Перезарядка глубоких уровней в полупроводниках при релаксационной спектроскопии и рекомбинации через ловушки тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

НП ТфПВПХ рукпцц:'И

Р Г Б ОД

1 5 ДЕК 1996

Тр^гулои Вадим Викторович

Перезарядка глубоких уровней в полупроводниках при релаксационной спектроскопии и рекоиблиаийн через ловуики

Спотшямкхгсь 01.01.10. ■ 'См'л-ка иолупроьодимкон и динлдкц'ккич-'

АВТОРЕФЕРАТ нций на соискнтш ученой степени

КЧЛДНДЯТВ ТВЯШЧ90КИ.Х НЯУК

Рязань 1996

Габотй шполнана в Рязанской государственной радштехнкчаокой академии

НиушиВ руководи/гиль: доктор тиишчосншх наук, профессор

И.Т. Ороошш

«х^.аиилыыв огамняити: доктор фиэико-матемитичаоких наук

В.И Кедуишш,

кввдидот химических наук Г.С. Дорджин.

Ьыдущан организация: Инатнтут физической химии РАН,

Ешцита ооотоитоя " 2- У" ФкЬ^Х 1996 г. в ^О чаоов иа заседании диссертационного совета Д 063.92.03 в РязанокоЯ государственной радиог&хкаческой академии по адресу: 391000, г. Рязань, ГСП, ул. Гагарина, ЬЭ/1.

С диооертвцивй мошю ознакомиться в библиотеке Ряашгакой государственной радиотехнической екадзмии.

Автореферат разослан * 2-1 " 1996 года

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

В.К. Содяев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Одной из веяных проблем ССиаики полупроводников является повышение надежности и стабильности работа полупроводниковых приборов и интегральных схем. Эта проблема тесно овявана о дефектами - глубокими центрами (ГЦ), образупцими в запрещенной зоне полупроводника глубокие энергетические уровни (ГУ). Они оказывают существенное влияние на стабильность электрофизических характеристик полупроводниковых приборов. Присутствие ГЦ может в ряда случаев улучшать характеристики приборов. Они могут, например, существенно снижать время июни носителей заряда, повышая быстродействие приборов; управлять спектральной зависимостью фотопроводимости, что позволяет получить фотодатчики для широкого диапазона длин волн. Вместе о тем, существует ряд менее приятных аспектов, связанных с ГУ. Сюда мопю отнести снижение пробивного напряжения барьерных слоев, увеличение токов утечки, деградация светоизлучапцей способности свето-диодов и полупроводниковых лазеров. Все это в результате ведет к снивенип стабильности работы прибора и выходу его из строя.

Мощным средством исследования ГУ являетоя метод релаксационной атактроокопии глубоких уровней (РСГУ), который был предложен в 1964 г. (0. Са, В. Рэдци), а в 1974 г. он был усовершенствован Д. Лвнгом и представлен в виде DLTS (Deep Level Transient Speotroecopy). Достоинствами метода являются: высокая чувствительность по концентрации ГЦ; возможность точного определения энергии активации ГУ; высокая разрешающая' способность; возможность определения параметров ловушек для основных и неосновных носителей заряда; экспртсенооть регистрации спектров. Метод является черазрушвпцим и может бить использован для исследования ГУ в резких несимметричных р-п-пирекодах, диодах Шоттки, гетеропереходах, МДП-структурвх нн основе рая-

г

личных полупроводниковых материалов.

Вместе с тем, как было показано П.Т. Орешкиннм и сотрудниками, многие исследователи трактуют механизм перезарядки ГУ при ШД5 на основе рекомбинвционной теории Шокли-Рида-Холла. Это приводит к получению неверных значений параметров ГЦ. В частности, при ©том концентрация ГЦ может занижаться на два порядка и Солее по сравнению о иотшяшм значением. Вследствие втого было затруднено применение 1)1Л5 в промышленности для вттестацин технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем по ГЦ.

Предложенная П.Т. Орешкиннм теория резонансной релаксации заряда, трвктупцая механизм перезарядки ГУ на опуотошащих ишульсах как активационно-пролетный процесс, существенно повышает достоверность определения параметров ГЦ. Применение вктивационно-пролетной теории позволило использовать ВИЗ для анализа сравнительно сложнюс технологических процеосов изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем с целью выявления источников дефектов.

