Радиационная модификация неупорядоченных систем на основе кремния тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ОРДЕНА ЛЕНИНА СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

На правах рукописи УДК 621.315.592: 539.213:536.75

Двуреченский Анатолий Васильевич

РАДИАЦИОННАЯ МОДИФИКАЦИЯ НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ

Специальность 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Новосибирск 1987

Работа выполнена в Институте физики полупроводников Сибирского отделения Академии наук СССР

Официальные оппоненты: ✓

доктор физико-математических наук В.Н.Мордкович, доктор физико-математических наук И.А.Аброян, доктор физико-математических наук С.И.Стенин

Ведущая организация: Институт физики АН УССР

Защита диссертации состоится "_"_198 г.

в 15 часов на заседании специализированного совета Д 003.05.01 при Институте физики полупроводников СО АН СССР (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 13).

С диссертацией можно ознакомиться в отделении ГПНТБ СО АН СССГ (пр. Ак. Лаврентьева, 6).

Автореферат разослан "_"_198 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор физико-математических наук, профессор

Л.Н.Александров

ям>;С'" :

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

:£5§ЩзШд1ость теш. В последние полтора-два десятилетия в современной физике конденсированного состояния сформировалась и превратилась в одну из ваянейших новая область, получившая название физики неупорядоченных систем. Наметились определенные успехи, в результате которых неупорядоченные системы приобретают все большее практическое значение, в частности, в электронной технике. Так, приборы на аморфном кремнии («& ) успешно конкурируют с кристаллическими в таких применениях, как фотовольтаические батареи, а такяе в системах обработки информации: видиноны, транзисторные-матрицы управления жидкокристаллическими дисплеями, электрофотография; с использованием аморфных полупроводников связывается один из путей решения проблемы создания трехмерных интегральных схем.

К конденсированным неупорядоченным системам.относятся сильно легированные полупроводники (беспорядок замещения или композиционный беспорядок), аморфные и стеклообразные полупроводники, лпдкоста (структурный или топологический беспорядок), поверхность полупроводника, полупроводники и диэлектрики, подвергнутые в определенных условиях радиационным воздействиям. Последний из приведенных примеров свидетельствует о том, что ряд областей радиационной физика твердого тела является частью физики конденсированных неупорядоченных систем. Поскольку в условиях радиационных-обработок переход порядок-беспорядок происходит в результате внешнего воздействия на кристалл, то говорят о разуиорядочеюшх материалах, определение которых совпадает с определением неупорядоченных систем: макроскопическая система называется неупорядоченной, если в расположении частиц отсутствует дальний порядок (бляетшй монет сохраняться), причем нарушение дальнего порядка носит случайный характер.

Развитие физики неупорядоченных систем и радиационной физики происходило вкачала независимо. В 70-х годах появились работы, показыващие, что в материалах, полученных путем радиационного воздействия на кристаллические полупроводники, на-блвдаются эффекты и закономерности, характерные для неупорядоченных систем. По сравнению с другими способами получения неупорядоченных систем, радиационные воздействия ийеют оире -

деленные прэпзущаства, заключающиеся правде всего в возможности дозированного, контролируемого изменения состояния исследуемых материалов, что позволяет получать в исследовать объекты, которые не удается приготовить иными методами. Поэтому исследования процессов разупорцдочения, перестроек дефектов и структурных превращений в кристаллических полупроводниках, происходящих при радиационных воздействиях, представляют одно из вааных направлений в понимании различных свойств и характеристик неупорядоченных систем, в управлении их параметрами.

Широкое использование некристаллических полупроводников нешслшо без возможностей контролируемого изменения их свойств аналогично кристаллам, в которых небольшие добавки щшэси способны значительно изменять характеристики материалов. Что касается аморфных полупроводников, то к моменту- начала настоял^ работы (Х970 г.) считалось, что вводаые в них пршесн не влияют на свойства некристаллических материалов, и аморфные полупроводники ведут себя как системы с насЕдашиает свяшия. В 1974 г. нами было обнаружено, что водород, имплантированный в а , способен взаимодействовать с разорванными связями п уыеньоать их плотность. Значение этих результатов стало ясяш после экспериментов, выполненных в 1975 г. У.Э.Сшроа и Я.Дж.Декшбер01Л, Еоторые показали, что гидрированный а-5; способен изменять электрофизические свойства при введении прннасей элементов главных подгрупп Ш, У групп периодической система. В ходе поисковых исследований в 197£ г. нагш впервые была показана возасшгость изменения эяэктрзчзс-ких свойств а-5г , не содержащего водород в легируемого с помощью ионной имплантации.

Перспективы контролируемого изменения свойств некристаллических полупроводников вызвали повышенный интерес к этш катерналаи, и систематические исследования абыки включены в целевую коаплекснуз научно-техническую программу по проблема 0.01.03 "Создать и внедрить солнечные, геотермальные, ветровые установка и устройства для производства тепла и электрический энергии", утвврвдэнную постановлением ШНТ, Госплана СССР и АН СССР от 29.12.81 г. Наша исследования являэтся частью работ, преду смотренных этой программой.

Для направленного изменения свойств ыетастабнльных состо-

яшй, какими являются неупорядоченные системы, прекрасным инструментом оглзалзсь импульоныв' воздействия мощного электромагнитного излучения шеи потока частиц. Интерес к импульсным воздействия,5 на полупроводниковые ¡датериалы связан с эффектом лазерного отжига, обваругеввш в 1974 году в СГО Казанского филиала АН СССР и. КШ СО АН СССР. Впоследствии для эффекта лазерного отжига стал использоваться более общий термин "импульсный отшг", ошсывавдий результаты воздействия не только лазерного излучения, но таккэ электронов, ионов, некогерентного света и электромагнитных волн СВЧ-диапазона.

