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

Саланов Андрей Александрович

Массоперенос в полупроводниковых материалах с участием жидкой фазы

Специальность 01.04.10 «Физика полупроводников»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Работа выполнена на кафедре физики и технологии интегральных микросхем в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ульяновский государственный университет

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Орлов Анатолий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Насибов Александр Сергеевич

доктор физико-математических наук, доцент

Светухин Вячеслав Викторович

Ведущая организация: Ульяновское отделение института

радиотехники и электроники Российской Академии Наук

Защита состоится < ' » января 2005 г. в. / С _часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.278.01 при Ульяновском государственном университете по адресу: г. Ульяновск, Набережная р. Свияги, ауд.701.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ульяновского государственного университета.

Автореферат разослан « ? » декабря 2004 г.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 432970, г.Ульяновск, ул. Л.Толстого, д..42, УлГУ, научная часть.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук

О.Ю. Сабитов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Вопросы, связанные с дефектами в полупроводниковых структурах, имеют исключительную важность, поскольку данные объекты являются одной из основных причин неконтролируемых отклонений параметров приборов. К числу таких дефектов, прежде всего, стоит отнести включения вторых фаз, несущих большую ответственность за деградацию полупроводниковых микросхем и выход готовой продукции.

Причиной возникновения расплавленных включений вторых фаз может служить как концентрационное переохлаждение на фронте кристаллизации при выращивании сильнолегированных монокристаллов, так и распад пересыщенных твердых растворов в процессе высокотемпературных обработок.

Объемные дефекты в полупроводниках всегда сопряжены с появлением большого числа линейных и точечных дефектов, влияющих на электрофизические свойства кристалла.

Совокупность отмеченных факторов определяет ускоренную деградацию межсоединений [1,2], во многом связанную с направленным массопереносом в поле как постоянного, так и импульсного тока, а в критических режимах работы {]~1010 А/и2) - возникновением подвижных оплавленных зон. Расплавленные области сворачиваются в капли и вытесняются током.

Перемещение зоны может происходить как в объеме, так и по поверхности полупроводникового кристалла. Основными движущими механизмами являются электроперенос частиц полупроводника в объеме расплавленного включения и термоэлектрические эффекты на границе полупроводниковой матрицы с расплавом. Присутствие температурных градиентов, скоплений всевозможных дефектов и неконтролируемое перераспределение тепла в контактирующих фазах в процессе токовых нагрузок значительно ускоряют образование вторых фаз и их направленный массоперенос. В то же время транспорту дефектов при одновременном присутствии электрических и тепловых полей уделяется недостаточное внимание.

Поэтому исследование всего комплекса высокотемпературных электротранспортных процессов в полупроводниковых структурах с момента нагрева системы и до процессов направленной миграции расплавленных включений вторых фаз является актуальной научной задачей и имеет большое практическое значение.

Целью работы является комплексный анализ массопереноса примеси в монокристаллических полупроводниковых материалах с участием жидкой фазы во внешних возбуждающих полях. Экспериментальному рассмотрению подлежит как непосредственное исследование динамики миграции расплавленных включений на основе металлов, так и все аспекты и механизмы, вызывающие данное перемещение.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: исследование массопереноса с участием расплавленных включений на основе металлов в элементарных и сложных полупроводниковых монокристаллах как в постоянных или импульсных электрических полях, так и при совместном действии с осевым температурным полем;

анализ протекания деградационных процессов, развивающихся в тонкопленочных дорожках металлизации при прохождении одиночных токовых импульсов высокой плотности;

измерение термоэлектрических параметров исследуемых полупроводниковых материалов.

Научная новизна диссертационной работы:

1. Детально проанализирован массоперенос с участием расплавленных включений на основе металлов в некоторых элементарных и сложных полупроводниках. Впервые выявлен аддитивный вклад всех составляющих массопереноса: термо-эдс, электропереноса, температурного градиента. Численно рассчитаны параметры электро- и термомиграции, определяющие перемещение включений.

2. Используя импульсные электрические поля, исключающие вклад электропереноса компонентов расплава, установлен механизм, определяющий

миграцию расплавленных включений в постоянном электрическом поле. Установлено увеличение скорости перемещения расплавленных зон по мере роста скважности токовых импульсов, связанное с возрастанием вклада теплоты Пельтье в общий баланс движущих включение сил и одновременным снижением вклада электропереноса.

3. Для двухфазных сплавов металл-полупроводник разработана методика определения термоэлектрических параметров контактирующих фаз. Апробация методики осуществлена в широком температурном интервале на примере бинарных сплавов GaSb - Sn и Те - (Ag, Ы, Bi). Установлено, что в диапазоне температур от комнатной до температуры плавления коэффициент Зеебека теллура, предельно насыщенного индием, практически не отличается от особо чистого Те, в то время как присутствие даже незначительных количеств Ag и Bi приводит не только к большим численным изменениям термо-эдс, но и к инверсии типа проводимости.

Практическая значимость работы:

1. Проведенные исследования миграционной способности включений второй фазы позволили численно определить важнейшие параметры, обуславливающие электродеградационную стойкость структур полупроводник-металл: энергию активации перемещения включений, эффективный заряд полупроводника, растворенного в объеме включения, и его коэффициент диффузии, константу скорости растворения-кристаллизации.

2. Предложен метод выявления безопасных пределов токовой нагрузки на структуры металлизации путем контроля изменения падения напряжения на требуемом участке проводника. Представленная информация впервые позволяет точно выявить последовательность процессов, приводящих к полной деградации контактных областей металл-полупроводник при локальных перегревах структур.

3. Разработана методика выделения термоэлектрических параметров сопутствующих фаз в бинарных сплавах из их температурных зависимостей термо-эдс.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Скорость электростимулированного движения расплавленных включений на основе металлов в монокристаллических полупроводниках линейно зависит от их размера. В качестве движущих сил подобного перемещения выступают электроперенос полупроводника в объеме включения и выделение (поглощение) теплоты Пельтье на межфазных границах включения с полупроводниковой матрицей, причем вклад последней по мере увеличения размера включения (£) для исследуемых систем возрастает и при определенных £ становиться доминирующим.

2. Скорость электростимулированного движения расплавленных включений в неоднородном температурном поле представлена аддитивными вкладами от присутствующих возмущающих полей. Это позволяет рассчитать основные параметры электро- и термомиграции.

3. Динамика перемещения включений второй фазы изменяется при переходе от постоянного к импульсному электрическому воздействию. Увеличение скважности импульсов приводит к возрастанию вклада теплоты Пельтье в общий баланс движущих включение сил и одновременному снижению вклада электропереноса.

4. Деградационные процессы в структуре Al-Si при импульсном токовом возмущении обусловлены активно протекающими процессами фазообра-зования, к числу которых относятся контактное плавление и оплавления металла на поверхности Si.

Максимальная длительность токового воздействия т, предшествующего этапам разрушения металлизации, связана с величиной плотности токад как

5. Термоэлектрические свойства двухфазных бинарных сплавов металл-полупроводник, независимо от агрегатного (жидкого или твердого) состояния, определяются долевым соотношением присутствующих фаз. На основании предложенной методики расчета впервые определены температурные за-

висимости термо-эдс (а) фаз, присутствующих при нагреве исследуемых бинарных сплавов.

Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы в 10 печатных работах и доложены на: Международной конференции «Оптика, опто-электроника и технологии», Ульяновск, 2002; Девятой всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, Красноярск, 2003; Пятой международной конференции «Оптика, оптоэлектроника и технологии», Ульяновск, 2003; Шестой международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», Сочи, 2004.

Работа неоднократно докладывалась на конференциях студентов и аспирантов, научных семинарах физико-технического факультета Ульяновского государственного университета.

Личный вклад. Основные теоретические положения представленной работы разработаны совместно с д.т.н. Орловым A.M. и к.ф.-м.н. Скворцовым А.А. Постановка и проведение экспериментов по теме диссертации, а также все аналитические расчеты проделаны автором самостоятельно.