Кроме того, в работах П.Т. Орзшкина в последнее время было показано, что теория Шокли-Рида-Холла содержит ряд противоречий, и выдвинута новая модель рекомбинации о участием глубоких ловушек; В связи о этим требуетоя провести экспериментальную проверку теории П.Т. Орешюша, а тшага теории Юокли-Ридо-Холла.

В работе получат дальнейшее развитие представления о - перезарядке глубоких ловушек неосновных носителей в ОВД резких несимметричных р-п-переходов (п+-р и р+-о), что является весьма актуальной задачей.

Цель работа

Дальнейшее развитие представлений о процессах гороэарадки глубоких ловушек неосновных неравновесных носителей при Ш-ТЗ на ооновв активацношо-пролетной теории, а тесле експершантальная проверка

модели П.Т. Орешкинв процесса рекомбинации через ловушки и теории Юокли-Ридв-Холлэ.

Постановка задачи

1. На основе полоконий вктйвацконпо-пролетной теории систематически исследовать энергетические спектры ГУ с помощьп ШЛ5 в диодных структурах с п+-р- и р+-л-лереходами на основа 51 и СаЛя, изготовленных различными технологическими методами.

2. По полученным ШБ-спектрам провести количественную проверку выражений, описывающих перезарядку глубоких ловушек неосновных носителей на основе акигаащгаяш-пролэгной теории.

3. Разработать алгоритм и программу автоматизированного определения условий резонанса для использования ее в составе программного обеспечения цифрового ШЛБ-спектрометра.

4. Исследовать рекомбинационные характеристики структур, содержащих ловушки неравновесных носителей; время кизни неосновных неравновесных носителей, температурную зависимость времени кизил.

5. Экспериментально проверить справедливость рекомбинационной модели П.Т. Орешкина. Пользуясь результатами эксперимента, проанализировать модель рекомбинации по Шокли-Рзд-Холлу.

Научная новизна

1.'Впервые на даодннх структурах (31 и СаАз) с п+-р-перехода-ми, содержащих глубокие ловушки неосновных носителей (электронов) в активной части р-обласги, подтверждена экспериментально справедливость формулы т= 0,6 ти(Цр/ри)вхр((Вс-В^)/МС), описывающей кинетику перезарядки ловушек неосновных носителей заряда на основе . ак~ тавационно-пролэтной теории.

2. Впервые на диодных структурах <51 и СаАв) о п+-р- переходами, содержащих глубокие ловушки неосновных носителей (электронов) в

активной части р-области наблюдалась голевая еавиоимооть постоянной времени релаксации при их перезарядке, что подтверждает активацион-но- пролетную теорию.

3) Впервые вксгюрименгально подтверждена справедливость модели П.Т. Ореикина для описания рекомбинации о учаотивм глубоких ловушек.

Практическая ценнооть работы

1) Разработан и изготовлен лабораторный макет токового BLTS-спектрометра о возможностью автоматизированного определения резонансных условий измерения спектра. Использование етой возможности позволит избежать получения ошибочных параметров ГУ, возникающих в случае неверного выбора напряжения опустошения {0о<Т7реа).

2) В работе дана вкспериментально обоснованная рекомендация использовать разработанную методику измерения температурной зависимости времени жизни неосновных неравновесных носителей в резких несимметричных р-п- переходах (п+-р н р+-п) для вкспреооного определения энергии активации глубоких ловушек неосновных носителей (без использования DUS).

Реализация результатов работы

1) Внедрена программа автоматизированного определения резонансного ре мша измерения Ш5- спектра на предприятии "СИГМА шлю" (г. Мооква). 1 •

2) Использованы рекомендации по совершенствованию технологического процесса производства интегральных схем в виде замены жидкостного травления на плазмохимическое не предприятии АОЗТ Центр метрологии и сертификации "СЕРТИМЕТ" (г. Москва).

3) Внесены в рабочую программу куроа "Физика твердого тела" для студентов специальности 200200 основные результаты по теме "Ре-

комбинация через ловушки" и "Релаксационная спектроскопия глубоких уровней (ВИЗ)".

Положения, выносимые на ввщиту

1) Активационио- пролетная модель на опустошающих импульсах применима к перезарядке ловушек неосновных носителей, в частности, выполняются формулы для-, времени релакоации и наблюдается полевой эффект'.