Выбранная тема диссертационной работы находится в русле "Основных направлений экономического и социального развития СССР на 1936-1990 годы и на период до 2000 года", в которых указывается на необходимость обеспечения "широкого внедрения в народное хозяйство принщшально новых технологий - электронно-лучевых, плазменных, импульсных, радиационных..."

Целью работц являлась разработка физических основ модификации структурных и электрофизических свойств неупорядоченных кремниевых систем с помощью радиационных воздействий, направленная на достижение требуемых свойств материала; В соответствии с этил были сфорлулироЕаны следунпие задачи:

- изучить структуру точечных дефектов при высоких концентрациях прзлесп я собственных нарушений решётки кремзия, вводимых облучением электронами, нейтронами и ионшли; исследовать процесс амортизации облучённого нонаан кремния при изменении качественного состава и содерзашя примеси, а таггл структуры глатериала;

- изучить поведение дефектов и примесей в аморфном кремнии при радиационных воздействиях';

- установить возможности'и условия сипения плотности локализованных состояний, а такге возкояности управления электрофизическая свойствами сбойного креглшя при радиационных и термических обработках;

- изучить структурные превращения п говедеклэ пркесеЯ в аморфном п иояикрнсталлнчзсксм крешии щп импульсном нано- а 'якросекущщси отзигз; установить закономерности структурных превращений;

- разработать (дзтодаки п экспериментальные установки для реализация изменений структуры л электрофизических свойств

неупорядоченных систем;

- выяснить и проанализировать возыоаностп и ограничения радиационных методов в управлении свойствами неупорядоченных систем на основе кремния.

Объекты и методы исследования. В ходе выполнения работы использовались следующие основные объекты исследования:

- кристаллический кремний (к-б; ), выращенный методом Чохральского и бестигельной зонной плавки, нелегированный и легированный различными примесями до концентраций - см-^;

- слои кремния, полученныэ с помощью импульсной перекристаллизации ионно-легированного материала и содержащие примесь до концентраций ^-10 см-3;

- слои а- Бг , формируемые ионной бомбардировкой кристаллического материала;

- плёнки а- Б; , полученные вакуумным испарением и пиролизом моносилана (а- <осавд.>) и легированные с помощью ионной имплантации;

- длёшш поликристаллического кремния (поли- Б; ), приготовленные термическим разложением моносилана.

Во многих наших экспериментах концентрация вводимых примесей достигала десятков атомных процентов, поэтому мы имели дело со смесью (твёрдым раствором) двух или даяе трёх веществ. При их формировании основой практически всегда служили слои кремния. В этом смысле мы говорим о неупорядоченных системах на основе кремния.

Облучение исследуемых объектов проводилось электронами, нейтронами и ионами. Импульсное воздействие осуществлялось с помощью лазерного излучения и электронных пучков.

При исследовании в качестве основных методов применялись ЭПР, резераордовское обратное рассеяние (в условиях каналиро-вания), измерение температурюй зависимости проводимости. В некоторых экспериментах использовались метод дифракции электронов и рентгеновских лучей, электронной микроскопии, масс-спектрометрии вторичных ионов, оптического поглощения, фотопроводимости, Ояе-спектроскошга, тер,ю-э.д.е., мессбауэ-ровской спектроскопии.

Научная новизна. Данная работа находится на стыке двух областей - физики конденсированных неупорядоченных систем и

радиационной физики твердого тела. Методы радиационной физики фактически обеспечили новый подход в получении и исследовании неупорядоченных полупроводниковых систем и способствовали развитию этой области физики конденсированного состояния. Научная новизна конкретных исследований состоит в следующем:

1. Выявлены изменения структуры точечных дефектов в условиях продолжительного облучения кремния быстрыми электронами, нейтронами и ионами. Обнаружен ряд новых парамагнитных центров, предложены и обоснованы модели их атомной конфигурации. Установлено, что повышение интегрального потока нейтронов при облучении кремния приводит к появлению непераориентируемых дивакансий, изучение которых привело к заключению о потере эквивалентности различных ориентаций дефекта в решетке и случайном характере изменения силового поля в окружении дивакансий. Предложены модели встраивания примесей в сетчатую структуру при ионной имплантации.

2. Обнаружены и исследованы новые физические явления, предложены их механизмы. К таким явлениям относятся:

- эффекты стимулирования и подавления перехода кристалл-аморфное состояние (К-А) в условиях ионного обличения кремния при изменении примесного состава и концентрации элементов главных подгрупп Ш, У групп периодической системы, а также структуры материала;

- явление ионно-стимулированной эпитаксиальной кристаллизации а-5« и процесс разрастания аморфного слоя в условиях ионного облучения структуры а-$<;

- эффект снижения плотности локализованных состояний в дели по подвижности а- б«' при ионном внедрении водорода в области температур > 200°С (в процессе облучения или отжига);

- явление пассивации оборванных связей, ответственных за локализованные состояния в а- , при имплантации некоторых ЗсС -элементов периодической системы ( О, Мп, Ре, М);

- эффект ионного легирования а- , заключающийся в контролируемом изменении положения уровня Фврли при введения в материал примесей элементов главных подгрупп Ш, 7 групп и 3с1 -элементов периодической системы.

3. На основе ионно-легированного а-5<: создан класс систем, в которых по температурной зависимости проводимости обнаружена и исследована кулоновская щель в энергетическом спектре локализованных состояний.

4. Экспериментально установлено существование в условиях импульсного ( <10"® с) нагрева перехода аморфное состояние -жидкость, имеющего место при плавлении аморфных тетраэдричес-ки координированных полупроводников при температуре, меньшей температуры плавления кристаллического материала.