Достоверность результатов. Достоверность полученных результатов обеспечивалась применением серийно выпускаемой измерительной аппаратуры, стандартных методик, согласованностью полученных результатов с данными других независимых групп исследователей. Результаты всех основных исследований обсуждались на всероссийских и международных конференциях.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 4 статьи и 6 тезисов докладов на научных конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 137 с, включая 54 рисунка, 5 таблиц, 143 наименования литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы, определены цели и задачи исследования, а также сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава является обзорной. В ней рассмотрены возможные ситуации возникновения включений второй фазы в конденсированных средах. Особое внимание уделено полупроводниковым материалам, активно используемым в современной микроэлектронике.

Подробно рассмотрены механизмы формирования и перемещения включений второй фазы как по поверхности, так и в объеме монокристаллов в различных возмущающих полях. Обращено внимание на определяющие перемещение диффузионные потоки вещества матрицы как через объем расплавленной зоны или по ее поверхности, так и в теле самого кристалла. Природа подобного переноса вещества связана с особенностями возмущающих воздействий электрических и тепловых полей.

Наиболее подробно рассмотрено влияние электрического поля на подвижность включений. Показано, что рассматривая электромиграцию жидких зон можно выделить два основных момента, первый из которых связан с электропереносом частиц полупроводника через объем расплавленной зоны, второй - с выделением и поглощением теплоты Пельтье на передней и задней стенках включения, соответственно.

Вторая глава посвящена экспериментальному исследованию миграционной способности расплавленных включений на основе металлов в полупроводниковых монокристаллах в различных возмущающих полях.

Рассмотрена электромиграция жидких включений на основе металлов в монокристаллическом кремнии и антимониде галлия. Линейность полученных размерных зависимостей удельной скорости миграции W/j включений при протекании постоянного электрического тока плотностью j позволила использовать для обработки теоретические выражения [3]:

¡2ЛкТ

в случае кинетических или диффузионных затруднений соответственно. Здесь /3

W/j-10-'4,M3/(A-c) 60

- константа скорости плавления-кристаллизации; Р — коэффициент Пельтье перехода кристалл-расплав; V

- удельный объем расплава; С > D -равновесная концентрация и коэффициент диффузии молекул полупроводника в расплаве; NA - число Авогадро; я- толшина диффузионного слоя у межфазной границы; р — удельное сопротивление расплава; е — элементарный заряд; к - постоянная Больцмана; Г

- температура; L - теплота перехода единицы объема твердой фазы в расплав; X - теплопроводность расплава.

Экспериментальные данные по исследуемым системам (Al-Si и GaSb-Sn) находятся в полном согласии с теорией, если в (1) и (2) Р положить отрицательным, а Z* - положительным. Для системы Al-Si, используя уравнение (1), по экспериментальным зависимостям = f(£) рассчитали константу скорости растворения-кристаллизации J3— 4,5-10"4 м/с и эффективный заряд атомов полупроводника, растворенного во включении Z* = 0,4.

В случае перемещения включений GaSb-Sn контролирующая стадия была оценена по активационному барьеру Е, преодолеваемому включением в процессе своего перемещения в монокристаллической матрице. Полученные значения

, мкл

Рис. 1. Размерная зависимость удельной скорости миграции расплавленных зон ОаЗЬ-Бп в монокристаллах антимонида галлия при различных температурах. 1 -Т=853 К; 2 - 873 К; 3 - 913 К.

Е для всего диапазона исследуемых £ свидетельствуют о том, что перемещение большинства анализируемых включений происходит в переходной диффузионно-кинетической области с сильно ослабленным диффузионным контролем. Для расчета по уравнению (1) использовали полученные в главе 3 значения Р.

Таблица 1

Расчетные данные по электромиграции включений расплава СавЬ-вп в обь-

сме монокристалла GaSb

Параметр Размерность Темепература

853 К 873 К 913 К

Р, Ю-3 В -73 -62 -53

Д Ю-3 ule 0,58 2,6 8,8

z\ ю-3 - 48 49 58

Важной особенностью представленных результатов является отчетливое проявление взаимно компенсирующих вкладов, связанных с Р и Z*. Действительно, как и для системы Al-Si, выделение (поглощение) на границах включения теплоты Пельтье побуждает его перемещаться к катоду. Электроперенос, однако, действует в противоположном направлении, поскольку со стороны катода расплав обогащается частицами полупроводника (Z*>0), а со стороны анода - обедняется.

На примере системы Ag-Te рассмотрена электромиграция расплавленных включений в монокристаллическом теллуре в присутствии осевого температурного градиента. Вопреки чисто электрическому воздействию, включения всегда перемещались от стартовой позиции к обоим электродам с четко фиксируемой размерной зависимостью. При этом глубина их проникновения в направлении положительного электрода1 всегда была наибольшей. Это свидетельствует о взаимном влиянии рассматриваемых полей с доминирующей ролью температурных градиентов на транспорт включений. Результирующая скорость перемещения в каждом из стыкующихся образцов должна определяться аддитивным вкладом температурных и электрических полей, что позволяет провести ее разложение на данные составляющие. При их анализе еле-

1 Скорость включений при электростимулированном движении считается положительной, если они перемещаются вдоль силовых линий электрического поля

дует учитывать, что размерная зависимость скорости миграции в образце с осевым температурным градиентом должна проявляться только в системах, контролируемых процессами плавления-кристаллизации на межфазных границах:

(3)

где Р'- кинетический коэффициент кристаллизации, в то время как при диффузионном контроле Жьт является величиной постоянной, не зависящей от £ [4]:

(4)

Здесь % - термодиффузионное отношение, ^ — (Яп—Л)/(2Л0+Л), где А.о -теплопроводность матрицы.

Таблица 2

Расчетные данные по миграции расплавленных включений А«-Те в _монокристаллическом Те при 360 ° С_

Миграция включений в температурном градиенте Миграция включений в электрическом сале

_/ = 5.7-10 А/м*

Параметр Размерность Значение Параметр Размерность Значение

Р.Ю"3 В -147±10

10"6 м/(с-К) 2,9 ±0,1

г* - 0,08±0,05

А К)"* м^/с 5,8 ± 3,7 м2/с

А 10"9 0,99 ±0,05

Химический состав включений при Т= 360 "С: 29 ат.% Ag+71 ат.%Те

Экспериментальная же составляющая удовлетворяет аддитивной сумме (3) и (4), что указывает на переходную область диффузионно-кинетического контроля и позволяет рассчитать Б и /?' (табл.2). Анализ W,• (I) производили по

(2), где значение Р также определялось в главе 3.

Используя методику, предложенную авторами [5], путем перехода к импульсному токовому воздействию можно исключить или заметно ослабить влияние одной из составляющих вынуждающей силы электромиграции, что было рассмотрено нами на примере системы А1-81

Установлено, что увеличение скважности импульсного воздействия приводит к возрастанию вклада теплоты Пельтье в общий баланс движущих сил. Подавление вклада электропереноса приводит к концентрационному перерас-

Ж^-ВУТ.

пределению компонентов как в твердой, так и в жидкой фазах в пограничных с кристаллом областях. Это сказывается на величине Р, что и обеспечивает при переходе к импульсному электрическому воздействию не параллельный перенос прямой, описывающей электромиграцию в постоянном электрическом поле, а изменение углового коэффициента зависимости.

Рассмотренные выше проблемы касаются лишь прохождения тока через объем полупроводниковой матрицы с включениями вторых фаз. Между тем в реальных полупроводниковых структурах токоподвод всегда осуществляется через металлизированные контактные площадки, деградационная стойкость которых определяет долговечность подобных приборов. Учитывая это, нами были проведены исследования тепловых режимов рассматриваемых контактных зон при воздействии одиночных токовых импульсов высокой плотности.

Суть методики эксперимента заключалась в наблюдении за динамикой изменения сопротивления дорожки алюминиевой металлизации в процессе прохождения токового импульса амплитудой /о. Зная геометрические размеры дорожки и физические свойства материала металлизации, по осциллограммам включения восстанавливали тепловой режим работы исследуемой структуры. О происходящих в системе изменениях в пределах токового импульса судили по Лдинамике температуры алюминиевой пленки, связанной с параметрами полупроводниковой матрицы уравнением:

Здесь 5 — площадь теплопередачи контакта металл-полупроводник, Я - сопротивление дорожки металлизации, С, - теплоемкость, а1 — температуропроводность и й - плотность кремния, АТ@=0)=0. Черта над соответствующим символом означает среднеинтегральное по температуре его значение. Предсказываемая зависимость хорошо согласуется с экспериментом пока./ не достигают кри-

(5)

тических значении , на что указывает монотонность экспериментальных осциллограмм (1, рис.2). Увеличениеj приводит к образованию прослойки жидкой фазы на границе раздела Al-Si при превышении эвтектической температуры

U(t) В

Рис.2. Вид осциллограмм включения при прохождении одиночного токового импульса длительностью 1=500 мкс и амплитудой:

1 -4.5-Ю10 А/м2;

2 - 5.0-Ю10 А/м2 (контактное плавление без оплавления А1);

3 - 5.6-Ю10 А/мг (с оплавлением А1).