2) Теория рекомбинации через ловушки Иокли-Рида-Холла оодвржит ряд внутренних противоречий. Альтернативная теория П.Т. Орошкина подтверждается экспериментом.

3) Цифровые 14/15- спектрометры нуждаются в дополнительной программе, осуществляющей абтомагазированное. определение резонансного регкма.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и об-оуядались на Меадународиой научно-техничеокой конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (Мооква, 1991); Всероссийской научно-техничеокой конференции о международным учаотием "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микровлектроники" (Таганрог, 1594); ХХХЯ Научно-технической конференции РГРТА (Рязань, 1994).

>, Кроне того, результаты диооертвции опубликованы в шести работах.

" Структура и объем работы ,

Диссертация состоит из шести-глав, заключения, списка литературы из .131 наименования и 7 приложений. ,Работа содержит 124 страницы машинописного текста, 14 таблиц, 6Б риоунков. . ..

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ • В вводной главе обоснована актуальность' .теми, сформулированы цель и задачи исследований, определены научная новизна и праитичэо-кая ценность результатов работы, предотавлеиы ооповаыо полоаэшя, выносимые на защиту.

Во второй главе рассмотрены процессы, шраоврядки ГУ (ловушек -основных и неосновных носителей) при DLT5 о точка ерешш активаци-онног пролетной теории. Приведены Бксгаршантельшо данные из pas-ных литературных источников, подтвергудащие справедливость атоЗ теории. Отмечается, что использование подхода, основанного т кеорш Шокли-Рида-Холла, для опиоания процессов перезарядка ГУ, приводит к оамбочным результатам. Показано, что о целью недопущения ошибки в определении параметров ГУ при DISS следует,работать при напряжении опустошения, соответствующем решму резонанса. Описана теория рекомбинации через глубокие ловушки в полупроводниках Шокла-Рида-Хол-ла на основании анализа различных литературных источников. Рассмотрены основные разновидности DLTS- спектроскопии. Показаны основные варианты DLTS-спектрсметров. Описаны основные методы анализа релаксационного сигнала при DISS, проведен сравнительный анализ различных взвешивающих функций.

Приведены литературные данные о значительном количестве ГУ, наблюдаемых в Si и CaAs. Для большинства дефектов приводятся модели их образования и рассматривается их влияние па влектрофизич©ошв свойства структур. Практически для всех ГУ приведены сведения ос их возможной природе. Посредством анализа различных литературнш источников получены сведения о связи наблвдаемых дефектов с параметрами технологического процесса для различных технологий изготовления полупроводниковых структур.

В третьей глава приведены методики оорэд<шдо'лыара!»тров ГУ: энергии активации (АВ), концентрации (1Ц) и сечения захвата (о), по спектрам емкостной ШЛ5, применительно к задачам работы. Указанные методики соответствуют основным полокэняян вктиввциошю- пролетной теории перрчарядки ГУ. О целью проверка актнвацконно- пролетной модели перезарядки ГУ АЗ определялось двумя разяшт способами. Первый способ заключвлоя в определении АВ (методом лилейной регрессии) по наклону прямых Аррениуса 1д(г)= 10^/Т, где т- постоянные времени наотройки спектрометра, I- температуры максимумов ШЛ5- пиков при данном т. Согласно второму способу АВ определяли по формулам акти-вационно- пролетной теории. Для ловушек дарок в базе р+-п- перехода (ловушки неосновных носителей) использовали формулу: .

М! [гп г- гто.ч ее0 р 1 <*>

Для ловушек электронов в базе п+-р~ перехода.АВ определяли следующим образом:

В0-В4= и[гп Т- 1п(0,0 езо р • ... (2)

Энергию активации ловуиек основных цосителэй определяли по формуле: АЗ=*Х(1т:-1п(2ееор1). (3)

Форлула (3). позволяет определять анергию активации ловушек електро-нов в материале п-типа и ловуиек дарок в материале р-типа, Совпадение значений АВ, полученных обоими способами, могшт служить доказательством справедливости активационно- пролетной теории. Отмечается также, что формулы (1)- (3) оледует применять при соблюдении условия резонанса •

Разработана методика измерения времени жизни неосновных неравновесных носителей (г) и его температурной зависимости на основе метода инжекции- экстракции. На основе метода линейной регрессии получены формулы для расчета т и Л Б. Отмечается, что под измеряемой величиной т следует понимать' время жизни неосновных неравновесных

в

носителей, а на время. гзшни пары.. Оаиоаиа^уртеновгср для аашремЕЯ времени яизни неосновных шршшоввогшх носителей; f н -температурной зависимости т.