5. Построена модель структурных превращений в условиях импульсного ( <10"® с) отжига а-Б; . На базе вычислительного эксперимента установлены основные явления и закономерности в формировании различных структур: мелкодисперсный и крупноблочный поликристалл; самоподдерживающаяся и промежуточная кристаллизация. Построена диаграмма характерных процессов в

а-5^ в зависимости от длительности импульса и плотности энергии. Выявлены характерные фазы процесса самоподдершваю-цейся кристаллизации а-5< на неориентируюцей подложке (латеральная кристаллизация).

Защищаемые положения, развитые и обоснованные в работе, формулируются следующим образом:

1. Облучение кремния большими интегральными потоками электронов, нейтронов (£10*® см~^) и ионов (МО*5 см-2) приводит к изменению атомной конфигурации точечных дефектов вследствие присоединения примесей или компонентов пар Френкеля к известному ранее типу дефектов, а также вследствие потери пространственной периодичности силового поля в решетке.

2. Переход кристалл - аморфное состояние при ионном обду-чении сильно легированного (концентрация примесей Я ат.%) и поликристаллического кремния, а также процесс разрастания аморфного слоя и эффект ионно-стимулированной эпитаксиальной кристаллизации определяются взаимодействием точечных дефектов с примесями, с границами раздела кристаллитов и различных фаз.

3. Внедрение ионов водорода и За! - элементов ( 0~ , Мп, Ре, №) в аморфный кремний-приводит к снижению концентрации

оборванных связей и плотности обусловленных ими локализованных состояний в щели по подвижности а- 5< .

4. Ионная имплантация в а-5< элементов главных подгрупп Ш, У групп до концентраций >Ю20 См~3 и -элементов периодической системы до концентрации >10*9 см~^ позволяет менять тип и величину проводимости некристаллического материала.

5. Существует класс систем на основе легированного а-5< , в котором температурная зависимость проводимости следует зако-

ну сг~ еур£~ • интерпретируемому в рамках

представленил о параболической кулоновской щели в спектре локализованных состояний а-51 .

6. В условиях импульсного (<10"® с) отжига а- Бс происходит формирование сильно переохлажденного расплава вследствие меньшей температуры перехода аморфное состояние - кидкость в тетраэдрически координированных аморфных полупроводниках, по сравнению с температурой плавления кристалла.

7. Импульсный (<10"^ с) отжиг аморфных слоев кремния описывается в рамках модели структурных превращений, включающей переход аморфное состояние - жидкость при температуре 0,7-0,8 температуры плавления кристалла, гомогенное зародыше-образование в глубоко переохлажденном расплаве, роит образовавшихся кристаллов и зпитаксизо от подложки.

8. Инициируемая импульсным воздействием латеральная самоподдерживающаяся кристаллизация аморфных пленок на неориен-тирующей подложке приводит к формированию трех характерных структур: мелкодисперсный поликристалл; периодическое чередование участков мелкодисперсного и крупноблочного поликристалла; монокристалл.

9. Импульсный отниг позволяет управлять профилями распределения примесей по глубине, составом и структурой материала.

Практическая значимость работы. Совокупность подученных результатов, устанавливающих связь свойств разупорядоченных и неупорядоченных систем на основе кремния с характеристиками и условиями радиационных обработок, позволяет рассматривать радиационные воздействия в качестве эффективных путей, обеспечивающих изучение неупорядоченных систем и управления их параметрами.

Технические решения, связанные с управлением свойствами неупорядоченных систем, а также с изменением их состояния при радиационных воздействиях, защищены авторскими свидетельствами и используются как технологические операции при изготовлении полупроводниковых элементов и структур. К ним относятся:

- способ отжига радиационных дефектов в полупроводниках, основанный на эффекте ионно-стимулированной эпитаксиальной кристаллизации (ИСЭК);

- способ откига дефектов в. имплантированных слоях полу-

проводников с использованием импульсного воздействия излучения с тыльной стороны пластины;

- способ изготовления омических контактов на основе эффектов ИСЭК и ионного легирования а- ;

Предложены и разработаны методы модификации структурных и электрофизических свойств неупорядоченных систем на основе кремния с помощью радиационных воздействий;

- методы ионного легирования , позволяющие контролируемо менять тип и величину проводимости в интервале Ю-8 - 10^ (Ом.см)-1 и включающие I) сочетание ионной имплантации с последующим прогревом в водородной плазме при 300-500°С; 2) низкоэнергетическое (< I каВ) ионное внедрение элементов Ш, У груш периодической системы вместе с водородом в процессе осаждения материала;

- низкотемпературный метод формирования р-п - переходов на основе эффекта ИСЭК;

- метод многократного импульсного отжига, обеспечивающий синтез твердых растворов, а также однородное распределение примеси по глубине в приповерхностном слое и большие градиенты на границе с нелегированной областью;

- метод комбинированного импульсного отжига для латеральной кристаллизации аморфных полупроводниковых пленок;

- метод сочетания импульсного отжига и ионного внедрения для получения сильно легированных слоев поликристаллического кремния.

Предложен метод определения коэффициентов диффузии водорода в а-5; .

Выявлены особенности импульсного электронного отжига, проявившиеся в формировании скрытого высокоомного слоя, когда в спектре электронов велика доля высокоэнергетичных (20-40)кэВ частиц.

Проводимые исследования являлись составной частью программ по Постановлениям директивных органов, а также хозяйственных договоров с предприятиями, направленных на решение конкретных проблем. Отчеты, конструкторская документация, а также макеты структур и систем передавались заинтересованным организациям для практического использования и проведения дальнейших разработок.

Личный .вклад автора. Результаты, изложенные в диссертации, получены группой, руководимой автором, а также в сотрудничестве с научными работниками ИФП СО АН СССР и других организаций. Большинство исследований, описанных в диссертации, было выполнено по инициативе и под руководством автора, а также по предложенным автором ид'еям. Личный вклад автора заключался в постановке задач, в определении путей их решения, обсуждении полученных результатов, корректировке экспериментов (или расчетов), в выработке моделей на основании проводимых обсуждений, а также в осуществлении в ряде случаев измерений.