Расстояние между потенциальными зондами 3,5 мм, толпгина алюминиевой пленки 3 мкм.

О 100 200 300 400 500 600 1,1 О"6 с

Регистрируемые при этом осциллограммы позволяют не только определить временные рамки деградационных процессов при прохождении импульса, но и

разделить контактное плавление и полное оплавление пленки

металла (Т>

Локальное расплавление структуры происходит при достижении на этом участке температуры плавления металла {Тт ) и сопровождается резким увеличением потенциала Щ,1) (3, рис.2), связанным с различием электросопротивления твердого (р8) и жидкого алюминия (рь =2,2-р„), в то время как контактное плавление выражается снижением Щ,,) и проявляется при более низких у (2, рис.2).

1К критической плотности токау» будем относить такую плотность, при которой начинаются необратимые раз-

рушения в системе металл-полупроводник и слоях металлизации (контактное плавление, оплавление, обрывы и

т.д.) в процессе прохождения импульса тока.

Таким образом, осциллографический метод в сочетании с тестовыми структурами позволяет четко фиксировать величину критической плотности тока при различных т. Её значение легко может быть численно определено по уравнению 5, если известна температура необратимого разрушения:

здесь Ь, к- ширина и толщина металлической пленки. Видно, что зависимость критической плотности тока/* от длительности импульса должна укладываться на прямую в координатах jk - 1/л/т, что подтверждается экспериментом.

Прохождение большого токового импульса по дорожке металлизации провоцирует тепловой удар в прилегающем слое кремния, сопровождающийся образованием линейных дефектов в области максимальных градиентов (~107 К/см), о чем свидетельствует наличие многочисленных ямок травления в данной области. Генерируемые напряжения также провоцирует массоперенос, однако, выступают лишь в качестве сопутствующих основным вынуждающим перемещение силам на основе электропереноса и теплоты Пельтье. Для выявления всей совокупности доминирующих параметров массопереноса требуются независимые исследования термоэлектрических свойств контактирующих при миграции фаз. Это позволит численно рассчитать все параметры, определяющие динамику перемещения.

Третья глава посвящена исследованию термоэлектрических параметров бинарных сплавов полупроводник-металл. Как уже отмечалось, одним из сдерживающих изучение механизмов деградации полупроводниковых структур факторов является отсутствие информации по термоэлектрическим свойствам элементарных и сложных полупроводниковых систем металл-полупроводник, к числу которых прежде всего следует отнести некоторые соединения 8Ь (ан-тимониды) и Те (теллуриды). Приведенная в главе 3 информация для некоторых полупроводниковых структур (ва8Ь-8п, ^-Те, 1п-Те и ВьТе) пытается заполнить этот пробел.

Измерение температурных зависимостей термо-эдс (а) сплавов производилось контактным методом на разработанном автоматизированном программно-аппаратном комплексе.

Исследование а сплавов GaSb-Sn производилось в температурном диапазоне Г=20...800°С как для различного содержания металла (20...80 aT.%Sn), так и для чистого олова.

В области 20...100 °С термо-эдс всех сплавов имеют величину ~ 1. ..3 мкВ/К и совпадают в пределах погрешности. При повышении температуры наблюдается экстремальный ход зависимости с минимумом в области 550...650 °С, причем амплитуда экстремума возрастает с увеличением доли олова до - 43 мкВ/К для сплава с 80 aT.%Sn.

Общая термо-эдс сплавов как в твердом, так и жидком состояниях определяется прежде всего термоэлектрическими свойствами металла. Доминирующее влияние полупро-

900 800 700 600 Т, К

р _I_I_I_I_r п , водника проявляется лишь в

области высоких температур, где подобно чистому GaSb наблюдаются экстремальные всплески термо-эдс, причем протяженность данных участков уменьшается с увеличением доли олова в сплаве.

Особо следует отметить, что резкие экстремальные изменения а происходят при температурах выше линии ликвидус диаграммы со-

Рис.3. Зависимость абсолютной термо-эдс жидкой фазы состава линии ликвидус (1) и коэффициента Пельтье перехода кристалл-расплав (2) от содержания олова в расплаве ОавЬ-Бп. Химические составы расплавленных фаз связаны с температурной осью линией ликвидус диаграммы состояния.

стояния ва8Ь-8п, что свидетельствует о протекании в расплаве определенных структурных изменений. Для системы ва8Ь-8п подобное поведение обнаружено впервые и требует дополнительного исследования.

Для вскрытия роли термоэлектродвижущих сил в механизме миграции капель особый интерес представляют термо-эдс твердой (а8) и сопряженной с ней жидкой фазы (аД поскольку именно они отвечают за термоэлектрический вклад в электромиграцию: Р=Т(а5-аг). Численное значение аг для вытесняемого током включения при фиксированной Т оценивалось по найденным значениям 1, рисунка 3, а а5 для ва8Ь - по литературным данным.

В главе 3 также представлены экспериментальные результаты измерения абсолютной термо-эдс заэвтектических сплавов теллура с 1п и Вь

Термо-эдс особо чистого теллура меняется по сложному закону с проявлением двух экстремальных участков в области 50... 100 °С и 300...400 иС, что хорошо согласуется с известными литературными данными.

Присутствие А радикально меняет термоэлектрические свойства теллура, изменяя его тип проводимости на

р, 1/см3

10"

101'

10"

0,0

0,1

0,2 УВ\ ат.%

дырочный во всем исследуемом температурном диапазоне. При этом а(7) снижается с увеличением содержания серебра в сплаве. Подобные изменения связаны лишь с фазовым перераспределением в пользу расплава (Т>ТШ) или теллурида серебра (Т<Теи), поскольку анализируемые сплавы представлены двухфазными смесями, а при

Рис.4. Зависимость концентрации дырок

любой фиксированной Т химические

В1-Те при Т= 300 К. Теллур ОСЧ обладает электронной проводимостью (п = 6,0-Ю16 см'3).

составы сопряженных фаз постоянны. Это позволяет вычислить а контактирующих фаз, а по ним и коэффициент Пельтье межфазной границы кристалла с расплавом.

В отличие от электрическая эффективность индия в теллуре оказалась несравненно ниже. При сохранении присущей теллуру общей тенденции а(7) наблюдается монотонное возрастание данного параметра исследуемых сплавов по мере увеличения легирующей примеси. Необычайно большие изменения термо-эдс исследуемой системы происходят благодаря появлению включений второй фазы, представленной высокоэффективным по а химическим соединением Ы2Те5. Убедительность этих утверждений подтверждает характер полученной аз теллура, предельно насыщенного индием, термоэлектрические свойства которого практически ничем не отличаются от аналогичных свойств Те особой чистоты.

Что касается последней из исследуемых нами примесей (В1) в теллуре, то её электрическая активность оказалась самой высокой. При содержании висмута в одну тысячную долю процента знак термо-эдс изменялся на положительный во всем температурном диапазоне существования твердой фазы.

Отличительной особенностью этой примеси является немонотонность изменения термо-эдс Те от содержания В1. Так на зависимости а сплавов от содержания металла при г=сош1 наблюдается максимум. Первоначальный рост термо-эдс связан с легирующим действием вводимой примеси В1, увеличивающей дефицит электронов, а последующее ее снижение - с влиянием второй фазы, обладающей электронным типом проводимости. Положение подобного максимума подтверждается определенной с помощью холловских измерений величиной предельной растворимости висмута в теллуре при Т= 20 °С (0,1 ат.% В1), определяемой стабилизацией концентрации генерируемых при легировании носителей тока (рис.4).

Найденные значения аз и щ, были использованы для оценки Р. Положительный знак коэффициента Пельтье свидетельствует о выделении теплоты на межфазной границе при протекании электрического тока из твердой фазы в расплав. Так что при исследовании миграции расплавленных включений на основе висмута в кристаллическом теллуре следует ожидать их перемещения в сторону

положительного электрода при определяющем контроле термоэлектрических сил над электропереносом.