Выведены формулы дом вычисления погреиноотей. измерения парамэ-, тров ГУ (ЛБ и Н4) и времени »наш ноонтрлей,..-^;,

В четвертой глава, для ..обраэшр, предотаааязддх, собой даоды о резкими несимметричными переходами на основа 51 и

СаАв, проводилось систематическое измерение емкостных DISS- спектров при условии насыщения пролета носителей черев ОПЗ. На МЯЗ-сяо-ктрах всех образцов обнарукэны глубокие ловушки неосновных носителей, локализованные в активной чаоти, .баш .. (в сторону распознал

I

ОПЗ). Образец ¡¡2-3 оодераит два ГУ: ловушку основных и шосношшх носителей. Для всех образцов по Ю1Л$-оцектрам определялись основные параметры ГУ: ¿Б, Нх> о по методикам, ошюаншм в главе 3.

С целью определения резонансного £щачопщ,.Сс,.,вр9род»иоаь ивме-рение полевых вавноимоотей постоянной времени релакоеции.При отом сдвиг прямых Аррениуса наблздалоя для всех образцов га исключением й4-1, £4-2 (CaAs) is В2-3 (Si). Полевые зависимости характеризуются графиками одаига прямых Аррениуса при пралогэнзш резных и кргш-ми lg(i)-f<Be), показывающими зависимость времени поразарядкиГУ от приложенного напряжения опуотшэюм пра фиксированной температура.

Для всех образцов измерялось время визга: неооновяых неравновесных носителей и его температурная зависимость, по которой определяли значение энергии активации AS. Сравнение величин ДВ, подученных по DISS- спектрам и температурной зависимости времени казна, позволяет заключить, определяется ля рекомбинация данным ГУ. На основании этого получен бнвод о том, что наблюдаемые глубогиэ ловушка неосновных носителей определяют процеос рекомбинации для каждого образца. В образце Я2-3 (Si) также ловушка неосновных носителей оп~

<

рэдэляэт рекомбинацию, а ловуика основных носителей не влияет на этот процеоо. ,

В пятой главе анализируются результата-екшерзмента, приведенные в главе 4.

В §5.4. внализируютоя результаты пооледования процеосов рекомбинации о учаотием глубоких ловушек, проводится проверка теории Шокли-Рвда-Холла при низком уроша.. шкгнщиц,.-. Основное выражении представлется в виде:

___ У^У . , Ро^Р, . > , ...

т" V -таг4 .....— -(4)

Здесь х- время кивни пары электрон- дырка (то есть времена ззизни равны друг другу); т^ и времена шзни дырок и электронов при рекомбинации о одними и темп но ловугассмя в заданном образце (другие, времен гаганн у дырок'п электронов нет).

Теория Шоклн-Рпда-Холла не различает ловушка основных н неосновных носителей, хотя и утверждает, что процеоо рекомбинация определяется захватом неосновных носителей глубокой •ллвушкой.'Дгл р+-п~ п п+-р- диодов показано, что оффектнвность захвата неосновных (по типу базы) наравнозесных нооптелэй ловушками неосновных носителей, значительно выше, чем оспов&к (то есть <уап и х^ Змт вывод оделен на основании намерения ШЛ5- спектров ловушек неосновных носителей при иниектируквгем и пэинкэктирувдем заполнении.

В работе показано, что для п+-р- даодо при условиа.р^^ ^ формула (4) будет иметь вид:

V + Ъо- (Б)

Однако вкешрямэнт дает 0п»0р» поэтому т^«^, следовательно (4)

зашиэтея; .