Большая часть статей и все обзоры по теме диссертации написаны автором после обсуждения результатов с соавторами работ. Автором выполнено обобщение представленного в диссертации материала.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на симпозиумах, конференциях, семинарах и совещаниях: Всесоюзное совещание по дефектам структуры в полупроводниках, Новосибирск, 1973 г.; Международная конференция по радиационным эффектам в полупроводниках, Дубровник, Югославия, 1976 г.; УП Международная конференция по атомным столкновениям в твердых телах, Москва, 1977 г.; I американо-советский семинар по ионной имплантации, Олбэня, США, 1977 г.,; Международная конференция по ионной имплантации в полупроводники, Рейнхардсбрунн, ГДР, 1977 г.; Международная конференция по радиационной физике полупроводников и родственных материалов, Тбилиси, 1979 г.; П советско-американский семинар по ионной имплантации, Пущино, 1979 г.; У1 Всесоюзная конференция по процессам роста и синтеза полупроводниковых кристаллов и пленок, Новосибирск, 1982 г.; Всесоюзный симпозиум: Полупроводниковые преобразователи солнечной энергии, Киев, 1982 г.; УП Международная конференция по' ионной имплантации в полупроводниках и других материалах, Вильнюс, 1983 г.; Всесоюзный семинар "Аморфный кремний и другие А1У", Ленинград, 1981-64 гг.; Международная конференция по модификации полупроводников и родственных материалов импульсными воздействиями, Дрезден, ГДР, 1984 г.; 1У Всесоюзное совещание по дефектам структуры в полупроводниках, Новосибирск, 1984 г.; Симпозиум по микроэлектронике (в рамках двустороннего сотрудничества АН СССР и АН

ГДР), Москва, 1984 г.; Всесоюзная конференция по радиационной физике полупроводников и родственных материалов, Ташкент, 1984 г.; Всесоюзное совещание по теплофизике метастабильных состояний в связи с явленияш кипения и кристаллизации, Свердловск, I385 г.; УП Всесоюзная конференция по процессам роста и синтеза полупроводниковых кристаллов и пленок, Новосибирск, 1986 г.; ХП Республиканский семинар "Влияние внешних факторов на процессы радиационного дефектообразования в полупроводниках, Киев, 1986 г.; Международная конференция "Некристаллические лолупроводники-86", Балатовцеплак, Венгрия, 1986 г.; Всесоюзная конференция по ионно-дучевой модификации материалов, Черноголовка, 1987 г.; Международная конференция по модификации материалов импульсами анергии и пучками частиц, Дрезден, ГДР, 1987 г.; I Всесоюзная конференция до физическим и физико-химическим основам микроэлектроники, Вильнюс, 1987 г.; Всесоюзный семинар по радиационной физике полупроводников, Новосибирск, 1972, 1974-82, 1985, 1987 гг.; Семинар по проблеме: "Радиационная модификация материалов полупроводниковой электроники" (ФИАН и И1ГШ АН СССР), Москва, 1986 г. ; "Деградация полупроводниковых материалов и приборов" (ШШ), Ленинград, 1987 г.

Основные результаты диссертации опубликованы в 89 работах, .список которых приводится в конце автореферата и является частью списка литературы, цитируемой в диссертации.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и приложения, в котором собраны имеющиеся акты практического использования результатов исследований и разработок. Объем работы составляет 271 страницу машинописного текста, 103 рисунка, 12 таблиц и 434 ссылки на литературные источники.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дается общая характеристика работы: рассматривается актуальность темы исследования, состояние проблемы к моменту начала работы, перечисляются основные эффекты, на которых основана работа, указывается цель работы, ее основные задачи, формулируются защищаемые положения. Приводится схема рассмотренных в процессе выполнения работы различных состоя-

ний и структурных превращений, которые реализуются при радиационной модификации свойств кристаллического кремния, неупорядоченных и разупорядоченных систем на основе кремния. Схема включает системы «- вц дефекты) , а-5/, ллдкий 5/ ( ж -5< ), поли - Бг с указанием переходов мезду ниш при радиационных воздействиях и иллюстрирует взаимосвязь разделов диссертации.

Петевая глава посвящена изложению результатов до изменению структуры точечных дефектов в облученном крэшня.

В начале главы приводится краткий обзор данных по точечным дефектам в кремнии, дается простейшая их классификация, формулируются нерешенные проблемы. Отмечается, что при научении системы к - Бс < дефекты> нас интересовала область боль-пих концентраций (> 10 см"3) точечных нарушений, когда могли проявиться эффекты взаимного влияния дефектов друг на друга и переход порядок-беспорядок.

Изменения структуры дефектов в кристаллическом материале могут быть двух видов: I) хаотическое изменение атомной конфигурации определенного типа дефектов вследствие взаимодействия нарушений менду собой при высоких концентрациях; 2) перестройка структуры вследствие захвата компонентов пар Френкеля или примэси; в последнем случае проявление перестройки додано быть наиболее ярким в материале с повышенным содержанием щшиеси. Исходя из этого, основные особенности нашх исследований заключались в использовании больших интегральных потоков (доз, 1018-1020 см-2) при облучении кристаллов частицами, а также в проведении экспериментов на кремнии с высоким содержанием примесей Ц.Ю^-Г.Ю^ см™3) элементов главных подгрупп Ш, У групп периодической системы.

Облучение электронами осуществлялось на сильноточных ускорителях, разработанных ИЯФ СО АН СССР. Нейтронная бомбардировка проводилась в каналах ядерного реактора, основанного на делении урана.