Определение Р по соответствующим значениям as и aL дает приемлемые результаты в случае таких фазовых переходов, когда при одной температуре происходит скачек термо-эдс. В случае теллура распад структурных элементов кристаллической решетки происходит в некотором температурном диапазоне вблизи его температуры плавления, что определяет гладкость температурной зависимости а(7) при плавлении и является источником неконтролируемой ошибки при нахождении а контактирующих при плавлении фаз.

Для исключения из алгоритма расчета подобных нюансов проводились независимые измерения коэффициента Р по динамике кристаллизации сплавов

в постоянном электрическом поле. При обработке экспериментальных данных по динамике перемещения границы раздела кристалл-расплав учитывали, что скорость ее перемещения ео(() описывается уравнением [6]:

где в Е заложены как электрофизические параметры материала, так и неоднородность температурного поля. При протекании тока плотностьюр (ток - векторная величина) в установившемся режиме граница неподвижна. При резком изменении тока до нового значения у из-за изменившегося теплового режима межфазной границы начинается её активное смещение к одному из электродов, зависящее от выделения или поглощения теплоты Пельтье.

Сопоставляя используемые методы оценки Р можно заключить, что неконтролируемая ошибка первого метода, возникающая вследствие резкого снижения а(7) в области предплавления, исключалась при использовании динамики кристаллизации материала в электрическом поле, о чем свидетельствует меньшая погрешность (рис.5).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Изучено поведение расплавленных включений в элементарных и сложных полупроводниках в возмущающих электрических и тепловых полях. Установлено, что общей закономерностью процесса электромиграции примесных зон в 81, Те и ва8Ь является одновременная кристаллизация полупроводника из объема включения и растворение матрицы в расплавленной капле. Определяющими факторами процесса миграции являются электроперенос компонентов расплава, теплота Пельтье, выделяемая с разными знаками на переднем и заднем фронте включения, и осевой температурный градиент в зоне миграции.

2. На примере системы ^-Те выявлена аддитивность вкладов в массопе-ренос внешних сил, связанных с электрическими и тепловыми возмущениями. Это позволило рассчитать параметры электро- и термомиграции.

3. Используя импульсные электрические поля, исключающие вклад электропереноса компонентов расплава, установлен механизм, определяющий миграцию расплавленных включений в постоянном электрическом поле. Исследован переходный процесс перераспределения вклада электропереноса и теплоты Пельтье при изменении скважности токовых импульсов (/,). В частности, установлено увеличение скорости перемещения расплавленных зон по мере ростау,,

связанное с возрастанием вклада теплоты Пельтье в общий баланс движущих включение сил и одновременным снижением вклада электропереноса.

4. Установлены этапы деградации алюминиевой металлизации на кремниевых монокристаллических пластинах при прохождении одиночных токовых импульсов высокой плотности, связанные с контактным плавлением металл-полупроводник и расплавлением металла.

5. В результате исследования термоэлектрических свойств сплавов GaSb-Sn, (Ag, In, Bi)-Te показано, что величина термо-эдс в области существования двух фаз определяются долевым соотношением последних. На основе этого предложена методика и определены температурные зависимости термо-эдс присутствующих при нагреве сплавов фаз.

Список цитированной литературы

1. Tu K.N. Recent advances on electromigration in very-large-scale-mtegration of interconnects. // J. Appl. Phys. 2003, v.94, issue 9, p.5451-5473.

2. Gan C.L., Thompson C.V., Pey K.L., Choi W.K. Experimental characterization and modeling of the reliability of three-terminal dual-damascene Си interconnect trees. // J. Appl. Phys. 2003, v.94, issue 2, p.1222-12228.

3. Белащенко Д.К., Орлов A.M., Пархоменко В.И. Миграция жидких включений в монокристаллах AraBv. // Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1975, т.11, №10, С.1728-1732.

4. Гегузин Я.Е., Кривоглаз М.А Движение макроскопических включений в твердых телах. М.: Металлургия. 1971,344 с.

5. Ларионов И.Н., Ройзин Н.М., Ногин В.М., Аврасин Э.Т. О направлении перемещения расплавленного металла по поверхности германия и кремния под действием электрического тока. // ФТП 1967, т.1, №9, С. 1414-1420.

6. Белащенко Д.К., Орлов A.M., Орлова СП. О кристаллизации полупроводников в постоянном электрическом поле. // Теплофизика высоких температур. 1976, т.14, №3, С.580-585.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Скворцов А.А., Орлов А.М., Саланов А.А. Деградационные процессы в системе алюминий-кремний при импульсных электрических воздействиях. // ПЖТФ. 2001, т.27, вып.19, С.76-84.

2. Скворцов А.А., Саланов АА Электротранспорт расплавленных включений GaSb-Sn в монокристаллах антимонида галлия. // Ученые записки Ульяновского государственного университета. Сер. Физическая. 2002, вып.2 (13), С.50-55.

3. Скворцов АА., Саланов АА Электромиграционные процессы в системе GaSb-Sn. // Труды международной конференции «Оптика, оптоэлектрони-ка и технологии». Ульяновск, 2002, С. 145.

4. Саланов А.А., Скворцов А.А. // Электростимулированный транспорт жидкой фазы в системе GaSb-Sn. // Девятая всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых. Красноярск, 2003, С.696-697.

5. Орлов А.М., Скворцов АА, Саланов А.А., Шабанов В.Е. Кристаллизация Те в постоянном электрическом поле. // Труды V международной конференции «Оптика, оптоэлектроника и технологии». Ульяновск, 2003, С. 173.

6. Орлов A.M., Скворцов АА, Саланов А.А. Электротранспортные процессы в монокристаллах антимонида галлия с участием расплавленных включений GaSb-Sn. // ФТП. 2004, т.38, вып.4, С.391-394.

7. Скворцов АА., Саланов АА, Рыжков А.Н. Электромиграционные процессы в кремнии с участием расплавленных включений при импульсном токовом воздействии. // Ученые записки Ульяновского государственного университета. Сер. Физическая. 2004, вып.1 (16), С.61-65.

8. Саланов А.А. Транспорт расплавленных включений на основе А1 в объеме монокристаллического кремния при импульсном электрическом воздействии. // Труды VI международной конференции «Опто-, наноэлектроника, на-нотехнологии и микросистемы». Сочи, 2004, С. 134.

Подписано в печать 30.11.04. Формат 60x84/16 Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1,0. _Тираж 100 экз. Заказ

Отпечатано с оригинал-макета в лаборатории оперативной полиграфии Ульяновского государственного университета 432700, г.Ульяновск, ул. ЛТолстого, 42

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования.

1.1. Включения в монокристаллических матрицах. Механизмы их возникновения и влияние на электрофизические свойства полупроводниковых структур.

1.2. Транспорт включений во внешних возмущающих полях.

1.3. Особенности транспортных процессов в электрическом поле.

1.3.1. Электроперенос компонентов в монокристаллической матрице и в объеме включения.

1.3.2. Роль термоэлектрических параметров при вытеснении включений вторых фаз из объема монокристаллической матрицы.

1.4. Термоэлектрические свойства полупроводниковых материалов и межфазных границ бинарных сис

Выводы.

Глава 2. Массоперенос примеси в монокристаллических полупроводниках с участием жидкой фазы.

2.1. Методические особенности экспериментального исследования миграции расплавленных включений в полупроводниковых системах (GaSb-Sn, Ag-Te и Al-Si).

2.1.1. Выращивание монокристаллов теллура.

2.1.2. Подготовка образцов и методы нанесения примеси, ф участвующей в формировании включений вторых

2.1.3. Высокотемпературный отжиг в постоянном и импульсном электрическом поле.

2.1.4. Методы оценки размеров мигрирующих включений и глубины их проникновения.

2.2. Миграция расплавленных включений в постоянном элек-" - трическом поле.

• Система Al-Si.

• Система GaSb-Sn. 2.3. Влияние осевого температурного градиента на электромиграцию расплавленных включений.

2.4. Роль импульсного токового воздействия на тепловые и транспортные процессы в полупроводниках.

2.4.1. Электромиграция жидких включений на основе алюминия в монокристаллах кремния при импульсном электрическом воздействии.