**" V' " (6)

что противоречат как самой теории Шошгя-Рида-Холла, так н результатам эксперимента. Для случая по»р1 в р+-п- диоде формула (4) примет

ГС

вид:

V + V .........-....... (7)

Если принять 0р>>0п, то будем иметь tpo«"^ и (А) вашиэтся:

Такой вывод, как и в предыдущем случав, противоречит самой теории Шокли-Рида-Холля. Таким образом, для случаев р0~п1 (п+-р~ диод) и n0~Pl (р+-п-даод) теория Шокли-Рида-Холла противоречит самой себе и результатам эксперимента. В то же время експоримантально показано, что процессы реК9МЗинации с участием глубоких ловушек с хорошей точностью описываются моделью, предложенной П.Т. Орепкшшм, согласно которой: •

-JL = J_ + _i_ , (9)

* v

где время кизни, определяемое вксперимоытальио, сошадапдее о временем жизни неосновных, носителей, поскольку для n-типа т= а для р- типа i= тПо.

Как отмечалось в [3], использование теории Шокли- Рида- Холла-в DLTS неправомерно, так как во время действия опустошающих импульсов (когда происходит измерение параметров ГЦ) наблюдается актива-ционно- дрейфовый процеоо. Как и при описании рекомбинации через ловушки, в теории DLTS считают, что суммируются времена пролета (дрейфа) и тепловой генерации носителей. Первым из указанных времен, принебрегают. Вместо этого следует, складывать вероятности вехи -л* а электронов и дырок на ловушки при рекомбинации (это статистически несовместные события), или переминать вероятности совместных сооытий: генерации и дрейфа, включая пролет, при DITS на опустошающих импульсах.

Согласно [3], противоречивость етого подхода до сих пор на замечалась. В данной работе показаны пределы изменения энергетического пэлокэиия рекомбинацконвдх ловушек в запрещенной зоне, при

которых удовлетворяется формула Шокли-Ридэ-Холла (4), причем только условно [3]. Указанная условность выполнения (4)-состоит в следующем. Формула (4) для полупроводника,п- типа при 3^<В?<ВС деПстви-ельно дает г= т^ при по>>р4, однако может быть,, „что.. по<р4. Для полупроводника р- типа при формула (4) действительно дйот

гпо при р0»п4, тогда как мокот бит! р,,«^.

С другой стороны, теория Шокли-Рида-Холла,вводит время яи-чни дырок Тр и время кизни олектронов *тп и приравнивает кх <т;п= Тр>. Следовательно, во- первых, оперируют двумя огтпддолениями времени жизни, во- вторых, сводят процесс к прямой рекомбинации. Тагам образом теория Шокли-Рида-Холла оперирует равенством т= тп= Тр, а согласно сказанному пиша т = ^ро- яяя полупроводника п- типв и 1 = тПо- для полупроводника р- типа. Отсюда получаем г= Тр= хп~ ^ (п-тип) и т= Тр= Тд= т^ (р- тип).

Между тем, альтернативный , подход,ТОрешкина дает т= Тро= = 1/Ор<Ур>Н^ для полупроводника п- типа и т= 1/оп<ип>Ц» для полупроводника р- типа. При этом температурная зависимость т определяется зависимостью параметров Ор, <Ур>, Н^ , ъп, <1>п>. Величина г по (9) определяется экспериментально и она не является временем яизни пары электрон- дырка. Здесь Н^- рабочая концентрация ловушек.

Для полупроводника п- типа Тр0<"^ и по (9) % = Тр0, так как вероятность захвата основных носителей (влектронов) относительно мала из- за большой концентрации электронов в зоне проводимости, тогда как вероятность захвата дырок на то же ловушки относительно велика вследствие малой концентрации дырок в валентной зоне.

Для полупроводника р- типа, соответственно Тро>хПо и по (9) т = т^. Следовательно, в начале захватываются неосновные носители и этим захватом определяется время жизни т. Захват основных носителей запаздывает, но это ужэ ке играет никакой роли при рэкомбинации через ловушда, этот процесс не фиксируется при измерении г. Следует

отметить, что об указанном запаздывании упоминается в ряде книг, однако чв объясняется, какая составляющая захвата запаздывает. Сама теория Шокли- Рида- Холла исключает такое ваггаздаэание и предотав-ляет захват основных носителей как мгновенные . процессы, следующие "в фазе" с захватом неосновных носителей. Между тем, отсутствие сдвига ш времени для указанных процессов захвата исключает захват на ловушки и сводит все явление к прямой рекомбинации.

Таким образом, теория Шокли- Рида- Холла содержит ряд внутренних противоречий. Кроме того, не следует применять ее в ШЛ5, так как процессы активации и дрейфа (пролета) носителей, наблюдаемые при DITS, не тождественны рекомйинационным процессам.