В условиях продолжительного облучения кремния электронами и нейтронами выявлены изменения структуры точечных дефектов, обусловленные присоединением одного из компонентов пар Френкеля, а также примесей к известному ранее типу дефектов. В исследуемых системах методом ЭПР обнаруаен ряд новых центров (точечных дефектов) и изучены их характеристики. Определены параметры спинового гамильтониана этих центров. На осяова-

нии анализа анизотропии зеемаяовского взаимодействия, сверхтонкой структуры (СТС), а также данных по одноосному сжатию, кинетике накопления и отжига предложены модели центров.

В кремнии, облученном электронами, это следующие центры: Н5 - комплекс дивакансии с атомами алюминия, расположенном в меадоузе льном положении; главные значения - фактора = 2.0025, д1 = 2.0005, = 2.0036 (±.0.0001), спин 5 = 1/2, угол между осью и направлением [ПО] в = 13±2°. НИ - комплекс дивакансии с атомом бора в меадоузе льном положении; д, = 2.0022, Уг- %ъ = 2.0084, 5 = 1/2, & = 34°. (?1б - комплекс вакансия-примесь (углерод) с пространственно разделенными компонентами; этот центр наблюдался ранее, и главные значения д - фактора центра были известны. Нами обнаружена и исследована суперсверхтонкая структура центра (? 16, что позволило предложить возможную атомную конфигурацию дефекта.

В кремнии, облученном нейтронами, обнаружены и изучены два низкосимметричных дефекта (симметрия С| или C¿ ): ИЗ - комплекс дивакансии с собственным междоузельным атомом;

д1 = 2.0065, $2= 2.0028, д3 = 1.9972 (± 0.0003), Б = 1/2. НЕ2 - комплекс с конфигурацией из двух меадоузельных атомов и атома в расщепленной меадоузе льной конфигурацией; = 2.0016, = 2.0034, д3 = 2.0042 (±. 0.0003), 5 = 1/2.

Поскольку центры Н8 и Н12 являются низкосимметричными, то для них ориентации главных осей д - тензора относительно кристаллографических направлений определяется матрицей косинусов углов между каждым направлением главных осей и кристаллографическим направлением. Значения матричных элементов были определены для обоих исследуемых центров.

Выявление эффектов взаимного влияния дефектов друг на друга проводилось путем исследования характеристик дивакансии, одно из свойств которых заключается в возможности переориентации (вращении) при температуре, превышающей 80 К и в условиях невысокой плотности дефектов (^Ю16 см-3). В процессе вращения дивакансия занимает поочередно три различных эквивалентных ориентации в рзшетке типа алмаза только путем перезамыкания связей (баз движения атомов).

Проведенные нами исследования показали, что при облучении кремния нейтронами, наряду с переориентируемыми, вводятся дивакансии, переориентация которых не происходит вплоть до

Т ? 300 К, причем с увеличением дозы все дивакансии, вводимые в материал, становятся непереориентируемыш. Соответствующий непереориентируемым дивакансиям спектр ЭПР, названный наш Н9, отличается от известных параметрами Jt -тензора, характеризуется аномальной шириной и соотношением интенсивностей резонансных линий, отсутствием СТС. Появление непереориентируемых ди-вакансий связывается с введением в кристалл при нейтронной бомбардировке неоднородных деформаций, обусловленных разупо-рядоченнша областями (РО). Дивакансии, расположенные достаточно далеко от РО, являются переориентируемыми, а дефекты, локализованные в области больших деформаций (- М-3), дают спектр Н9. Неоднородные деформации приводят, по-видимому, к хаотичному изменению окружения навдой дивакансии.

Исходя из характеристик локальных центров, условия перехода системы из упорядоченного в раэупорядоченное состояние можно, по-видимому, сформулировать следуыцим образом: изменение средней энергии резонансного перехода (или изменение константы СТС)а Ер должно быть больше ширины линии лН, равной, согласно соотношению неопределенностей,Vt : дЕр^д Н = = ь/х . В данном случае Т - время жизни возбудденного состояния по перевороту спина.

Проблема аморфизации и восстановления структуры в облученном нремнни рассмотрена во второй главе. Начало главы посвящено анализу литературных и кашх данных по проблеме аморфизации элементарных полупроводников при облучении ионами и последующей кристаллизации в условиях тепловых и радиационных воздействий. На основании анализа делается вывод, что большинство наблвдаемых результатов и явлений- описывается с позиций введения и взаимодействия точечных дефектов. Ка базе такого представления предложены механизмы аморфззации, разработана феноменологическая теория накопления дефектов и аморфной фазы в зависимости от массы ионов и температуры системы. Отмечает-' ся, что наи вклад в изучение проблемы аморфизации и последующего восстановления структуры в облученном кремнии заключается в исследовании природы точечных дефектов и их накопления, в установлении предельных концентраций точечных дефектов различных типов, в выявлении роли качественного состава и содержания примесей, а также разветвленной границы раздела кристаллитов в процессе перехода К-А, в установлении условий и меха-

кизков, управляющих разрастанием аморфных слоев и их кристаллизацией при облучении кремния ионами. При этом в ходе работы нами бык обнаружен рад новых эффектов.

Далее в главе П более подробно рассматриваются наии результаты и выявленные эффекты в рамках сформулированной проблеш.

Одна из анализируемых характеристик системы к- <дефекты) - предельная концентрация точечных дефектов, которой называется максимально достижимое значение для данного типа нарушений.

Коннрнтрация дивакансий в условиях облучения большими доза/® электронов (энергия < 10 ЫэВ) достигает значений ~10 см-3 и зависит (не очень сильно) от концентрации примеси, способной захватывать собственны; мекдоузельнне атомы 5<" (алюминий, бор, углерод). Содержание других комплексов (например, вакансия-кислород) также по порядку величины составляет 10 см-3 при концентрации кислорода -10*® см"". Концентрация более сложных вакансионных комплексов, включающих примесь, быстро уменьшается с ростом числа вакансий в дефекте. Паприкер, содержание дефекта две вакансии-кислород составляет= см-3.