2.4.2. Тепловой режим слоев металлизации на кремнии при импульсном токовом воздействии.

2.4.2.1. Изготовление тестовых структур. 2.4.2.2. Программно-аппаратный комплекс для исследования системы металлизации Al-Si при импульсном токовом воздействии.

Глава 3. Термоэлектрические свойства сплавов полупроводникметалл.

3.1. Температурные измерения абсолютной термо-эдс сплавов.

3.1.1. Методическое обеспечение эксперимента.

3.1.1.1. Подготовка материалов. ф 3.1.1,2. Программно-аппаратный комплекс для исследования температурных зависимостей коэффициента Зеебека.

3.1.1.3. Влияние скорости нагрева на точность измерения абсолютной термо-эдс исследуемых систем (на примере теллура).

Ш 3.1.2. Система Оа8Ь-8п.

3.1.3. Система

§-Те.

3.1.4. Система 1п-Те.

3.1.5. Система ЕН-Те.

3.2. Определение коэффициента Пельтье межфазного перехода твердая фаза-расплав по динамике кристаллизации расплава в электрическом поле.

3.2.1. Подготовка образцов и настройка измерительной установки.

3.2.2. Изменение коэффициента Пельтье межфазного перехода твердая фаза-расплав при введении металлической примеси в полупроводниковую матрицу.

Выводы.

Актуальность темы

Успехи в развитии технологии межсоединений играют ключевую роль в развитии современных интегральных микросхем. Сегодня состояние системы межсоединений определяет как степень интеграции полупроводниковых элементов в составе ИМС, так и эксплуатационные качества и стоимость микросхем.

Каждое поколение ИМС требовало инновационных разработок в области планарной системы межсоединений, начиная с того момента, когда степень интеграции ограничивалась разрешающей способностью технологии литографии. Это привело к созданию высокоинтегрированных многоуровневых систем металлизации [1-2]. Миниатюризация приборов потребовала уменьшения ширины проводников и, следовательно, уменьшения их поперечного сечения, что повлекло за собой возрастание плотности токов. Кроме того, сэндвич-структуры, включая диэлектрические прослойки, заметно увеличивают тепловые нагрузки на рассматриваемые контактные системы.

Совокупность отмеченных факторов определяет ускоренную деградацию межсоединений, связанную в основном с направленным переносом материала металлизации в поле как постоянного, так и импульсного тока, а

1Л О в критических режимах работы (/"—10 А/м ) - возникновением подвижных оплавленных зон [3-8].

Расплавленные области сворачиваются в капли и вытесняются током вдоль или против силовых линий электрического тока. Причем воздействие постоянного электрического тока имеет некоторые отличия от влияния импульсного [9-11], что практически не рассмотрено в специальной литературе.

Перемещение зоны может происходить как в объеме, так и по поверхности полупроводникового кристалла. Основными движущими механизмами являются электроперенос в объеме расплавленного включения и термоэлектрические эффекты на границе полупроводниковой матрицы с расплавом. Присутствие температурных градиентов, скоплений всевозможных дефектов и неконтролируемое перераспределение тепла в контактирующих фазах в процессе токовых нагрузок значительно ускоряют образование вторых фаз и их направленный массоперенос. В то же время транспорту дефектов при одновременном присутствии электрических и тепловых полей уделяется недостаточное внимание. Как правило, при анализе деградационных процессов температура в области исследуемых объектов принимается постоянной [1,5,12-14].

Рассматриваемые электротранспортные процессы приводят к разрушению структур вследствие как неконтролируемого перераспределения легирующих компонентов активных элементов, так и разрушения металлизации, и являются завершающей частью механизма полной деградации полупроводникового прибора.

Наряду с этим, образование расплавленных включений второй фазы наблюдается и при выращивании сильнолегированных полупроводниковых монокристаллов вследствие флуктуаций и перераспределения концентрации легирующей примеси [15-17]. Перемещаясь в существующем температурном поле по объему монокристалла, включения изменяют как структурные, так и многие электрофизические свойства последнего, поскольку являются источником различных структурных дефектов (антиструктурные точечные дефекты, дислокации и т.д.) [18-22].

Вот почему, исследование всего комплекса высокотемпературных электротранспортных процессов в полупроводниковых структурах с момента нагрева системы и до процессов направленной миграции расплавленных включений вторых фаз является актуальной научной проблемой и имеет большое практическое значение.

Цель работы

Работа посвящена комплексному анализу массопереноса примеси в монокристаллических полупроводниковых материалах с участием жидкой фазы во внешних возбуждающих полях. Экспериментальному рассмотрению подлежит как непосредственное исследование динамики миграции расплавленных включений на основе металлов, так и все аспекты и механизмы, вызывающие данное перемещение.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи: исследование массопереноса с участием расплавленных включений на основе металлов в элементарных и сложных полупроводниковых монокристаллах как в постоянных или импульсных электрических полях, так и при совместном действии с осевым температурным полем; анализ протекания деградационных процессов, развивающихся в тонкопленочных алюминиевых дорожках металлизации на основе кремниевых монокристаллических пластин при прохождении одиночных токовых импульсов высокой плотности; измерение термоэлектрических параметров исследуемых полупроводниковых материалов; исследование электрических свойств сплавов полупроводник-металл с привлечением холловских измерений.

Научная новизна

1. Детально проанализирован массоперенос с участием расплавленных включений на основе металлов как в элементарных, так и в сложных полупроводниковых монокристаллах. Данные по миграции включений при одновременном присутствии как электрического, так и градиентного температурного поля, получены впервые. Выявлена аддитивность вкладов в массоперенос, внешних сил связанных с электрическим и тепловым полями. Это позволило численно рассчитать как параметры электромиграции, так и параметры, определяющие перемещение в поле градиента температуры.

2. Используя методику торпедирования вклада электропереноса час- . тиц полупроводника в расплаве [9] исследовалось перемещение расплавленных включений на основе алюминия в монокристаллическом кремнии при воздействии токовых импульсов различной скважности. Установлено увеличение скорости перемещения расплавленных зон по мере роста скважности токовых импульсов.

3. Проанализировано протекание деградационных процессов, развивающихся в тонкопленочных алюминиевых дорожках металлизации на основе кремниевых монокристаллических пластин при прохождении оди

10 2 ночных токовых импульсов высокой плотности (/—10 А/м ). Разделены различные фазы деградации, связанные как с образованием прослойки расплава в результате контактного плавления металла с полупроводником, так и с непосредственным расплавлением металла.

4. Двумя независимыми методами измерена величина коэффициента Пельтье межфазного перехода твердая фаза-расплав систем А§-Те и ВьТе.

5. В широком температурном диапазоне (Г=300.800 °С) исследованы термоэлектрические свойства сплавов ОаЗЬ-Эп и (А§, 1п, В1)-Те. Показано, что термоэлектрические свойства сплавов как в твердом состоянии, так и при одновременном сосуществовании с расплавом, определяются долевым соотношением присутствующих фаз. На основе этого предложена методика и впервые определены температурные зависимости некоторых фаз присутствующих при нагреве сплавов исследуемых систем. Так, по экспериментальным данным в широком диапазоне температур рассчитана величина термо-эдс теллура, предельно легированного серебром, индием и висмутом, а также согласованных с ними по температуре расплавов состава линии ликвидус.

Привлечение измерений постоянной Холла позволило определить предельную растворимость висмута в теллуре при комнатной температуре.

Практическая значимость работы

1. Проведенные исследования миграционной способности включений второй фазы позволили численно определить такие важнейшие параметры, определяющие электродеградационную стойкость структур полупроводник-металл, как энергия активации перемещения включений, эффективный заряд полупроводника, растворенного в объеме включения, и его коэффициент диффузии, константа скорости растворения-кристаллизации.

2. Предложен метод выявления безопасных пределов токовой нагрузки на структуры металлизации путем контроля изменения падания напряжения на требуемом участке проводника. Представленная информация впервые позволяет точно выявить последовательность процессов, приводящих к полной деградации контактных областей металл-полупроводник при локальных перегревах структур.