Далее в главе Б анализируются процессы перезарядки ГУ при BLTS. Проанализированы результаты наблюдения полевых вввиоимоотей времени перезарядки ГУ для воех образцов. Отмечено, что полевой вфт факт при перезарядке ловушки неосновных нооителей (дырок) в ОГО р+-п- диода, ' набждалоя впервые в данной работе.

Приведены экспериментальные данные, количественно подтверждающие справедливость формул (1) и (2).

Экспериментально подтв крадена необходимость использования при измерении DITS- спектров режима Ч^рез" Это позволяет йолучать истинное значение Ht. В противном случае (при Do<Dp03) измеряется сильно заниженное значение Nt, что значительно затрудняет (или вообще делает невозможным) анализ отдельных технологических операций изготовления пелупрсводниковых структур по ГЦ. Применение резонансного рекима измерения DITS- спектров при аттестации промышленных технолога:» проиллюстрировано на примере исследования операций плазмохи-мичоского и жидкостного травления. Изучались параметры дефектов о ГУ, создаваемых данными технологическими операциями в диодах Шотки на осново Si п- типа. Результаты опубликованы в работах [1J и [4].

В шеотой главе описывается алгоритм автоматизированного определения резонансного режима измерения DITS- спектра. Критерием достижения резонанса является значение напряжения опустошения Uo, при котором перестает наблюдаться сдвиг максимумов DITS- пиков. Нп основании этого алгоритма написяна прзграмма, которую предлагается ввести в состав программного обеспечения цифровых DITS- спектрометров, управляемых компьютером, с целью получения достоверных данных при измерении,основных параметров ГУ. Как ужа отмечалось, несоблюдение условия резонанса в вида Va?Vpeg приводит к неверному определению концентрации ГЦ, что делает невозможной аттестацию технологии изготовления полупроводниковых приборов. Отмечается, что введение такой дополнительной функциональной возможности позволит избежать ошибок, связанных с неправильным выбором величины Ро. Изучение фирменной документации показало, что такая возможность до сих пор не реализована ни в одном из серийно выпускаемых DITS- спектрометров.

Прэдоюгаемая программа может быть использована с любым цифровым DITS- спектрометром после некоторых доработок (требуется изменить модуль связи основной программы с портами ввода-вывода в соответствие о особенностями используемой установки).

С целью испытания работоспособности программы разработан и изготовлен лабораторный макет цифрового токового DLTS- спектрометра, управляемого от ЭВМ (Ш1 AT).

Проведенные испытательные измерения показали работоспособность аппаратной и программной части установки. Полученные результаты с хорошей точностью совпали о данными, измерений эталонной установки. В качестве эталонной установки использовался аналоговый токовый DITS-спектрометр. Измерения проводились на двух образцах, представляющих собой диоды с р+-п- переходами.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Впервые на диодах с п+-р- переходами (на основе Si и GaAs), содержащих глубокие ловушки неосновных носителей (электронов) в активной части р- области, экспериментально подтверждена справедливость формулы х- 0,8 ^(Hp/^iexpt (В0-В^)/кТ), описывающей кинетику перезарядки ловушек неосновных носителей заряда на основе ак-тивационно- пролетной теории.

2. Впервые на диодах о п+-р- переходами (на основе Si и СаАе), содержащих глубокие ловушки неосновных носителей (електронов) в активной части р- области наблюдалась полевая зависимость постоянной времени релаксации при кх перезарядке. Это подтверждает справедливость применения активационно- пролетной теории для огнсания процессов перезарядки ловушек неосновных носителей в п+-р- диодах.

3. Для всех образцов проводилась количественная проверка выражений, описывающих перезарядку глубоких ловушек основных и неосновных носителей нг основе активационно- пролетной теории, я также измерение полевых зависимостей времени релаксации. Полученные результаты показывают справедливость этой.теории.

4. Для получения достоверной информации о ГЦ даны експеримен-твлъно обоснованные рекомендации производить измерение DLTS- спектров в резонансном режиме (при U05>upe3). Показано, что несоблюдение указанного условия приводит к получению сильно заниженного значения концентрации ГЦ.

6. Праведвш примири практического применения DITS (в резонансном режима) для анализа отдельных технологических операций по опубликованным работам автора. Сделаны вывода о вероятной природа дефектов с ГУ, которые исследовались в данной диссертации.