Что касается точечных дефектов мевдоузельного типа, то при облучении Бс электронами наблюдаются в междоузельном положении лишь примесные элементы, куда они вытесняются из узла собственными междоузельными атомами.

В кремнии, облученном нейтронами, предельная концентрация дивакансий увеличивается на два порядка, по сравнению с материалом, подвергнутым электрошок бомбардировке. Кроме того, облучение нейтронами приводит к введению собственных дамевдо-узелышх атомов, а также тетра- и пентавакансий ( н в концентрации. 10^-1см"^, которые не наблюдались в кремнии после электронной бомбардировки. Достичь перехода К-А в условиях электронного^и нейтронного облучения нам не удалось вплоть до доз 2.1020 см-2.

В случае бомбардировки нонами наблюдается незначительное возрастание дивакансий,по сравнению с материалом, облучённом нейтронами, Заметно возрастает (приблизительно на два порядка) концентрация диыеждоузелышх атомов, V §

и в таких .системах происходит переход К-А.

Явление амортизации при облучеши полупроводников различ-

шми частицами анализируется на основе представления о пространственном разделении вакансий и меддоузелышх атоыов, предложенного Л.С.Смирновым и Н.Б.Придачиным, н развиваемого впоследствии в наших работах. Делается вывод о недостижимости аморфизации кремния (в том числе и локальной) даже при очень больших дозах облучения электронами и нейтронами без воздействия дополнительных факторов, приводящих к пространственному разделению пар Френкеля.

Облучение ионами поликристаллического материала проводилось для изучения взаимодействия генерируемых точечных дефектов с разветвленной границей раздела кристаллитов. Доза аморфизации поли-51 оказалась меньше, чем доя к-. Высокотемпературный отжиг поли- приводит к уменьшению эффективности накопления дефектов и росту дозы аморфизации. Эти данные хорошо объясняются в рамках представления об определяющей роли точечных дефектов, накопление которых управляется напряженными областями в твердом теле.

В проблеме перехода К-А практически не изученным долгое время оставался вопрос о роли примесей. Если примесная зависимость перехода К-А существует, то представление о дефектообра-зовашш в условиях ионного облучения как о реакциях взаимодействия мевду точечными дефектами является предпочтительным, поскольку в коллективных процессах роль примеси должна быть незначительна. В проводимых нами экспериментах использовался кремний, характеризующийся большим уровнем легирования, достигавшим (1-4).10 1 см . Кроме того, образцы легировались как одним, так и двумя видами примесей элементов главных подгрупп Ш и У групп путем ионной имплантации с последующим импульсным отжигом дефектов в условиях яидкофазной перекристаллизации нарушенного слоя.

Ионная бомбардировка сильно легированных слоев осуществлялась ионами Хе+, а также легкими ионами Не"1". Было обнаружено, что степень разулорядочешя при ионной бомбардировке сильно зависит от примесного состава кремния. На образцах с двойным легированием наблюдалась более высокая эффективность в накоплении дефектов и меньшее значение дозы аморфизации, по сравнению с нелегированным материалом. Наоборот, в кремнии, легированном бором, эффективность введения дефектов была низка,и доза аморфизации значительно увеличивалась. Доза аморфизации в обнаруженных эффектах подавления и стиму-

лировашш перехода К-А менялась более чем на два порядка при облучении ионами Легирование примесями элементов У группы слабо влияло на переход К-А (небольшое уменьшение дозы амортизации). Исследования концентрационной зависимости эффекта подавления перехода К-А позволили определить содержание бора, начиная с которого эффект достаточно ярко проявляется. Для кремния, облучаемого ионами ^е"1", эта концентрация составляла (5-6).1020 см-3.

Для объяснения обнаруженных примесных эффектов предложен качественный механизм, основанный на данных по взаимодействию дефектов с примесями, приводящему либо к стимулированию процесса аннигиляции пар Френкеля, либо к подавлению аннигиляции.

Другой класс явлений, обнаруженных наш в условиях ионного облучения и описываемых также в рамках представления об определяющей роля точечных дефектов, включает в себя такие эффекты, как: I) расширение аморфного слоя (АС) при продолжительном облучении полупроводникового материала ионами, когда толщина слоя превышает средний проецированный пробег внедряемых частад;2]восстановленяе крдсталдической структуры как процесс, обратный разрастанию АС (эффект ж»нно-стимулирован-ной эпитаксиальной кристаллизации - ИСЗК).

Приводится описание экспериментов по выявлению расширения АС при облучении $£ ионами и Аг+ , а также условий проявления эффекта ИСЭК в материале, облучаемом ионами Р+, В+ и ■Н*, Предложена качественная модель эффекта ИСЭК и разрастания АС, основой которой является взаимодействие точечных дефектов, генерируемых облучением, с границей раздела а- -к- . Направление и темп движения гранилд раздела определяются соотношением и величинами скорости поставки точечных дефектов на границу раздела и скорости перестраивашш последней с участием точечных дефектов.

Третья глава посвящена изложению результатов, касающихся состояний в запрещенной зоне и дефектов в а-в условиях радиационных и тепловых воздействий. В начале главы дается краткий обзор данных по структурным и электрофизическим свойствам аморфных тетраэдрячески координированных элементарных полупроводников, который позволяет проследить за появлением наиболее плодотворных идей и основополагающих экспериментов, способствовавших становлению путей в решении проблемы легирования

аморфных полупроводников. Сопоставляются данные радиационной физики полупроводников и физики неупорядоченных полупроводников, и отмечается роль радиационных методов в развитии физики некристаллических полупроводников.