3. Разработана методика выделения термоэлектрических параметров сопутствующих фаз в бинарных сплавах из их температурных зависимостей термо-эдс.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Скорость электростимулированного движения расплавленных включений на основе металлов в монокристаллических полупроводниках линейно зависит от их размера. В качестве движущих сил подобного перемещения выступают электроперенос полупроводника в объеме включения и выделение (поглощение) теплоты Пельтье на межфазных границах включения с полупроводниковой матрицей, причем вклад последней по мере увеличения размера включения (£) для исследуемых систем возрастает и при определенных становиться доминирующим.

2. Скорость электростимулированного движения расплавленных включений в неоднородном температурном поле представлена аддитивными вкладами от присутствующих возмущающих полей. Это позволяет рассчитать основные параметры электро- и термомиграции.

3. Динамика перемещения включений второй фазы изменяется при переходе от постоянного к импульсному электрическому воздействию. Увеличение скважности импульсов приводит к возрастанию вклада теплоты Пельтье в общий баланс движущих включение сил и одновременному снижению вклада электропереноса.

4. Деградационные процессы в структуре Al-Si при импульсном токовом возмущении обусловлены активно протекающими процессами фа-зообразования, к числу которых относятся контактное плавление и оплавления металла на поверхности Si.

Максимальная длительность токового воздействия т, предшествующего этапам разрушения металлизации, связана с величиной плотности то-кау*как jk~\/tfr.

5. Термоэлектрические свойства двухфазных бинарных сплавов металл-полупроводник, независимо от агрегатного (жидкого или твердого) состояния, определяются долевым соотношением присутствующих фаз. На основании предложенной методики расчета впервые определены температурные зависимости термо-эдс (а) фаз, присутствующих при нагреве исследуемых бинарных сплавов.

Апробация работы

Основные результаты работы опубликованы в 10 печатных работах и доложены на: Международной конференции «Оптика, оптоэлектроника и технологии», Ульяновск, 2002; Девятой всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, Красноярск, 2003; Пятой международной конференции «Оптика, оптоэлектроника и технологии», Ульяновск, 2003; Шестой международной конференции «Опто-, наноэлектро-ника, нанотехнологии и микросистемы», Сочи, 2004.

Работа неоднократно докладывалась на конференциях студентов и аспирантов, научных семинарах физико-технического факультета Ульяновского государственного университета.

Личное участие автора

Основные теоретические положения представленной работы разработаны совместно с д.т.н. Орловым A.M. и д.ф.-м.н. Скворцовым A.A. Постановка и проведение экспериментов по теме диссертации, а также все аналитические расчеты проделаны автором самостоятельно.

Достоверность результатов

Достоверность полученных результатов обеспечивалась применением серийно выпускаемой измерительной аппаратуры, стандартных методик, согласованностью полученных результатов с данными других независимых групп исследователей. Результаты всех основных исследований обсуждались на всероссийских и международных конференциях.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 4 статьи и 6 тезисов докладов на научных конференциях.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 137 е., включая 54 рисунка, 5 таблиц, 143 наименования литературы.

Выводы

1. Изучено поведение расплавленных включений в элементарных и сложных полупроводниках в возмущающих электрических и тепловых полях. Детально проанализирован массоперенос с участием расплавленных включений на основе металлов как в элементарных, так и в сложных полупроводниковых монокристаллах. Данные по электромиграции включений в различных возбуждающих полях получены впервые.

Установлено, что общей закономерностью процесса электромиграции примесных зон в 81, Те и Оа8Ь является одновременная кристаллизация полупроводника из объема включения и растворение матрицы в расплавленной капле под действием как элекропереноса частиц полупроводника через объем зоны, так и выделения на передней и поглощения на задней стенках включения теплоты Пельтье. При этом скорость перемещения линейно зависит от их размера.

Используя импульсные электрические поля, исключающие вклад электропереноса компонентов расплава, установлен механизм, определяющий миграцию расплавленных включений в постоянном электрическом поле. Исследован переходный процесс перераспределения вклада электропереноса и теплоты Пельтье при изменении скважности токовых импульсов (/,). В частности, установлено увеличение скорости перемещения расплавленных зон по мере роста связанное с возрастанием вклада теплоты Пельтье в общий баланс движущих включение сил и одновременным снижением вклада электропереноса.

На примере системы А§-Те рассмотрено влияние осевого температурного градиента на электромассоперенос примеси. Выявлена аддитивность вкладов в массоперенос внешних сил, связанных с электрическим и тепловым полями. Это позволило численно рассчитать параметры электро-и термомиграции.

2. Установлены этапы деградации алюминиевой металлизации на кремниевых монокристаллических пластинах при прохождении одиночных токовых импульсов высокой плотности, связанные с контактным плавлением металл-полупроводник и расплавлением металла.

В ходе разрушения металлизации зафиксированы локальные термические удары, сопровождающиеся генерацией линейных дефектов в объеме монокристаллической подложки.

3. Двумя независимыми методами измерена величина коэффициента Пельтье межфазного перехода твердая фаза-расплав системы А£-Те, позволившая рассчитать параметры электромиграции.

4. В широком температурном диапазоне (Г=300.800 °С) исследованы термоэлектрические свойства сплавов ОаЗЬ-Бп, (А§, 1п, В1)-Те. Показано, что термоэлектрические свойства сплавов как твердом состоянии, так и при одновременном сосуществовании с расплавом, определяются долевым соотношением присутствующих фаз. На основе этого предложена методика и впервые определены температурные зависимости фаз, присутствующих при нагреве сплавов исследуемых систем.

Привлечение измерений постоянной Холла позволило определить предельную растворимость висмута в теллуре при комнатной температуре. Ф

1. Tu K.N. Recent advances on electromigration in very-large-scale-integration of interconnects. // Journal of Applied Physics. 2003, v.94, issue 9, p.5451-5473.

2. Theis T.N. The future of interconnection technology. // IBM Journal of Research Development. 2000, v.44, №3, p.379-390. Щ 3. Frost H.J. Microstructural evolution In thin films. // Mater. Charact. 1994,№4,p.257-273.

3. Валиев K.A., Орликовский A.A., Васильев А.Г., Лукичев В.Ф. Проблемы создания высоконадежных многоуровневых соединений СБИС. //Микроэлектроника. 1990, вып.2, т. 19, 116-131.

4. Kraft О., Arzt Е. Current density and line width effects in electromigration: A new damage-based lifetime model. // Acta Materialia. 1998, v.46, issue 11, p.3733-3743.

5. Gan C.L., Thompson C.V., Pey K.L,, Choi W.K. Experimental characterization and modeling of the reliability of three-terminal dual-damascene Cu interconnect trees. // Journal of Applied Physics. 2003, v.94, issue 2, p. 1222-12228.

6. Liniger E.G., Hu C.-K., Gignac L.M., Simon A. Effect of liner thickness on electromigration lifetime. // Journal of Applied Physics. 2003, V.93, issue 12, p.9576-9582.

7. Ames I., D'Heurle P.M., Horstmann R.E. Reduction of electromigration in aluminium films by copper doping. // IBM Journal of research development. 2000, v.44, issue 1/2, p.89-91.

8. Ларионов И.Н., Ройзин H.M., Ногин B.M., Аврасин Э.Т. О Half'' правлении перемещения расплавленного металла по поверхности германия и кремния под действием электрического тока. // Физика и техника полупроводников. 1967, т.1, №9, 1414-1420.

9. Орлов A.M., Скворцов А.А,, Костишко Б.М. Массоперенос серебра в германии с участием жидкой фазы. // Теплофизика высоких температур. 1997, т.35, №3, с.404-407. П. Шаскольская М.П. Кристаллография. М.: Высшая школа. 1976, 387 с.

10. Knorr D.B., Rodbell К.Р. The role of texture in the electromigration ^ behavior of pure aluminum lines. // Journal of Applied Physics. 1996, V.79, issue 5, p.2409-2417.

11. Kraft O., Arzt E. Electromigration mechanisms in conductor lines: Void shape changes and slit-like failure. // Acta Materialia. 1997, V.45, issue4, p.1599-1611.

12. Bertolino N., Garay J., Anselmi-Tamburini U., Munir Z.A. High-flux current effects in interfacial reactions in Au-Al multilayers. // Philosophical Magazine B. 2002, v.82, issue 8, p.969-985.

13. Osamu Yamashita and Shoichi Tomiyoshi, Ken Makita. Bismuth tel- luride compounds with high thermoelectric figures of merit. // Journal ^ of Applied Physics. 2003, v.93, №1, p.368-374.