6. Разработан и изготовлен лабораторный макет токового ; DLTS-спонтроьытрн с возможностью автоматизированного определения резонансных условий измерения сшктра. Использование этой возможности

позволит избежать получения ошибочных параметров ГУ, возникающих в случае неверного выбор.? напряжения оггуотошония (ио<ир8В). Вместе с тем отмечается, что такая возможность не была ранее реализована ни в одной из серийных установок, создаваемых зарубежными фирмами.

7. Для образцов, содержащих ловушки неравновесных носителей, систематически измерялось время жизни неосновных неравновесных носителей и его температурная зависимость. На основе полученных данных сделан вывод о том, что процессы рекомбинации определяются ловушками неосновных носителей.

8. Впервые экспериментально выявлены существенные внутренние противоречия теории рекомбинации через ловушки Шокли-Рида-Холла. В та же время эксперимент подтверждает справедливость теории П.Т. Орешкина для описания рекомбинации о участием глубоких ловушек.

9. Дана экспериментально обоснованная рекомендация использовать методику измерения температурной зависимости времени жизни неосновных неравновесных носителей 6 резких несимметричных р-п- переходах (п+-р и р+-п) (на основе метода инжекции-вк'тракции) для экспрессного определения энергетического положения глубоких ловушек неосновных носителей в запрещенной зоне полупроводника (без использования Ы.ТЗ). Эта рекомендация дана на основе вывода о том, что определяемое значение энергии активации следует приписывать ловуш-чам неосновных носителей. Отсчет энергии при этом следует проводить от'зоны неосновных носителей (по типу базы).

Основные результаты дмооертации опубликованы в следующих работах;

1. Релаксационная спектроскопия глубоких уровней в полупроводниках./ Орешгаш Л.Т., Зубков М.В., Холомина Т.АлЖелезнов Ф.1С.,Кузнецов Ю.М., Клочков А.Я., Трегулов В.В.//Электронная техника.Сер.3. Микроэлектроника.-19Э2.-Вып. 2 (147) -Э (1-48). - С.3-8.

как резонаторы на глубоких центрах//Актуальные проблемы фундаментальных наук: Сб.докл. Международной конференции. Секция "Теоретическая и бкепериментальная физика".- М.:МГТУ им.Баумана,1991.-С.80-83.

о. Орешкин П.Т., Трегулов В.Ь. Перезарядка глубоких уровней и рекомбинация через ловушки.//Тез. докл. Всероссийской Научно-технической. конф. с международным участием "Актуальные проблемы твердотельной електроники и микроэлектроники",Таганрог.-1994.- ч.1.- С.Б.

4. Ограничения в технологии и проектировании субмикронных СБИС, обусловленные дефектами о глубокими уровнями./ Клочков А. Я, Зубков М.В., Кузнецов Ю.М.,Близнецов В.Н..Бобров А.Л..Трегулов В.В. //Электронная техника. Сер.З. Микроэлектроника.- 1992.-Вып.4(149) С. 37-40.

Б Трегулов В.В. Экспериментальный анализ модели рекомбинации носителей заряда в полупроводниках при наличии глубоких ловушек //Физика полупроводников и микроэлектроника. Межвузовский сборник научных трудов РГРТА.- 1995.- С. 69-76.

6. Трегулов В.В., Зубков М.В. Пол«вой эффект при релаксационной спектроскопии глубоких уровней в полупроводниках.//Физика полупроводников и микроэлектроника. Мажвузовокий сборник научн-х трудов РГРТА.- 19S5.- С. 77-80.

Трегулов Вадим Викторович

Перезарядка глубоких уровней в полупроводниках при релаксационной спектроскопии и рекомбинации черва ловушки

АВТОРЕФЕРАТ ' дисоертвции на соискание ученой степени , кандидате технических наук ,

Лицензия * 020446 от 04.03.92......

По,атсано в печать 6.11.96. Формат бумаги 60*84 1/Х6. Бумага газетная. Печвть ротвпринтная. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тире» 100 ека. Звказ^ЯЗ. Бесплатно. , Рязанская государственная радиотехническая академия. 3910СО, Рязань, ул. Гагарина, .69/1. Участок опврв-гавио.. полиграфии Облотатуправления. . , 390013, Рязань, ул. Тотгановп, 4.