Далее в главе Ш и 1У рассмотрены более подробно наши эксперименты и подходы в решении задач, связанных со структурой и электрофизическими свойствами а- . Основное внимание уделяется вопросам снижения плотности дефектов и локализованных состояний (Ш1С), обусловленных дефектами, активации легирующей примеси при радиационных и термических обработках, а также свойствам полученных материалов и методическим приемам, позволяющим достичь модификации спектра состояний и электрофизических свойств.

Приводятся данные по изменению концентрации дефектов С V V-центров) при отжиге беспримесного а- Б; , а также а- 5;, в который примесь вводилась путем ионной имплантации. В материале, содержащем газовые примеси (неон, аргон, кислород, азот) в концентрации >102^ см~^ нами обнаружено возрастание числа УУ -центров при увеличении температуры отжига в области 400-500°С (отрицательный отжиг), а также появление новых парамагнитных центров, обозначенных С8 ( ^ = 2.0046) и связанных с формированием в материале газовых пузырьков.

Полученные результаты по отжигу а- Б; показали, что с помощью термообработок невозможно значительно снизить плотность локализованных состояний в запрещенной зоне некристаллического материала.

Уменьшение плотности У У -центров (и ПЛС) в а- Б/ было обнаружено наш при внедрении в материал водорода с последующим отжигом в' области температур Т > 200°С, либо яри ионной имплантации водорода в нагретую до Т > 200°С мишень. Ионное внедрение водорода при энергии ионов 10-20 кэВ позволило снизить ПЛС в с Ю21 до Ю18 см^зВ-1. С точки зрения практических применений,ПЛС в таком материале остается достаточно большой. Поэтому мы применили метод ионной имплантации водорода в процессе осаждения а- Б/ в вакууме для получения гидрированного аморфного кремния а- 5; <Н.) с меньшей 1ШС. В таком методе энергию водорода шжно значительно уменьшить (в нашем случае до -0.6 кэВ) и, следовательно, снизить количество радиационных дефектов при внедрении примеси. Недостаток

низкоэнергетичных частиц, связанный с малым пробегом, устраняется путем непрерывного осаждения материала. В полученном таким методом а- Sí ¿Н> ПЛС оказалась í Ю17 см^зВ"1. По своим электрофизическим и оптическим характеристикам этот материал характеризуется такими же свойствами, как a- Sí :Н - гидрированный a- Sí , полученный разложением моносилана в тлеющем ВЧ разряде.

Обнаружение эффекта снижения ПЛС при введении водорода в a- Si естественно вызвало интерес к возможности диффузионного перемещения этой примеси. Нами предложен метод определения коэффициентов диффузии водорода в a- St , основанный на взаимодействии примеси с VV -центрами. Температурная зависимость коэффициентов диффузии следовала закону Аррениуса в исследованном интервале 500-700 К. Предэкспоненциальный множитель и энергия активации диффузии водорода в a- Si , полученном ионной бомбардировкой к- Si , составляют 2)0 = ЗЛО см^/с, Е& = 0,7 эВ. В a- Si , приготовленном вакуумным осаждением, 2>0 =

см2/с, Еа = 1.4 эВ,а в a-S¿ , полученном пиролизом моносилана, ^ ¿ 2.I0"4 см*"/с, Еа = 1.2 эВ.

На основании проведенного анализа делается вывод, что диффузия водорода в a- Si , формируемом ионной бомбардировкой, контролируется захватом на ненасыщенные связи, наблюдаемые методом ЗПР. В двух других материалах доминирующим является захват водорода в поры и микропустоты.

При ионном внедрении в a- Sí элементов главных подгрупп Ш, У групп наш было обнаружено уменьшение концентрации VV-центров в интервале доз, для которых содержание имплантированной примеси становится сравнимым с концентрацией дефектов. Это уменьшение связывается с взаимодействием дефектов с вводимыми примесями. Показано, что такое взаимодействие стимулируется при электронном облучении ионно-легированного a- Sí<Ш,У>, что связывается с проявлением ионизационных факторов в процессах миграции примеси и дефектов в a-Sí .

Проведено исследование дефектов в a-Sí , ионно-легирован-ном элементами первого переходного ряда периодической системы. Установлено, что при бомбардировке Sí ионами Cr* ^п+ Ре + плотность VV -центров очень мала во всем исследованном

то тс о

интервале доз облучения 1.10 —1.10 ° см , причем исчезновение парамагнитных дефектов в области больших доз имплантации

происходило значительно эффективнее, чем в условиях внедрения элементов Ш, У групп. Показано, что плотность локализованных состояний, фиксируемых методом ЭПР, не превышает 2.Ю^7 см^эВ"1 при дозах (3-5) ЛО15 см-2.

Предполагается, что основными факторами, обусловливающими большую эффективность подавления локализованных состояний при внедрении некоторых элементов первого переходного ряда в а-5< , являются высокая подвижность в кремнии атомов 3и-элементов и наличие у них незаполненных внутренних оболочек. На основании данных ЭПР получены экспериментальные доказательства того, что компенсация ненасыщенных связей в а- 5с осуществляется вследствие прямого взаимодействия примесей с собственными дефектами.

Отжиг систем а-& <Сг> , а-5('(Мп} , а-5( <£"<?> приводит к возрастанию плотности М-центров вследствие распада твердого раствора переходных элементов в а- , который, как установлено, происходит при более высоких температурах, по сравнению с аналогичными процессами в кристалле. Наиболее термосга-бильными оказались а-БЦИп) (300°С) и а-&<Яе> (400°С). Из исследованных элементов первого переходного ряда наименьшей эффективностью взаимодействия примесей с дефектами обладали медь и цинк.