14. Орлов A.M., Белащенко Д.К., Шадеев Н.И. Макровключения в монокристаллическом Ge. // Неорганические материалы. 1976, T.12,J^o4,C.585-588.

15. Белащенко Д.К., Орлов A.M., Пархоменко В.И. Миграция жидких включений в монокристаллах А " ' В ^ . // Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1975, т.11, №10, 1728-1732.

16. Гасенкова И.В., Житинская М.К., Немов А., Иванова Л.Д. Электрофизические свойства и электронная структура теллурида I'j сурьмы, легированного оловом. // Физика твердого тела. 2002, Т.44, №10,0.769-775.

17. Житинская М.К., Немов А., Иванова Л.Д. Эффекты Нернста- Эттингсгаузена, Зеебека и Холла в монокристаллах ЗЬгТсз. // Фи-зика твердого тела. 2002, т.44, №1, 41-48.

18. Орлов A.M., Пирогов А.В., Емельянова Т.Г. Разрушение слоев металлизации в импульсном токовом режиме. // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1993, т.29, №11, 1559-1562.

19. Герцрикен Д., Дехтяр И.Я. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. М.: Металлургия. 1960, 564с.

20. Хансен М., Андерко К. Структура двойных сплавов. Справочник. ^ Т. 1, М.: Металлургия. 1962, 428с.

21. Гегузин Я.Е., Кривоглаз М.А. Движение макроскопических включений в твердых телах. М.: Металлургия. 1971, 344с.

22. Марвина Л.А., Марвин В.Б., Колобов Ю.Р. О механизме контролирующем массоперенос при диффузионном движении кристаллических частиц в металлической матрице. // Изв. ВУЗов. Физика. 1992,№2,С.88-92.

23. Орлов A.M. Белащенко Д.К. Соколов В.И. Особенности поведения вторых фаз в монокристаллах кремния при отжиге в элек-Iji трическом поле. // Физика. Томск: Известия высших учебных заведений. 1977, Т.78, вьш.Ю, 26-31.

24. Орлов A.M., Белащенко Д.К., Оборин Л.А. Поверхностный массоперенос с участием жидкой фазы // Неорганические материалы, Т.25, №2, 1989, 851-854.

25. Дзюба А.С. Движение макроскопического включения в поле структурной неоднородности в кристалле. // Физика твердого тела. 1977,т.19,№1,С.78-82.

26. Лозовский В.Н. Зонная плавка с градиентом температуры. М.: Металлургия. 1972, 260с.

27. Бучин Э.Ю., Денисенко Ю.И., Симакин Г. Структура термоми- ggj грационных каналов в кремнии. // Письма в Журнал технической физики. 2004, т.ЗО, вып.5, 70-75.

28. Путилин В.А., Камашев А.В. Анализ кинетического уравнения массопереноса, инициируемого короткими импульсами лазера. // Письма в журнал технической физики. 1997, т.23, №5, 84-87.

29. Фикс В. Б, Ионная проводимость в металлах и полупроводниках. М.: Наука. 1969,259с.

30. Кузьменко П.П. Электроперенос, термоперенос и диффузия в металлах. Киев: Вища школа. 1983, 152с.

31. Sato К., Partinos A.J., Chang C.Y., Vook R.W., Schwarz J.A. Kinetic H' stady of elektromigracion in Al and Al alloy thin films by combined resistance and temperature change measurements. // J. Electrochem. Soc. 1991,№9,p.2774-2778.

32. Oates A.S. Elektromigracion in multilayer metallizacion. Drift- Controlled degradation and the electromigracion threshold of Al-St-Cu/TiNxOy/TiSi2 contacts. // Journal of Applied Physics. 1991, №10, R.l,p.5369-5373.

33. Lloyd LR. Elektromigration failure. // L Phys. 1991, v.69, №11, p.7601-7604.

34. Lytle S.A., Dates A.S. The effect of stress-inducid voiding on elec- tromigracion. // Journal of Applied Physics. 1992, №1, p. 174-179.

35. Shingubara Sh., Kaneko H., Saitoh M. Elektromlgracion -Inducied abrupt changes In electrical resistance associated with yjid dynamics in aluminium interconnections. // Journal of Applied Physics. 1991, №l,p.207-212.

36. Cenut M., Li Z., Baner C.L., Mahajan S.f Tang P.P., Milnes A.G. Characterisation of the early steges of electromigracion at grain boundary triple Junctions. // Applied Physics Letters. 1991, №21, p.23 54-2356.

37. Колешко B.M., Белицкий В.Ф. Массоперенос в тонких пленках. Минск: Наука и техника, 1980, 296 с.

38. Абдулаев Г.Б., Джафаров Т.Д. Атомная диффузия в полупроводниковых структурах. М.: Атомиздат. 1980, 280с.

39. Стриха В.И., Бузанева Е.В. Физические основы надежности контактов металл - полупроводник в интегральной электронике, М.: Радио и связь. 1987, 256с.

40. Ройзин Н.М., Моставлянский Н.С. Исследование физических процессов в мощных транзисторах, определяющих их надежность в импульсных режимах. Полупроводниковые приборы и их применение. М: Сов.радио. 1963, вып. 10., 131-166.

41. Van Ек. I., Lodder А. Light interstitials in Си, Ag, Ni, Pd, Al, Nb and Ga. // I. Phys.: Conders. Matter. 1991, v.36, №38, p.7331-7361.

42. Van Ek. I., Lodder A. Elektromigration in transition metals. Computational method. // L Phys.: Conders. Matter. 1991, v.3, №38, p.7307-7330.

43. Ни, -К., Rodbell, К.Р. Electromigration and stress-induced voiding in fine al and al-alloy thin-film lines. // IBM Journal of Research & Development. 1995, v.39, issue 4, p.465-497.

44. Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакции. Под. ред. Поута Дж., Ту К., Мейера Дж. М.: Мир. 1982, 576с.

45. Комник Ю.Ф. Физика металлических тонких пленок. М.: Металлургия. 1986, 286с.

46. Joo Y.C., Thompson C.V. Electromigration-induced transgranular failure mechanisms in single-crystal aluminum interconnects. // Journal of Applied Physics. 1997, v.81, issue 9, p.6062-6072.

47. Hu C.-K., Gignac L., Liniger E., Herbst В., Rath D.L., Chen S.T., Kaldor S., Simon A., Tseng W.-T, Comparison of Cu electromigra-tion lifetime in Cu interconnects coated with various caps. // Applied Physics Letters. 2003, v.83, issue 5, p.869-871.

48. Смитлз К. Дж. Металлы. М.: Металлургия. 1980, 447с.

49. Белащенко Д.К. Исследование расплавов методом электропереноса. М.: Атомиздат. 1974, 88 с. '^ 66. Белащенко Д.К. Явления переноса в жидких металлах и полупроводниках. М.: Атомиздат. 1970, 400 с.

50. Орлов A.M. Механизм вытеснения расплавленных зон током- из объема монокристаллической матрицей. // Электроперенос и его приложения. Новосибирск: Наука. 1982, 129-132.

51. Михайлов B.A., Богданова Д.Д. Электроперенос в жидких металлах. Теория и приложения. Новосибирск: Наука. 1978, 224 с.

52. Rodbell К.Р., Shotynsky S.R. Electromigracion in sputtered Al-Sl thin films. // Thin Solid Films. 1983, v.l08, p.95-102.

53. Физическая химия. Под. ред. Никольского Б.П. Л.: Химия. 1987, 880с.

54. Глазов В.М., Земсков B.C. Физико-химические основы легирования полупроводников. М.: Наука. 1967, 371с.

55. Ахцибеков А.А., Байсулианов М.М., Савинцев П.П. Влияние электропереноса на структурообразование в металлических расплавах. //Расплавы. 1992,№1, 13-18.

56. Князев Ю., Лозовский СВ., Балюк А.В., Середин Л.М. Колебательные процессы на межфазных границах при зонной перекристаллизации градиентом температуры в стационарном тепловом поле. // Изв. ВУЗов. Физика. 1995, №3, 68-73.

57. Глазов В.М., Павлова М.М. Экспериментальные исследования свойств расплавов в бинарных системах с промежуточными полупроводниковыми фазами. // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1992, №2, 254-282.

58. Anthoni Т.Н., Cllne H.E. Random walk of liquid droplets migrating In silicon. // Journal of Applied Physics. 1976, v.47, №6, p.2316-2323.

59. Anthony T.R. Electromigration of liquid gallium inclusions in silicon. // Joumal of Applied Physics. 1980, v.51, issue 12, p.6348-6355.

60. Walker, A.J., Kim Y.L., Shearer J., Mahajani M. Analysis of Tungsten and titanium migration during ESD contact burnout. // IEEE Transactions on Electron Devices. 2003, v.50, issue 7, p.1617-1622.

61. Ройзин H.M., Моставлянский Н.С. Исследование физических процессов в мощных транзисторах, определяющих их надежность в импульсных режимах. Полупроводниковые приборы и их применение. М.: Сов.радио. 1963, вып. 10, 131-166.

62. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников Г. Физика полупроводников. М.: Наука. 1990, 688с.

63. Физические величины: Справочник. Бабичев А.П. и др. Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоиздат. 1991, 1232с.

64. Глазов В.М., Чижевская Н., Глаголева Н.Н. Жидкие полупроводники. М., Наука. 1967, с.237.

65. Катлер М. Жидкие полупроводники. М.: Мир. 1980, 256с.

66. Склярчук В.М., Плевачук Ю.А. Электронные свойства жидких материалов Т^Тсз, Tl2Se, Ag2Te, СигТе и CuzSe. // Физика и техника полупроводников. 2002, т.36, вып. 10, 1202-1206.

67. Стильбанс Л.И. Физика полупроводников. М.: Советское радио. 1967,452 с.

68. Житинская М.К., Немов А., Свечникова Т.Е. Особенности легирования В12Тез примесью Sn. // Физика твердого тела. 1998, т.40,№8,С.1428-1432.

69. Кутасов В.А., Лукьянова Л.Н., Константинов П.П. Высокоэффективные термоэлектрические материалы n-(Bi, 8Ь)2Тез для температур ниже 200 К. // Физика и техника полупроводников. 2000, Т.34, ВЫП.4, З89-393.

70. Константинов П.П., Прокофьева Л.В., Равич Ю.И., Федоров М.И., Компанией; В.В. Особенности термоэлектрических свойств слабо легированных твердых растворов В12(Те8е)з. // Физика и техника полупроводников. 2004, т.38, вып.7, 811-815.

71. Алиев А. Явление гистерезиса в Ag2Te вблизи и в области фазового превращения. // Физика и техника полупроводников. 2004, т.38,№7,С.830-833.

72. Кутасов В.А., Лукьянова Л.Н., Константинов П.П. Анализ термоэлектрической эффективности твердых растворов n-(Bi, Sb)2 (Те, Se, 8)з в рамках модели с изотропным механизмом рассеяния. // Физика твердого тела. 2000, т.42, вып.11, 1985-1990.

73. Константинов П.П., Шелимова Л.Е., Авилов Е.С, Кретова М.А., Земсков B.C. Термоэлектрические свойства слоистых соединений пСеТе • тЗЬгТез- // Неорганические материалы. 2001, т.37, №7, 788-795.

74. Сидоренко Н.А., Иванова Л.Д. Использование твердых растворов Bi-Te для повышения эффективности термоэлектрического охлаждения при температурах ниже 180 К. // Неорганические материалы. 2001, т.37, №4, 409-414.

75. Шелимова Л.Е., Карпинский О.Г., Константинов П.П., Кретова М.А., Авилов Е.С, Земсков B.C. Состав и свойства слоистых соединений в системе СеТе-ЗЬгТез- // Неорганические материалы. 2001,т.37,№4, 421-427.

76. ДрапакС.И., Манассон В.А., Нетяга В.В., Ковалюк З.Д. Электрические свойства изотипной гетероструктуры р" -^В12Тез-р-Оа8е2. // Физика и техника полупроводников. 2003, т.37, №2, 180-186.

77. Житинская М.К., Немов А., Свечникова Т.Е., Лукьянова Л.Н., Константинов П.П., Кутасов В.А. Теплопроводность В12Тез:8п и влияние на неё дополнительного легирования атомами РЬ и I. // Физика твёрдого тела. 2003, т.45, №7, 1193-1195.

78. Гасекова И.В., Житинская М.К., Немов А., Свечникова Т.Е. Перераспределение электронной плотности в В12Тез, легированном Sn. // Физика твердого тела. 1999, т.41, вып.11, 1969-1972.

79. Полупроводники. Пер. с англ. под ред. Хеннея Н.Б. М.: Ино- "^ странная литература. 1962, 668с.

80. Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. М.: Высш. шк. Под ред. Е.М. Романчука. 1987, 240с.

81. Кофтюк Н.Ф., Концевой Ю.А. Измерения параметров полупроводниковых материалов. М.: Металлургия. Под ред. К.Д. Мишарина. 1970, 430с.

82. Кучис Е.В. Гальваномагнтиные эффекты и методы их исследования. М.: Радио и связь. 1990, 264с.

83. Пшеничное Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов. ^'. Справочник. М.: Металлургия. 1974, 74 с.

84. Ерошинкова Е.И., Захаров A.M., Оленичева В.Г. Диаграммы состояния металлических систем, опубликованные в 1982-1983 годах. М.: Металлургия. 1985, ч.2, вьш.28, 425с. • •%* HI

85. Саланов A.A., Скворцов A.A. // Электростимулированный транспорт жидкой фазы в системе GaSb-Sn. // Девятая всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых. Красноярск, 2003, 696-697.

86. Глазов В.М., Вигдорович В.Н. Микротвердость металлов и полупроводников. М.: Металлургия. 1969, 248с.

87. Малинина Р.И. и др. Практическая металлография. М.: Интермет инжиниринг. 2002, 240с.

88. Но Mon-Shu, Hwang Ing-Shouh, Tsong Tien Т. Direct observation of electromigration of Si magic clusters on Si(lll) surfaces. // Phys. Rev. Lett. 2000, v.84, №25, p.5792-5795.

89. Ларионов Л.Н. Юрченко Ю.Ф. Тепловые свойства металлов и их сплавов. Справочник. Киев: Наукова думка. 1985, 438с.

90. Bonapasta A.A. Binding and migration paths of Au adatoms on the GaAs(OOl) surface. // Phys. Rev. B. 2002, v.65, p.45308.

91. Скворцов A.A., Саланов A.A. Электротранспорт расплавленных включений GaSb-Sn в монокристаллах антимонида галлия. // Ученые записки Ульяновского государственного университета. Сер. Физическая. 2002, вып.2 (13), 50-55.

92. Скворцов А.А., Саланов А.А. Электромиграционные процессы в системе GaSb-Sn. // Труды международной конференции «Оптика, оптоэлектроника и технологии». Ульяновск, 2002, 145.

93. Скворцов А.А., Саланов А.А., Орлов A.M. Электромиграция расплавленных включений GaSb-Sn в монокристаллическом антимо-ниде галлия. // Труды V международной конференции «Оптика, оптоэлектроника и технологии». Ульяновск, 2003, 172.

94. Орлов A.M., Скворцов А.А., Саланов А.А. Электротранспортные процессы в монокристаллах антимонида галлия с участием расплавленных включений GaSb-Sn. // Физика и техника полупроводников. 2004, Т.38, ВЫП.4, 391-394.

95. Mulpuri V.R., Alok K.B., Thang Q.D. S and Si ion implantation in GaSg grown on GaAs. // Journal of applied physics. 1999, v.86, №11, p.6068-6071.

96. Болтакс Б.И. Диффузия в полупроводниках. М.: Физматиздат. 1961,466с.

97. Готра З.Ю. Справочник по технологии электронных устройств. • ^ М.: Радио и связь. 1991,528с.

98. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. М: Радио и связь. 1987, 464с.

99. Скворцов А.А., Орлов A.M., Саланов А.А. Деградационные процессы в системе алюминий-кремний при импульсных электрических воздействиях. // Письма в Журнал технической физики. 2001,т.27,вып.19,С.76-84.

100. Вилсон Д.Р. Структура жидких металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1972, 246с. ^^ .j 136. Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В. Корецкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. Л.: Энергоатомиздат. 1988, т.З, 728с.

101. Heikes R.R and Ure R.W. Termoelectricity. Interscience publishers: New York. 1961,313р. ) Ч'