В четвертой главе изложены результаты исследований электрофизических свойств ионно-дегированного а- 5; . Основой этих исследований послужили обнаруженные нами явление уменьшения ГШС при внедрении водорода, а также эффект электрической активации примесей в а- при ионном внедрении фосфора до концентраций >1020 см-3.

Приводятся данные по изменению проводимости а- 5; при ионной имплантации примесей элементов Ш, У групп для высоко-энергетичных (25-100 кэВ), а также яизкоэнергетичных (< I кэВ) ионов, вводимых в процессе осаждения а- . Установлено, что значение проводимости ионно-дегированного а- Эь сильно зависит от условий имплантации. Так, увеличение плотности ионного тока фосфора приводит к значительному росту проводимости при одинаковой дозе частиц.

Показано, что ионная имплантация элементов Ш, У групп позволяет менять тип и величину проводимости в интервале I.10"8-!ЛО2 (Ом.см)"1. Значения указанного интервала проводи-

мости достигаются: I) сочетанием ионной имплантации с последующим прогревом а водородной плазме при 300-500°С; 2) низкоэнергетическим I кэВ) внедрением элементов Ш, У групп вместе с водородом в процессе осаждения а-Б; ; 3) оптимальным выбором плотности ионного тока в ходе имплантации. Установлено, что легированные слои термостабильны при прогревах до 500°С.

Эффект электрической активации примесей обнаружен также при ионном внедрении элементов первого переходного ряда периодической системы до концентраций >10*^ см-3. Показано, что высокие значения проводимости и переход диолектрик-ыеталл при ионном легировании а- б; переходными элементами реализуются непосредственно после имплантации без дополнительных обработок. Установлено, что переходные элементы дают в запрещенной зоне а-Б; глубокие акцепторные состояния, концентрация которых значительно превышает величины, известные дая кристаллического материала, что позволяет сделать вывод о большей растворимости переходных элементов в сетчатой структуре, чем в кристаллической.

На основании данных по исследованию дефектов в а-5| и электрофизических характеристик предложены модели встраивания примесей элементов Ш, У групп, а также переходных элементов в сетчатую структуру, позволяющие понять 'уменьшение Ш1С, обусловленных оборванными связями в а-б; . Согласно этим моделям, примесные атомы Ш, У групп замещают собственный атом, на котором локализована оборванная связь, и являются трехвалентными; переходные элементы замещают ближайший к оборванной связи атом и находятся в окружении пяти атомов кремния, замыкая ненасыщенную связь.

В условиях прыжковой проводимости по локализованным состояниям кулоновское взаимодействие электрона и дырки, локализованных на центрах, между которыми осуществляется перенос заряда, приводит к перестройке спектра состояний вблизи уровня Ферми с появлением минимума плотности состояний, получившего название "кулоновской щели". Выявление кулоновской щели обычно осуществляется на основе экспериментов по температурной зависимости проводимости, описываемой как <г~ ехр(т,/т)(/г]. Экспериментальное проявление этой зависимости в аморфных полупроводниках до наших исследований не наблюдалось. Трудность выявления кулоновской щели в аморфных полупроводниках заклю-

чалась в том, что при низких температурах сопротивление образцов становилось большим, в результате чего не удавалось провести измерений. Поэтому дая выявления кулоновской щели необходимо было получить материал с высоким значением проводимости (вблизи перехода диэлектрик-металл).

На основании разработанных нами методов управления свойствами а-Б; получен материал, в котором по температурной зависимости проводимости обнаружена и исследована кулоновская щель в спектре локализованных состояний, обусловленных примесями с мелкими (фосфор) и глубокими (марганец, железо) уровнями в запрещенной зоне а-$1 . Установлено, что ширина щели возрастает приблизительно на порядок при переходе от мелких к глубоким состояниям в а- 5; вследствие достижения большей плотности состояний до перехода диэлектрик-металл в системе с глубокими уровнями. Исследовано охлопывание кулоновской щели при приближении к переходу диэлектрик-металл.

Пятая глава посвящена результатам исследования импульсного нано- и микросекундного отжига неупорядоченных слоев кремния. Обсуждаются характерные режимы импульсного отжига полупроводников, описывается разработанная система импульсного электронного отжига с параметрами: длительность импульса = 0,5 икс, максимальная энергия электронов ЕГ)ЯЯХ = 10 кэВ, плотность энергии Ед до 3 Дж/см2. Для изучения роли режимов ял-пульсного воздействия проводились также эксперименты на установке, разработанной в ИСЭ СО АН СССР (Егтах = 40 кэВ, Т*ц = 55 не, Еи = 0,1-2,0 Дж/см"), использовались импульсные лазеры. Эксперименты осуществлялись на слоях а- ¿с , полученных бомбардировкой к- Л ионами элементов Ш, У групп, а также на пленках поли-.

Обнаружено, что перевод кристаллического кремния в аморфное состояние приводит при выбранных условиях импульсного отжига к увеличению гяубины перераспределения внедренной примеси, что связывается с протекашкал фазового перехода аморфное, состояние - жидкость при меньших плотностях энергии, чем дая перехода кристалл-жидкость.

Получена совокупность экспериментальных данных, свидетельствующих в 'пользу представления о формировании сильно переохлажденного жидкого состояния вследствие плавления аморфных полупроводников при температуре, меньшей температуры плавлс-

ния кристаллического материала в условиях нагрева короткими ( < 1СГ® с) импульсами излучения.

Установлено, что при импульсном отжиге а- Эг в области плотностей энергии, недостаточных для плавления к- б; , происходит

- уменьшение коэффициентов диффузии примесей на один-два порядка,по сравлению с их значениями в равновесном расплаве; эти данные связываются с ростом вязкости жидкости при глубоком переохлаждении;

- формирование сложных профилей распределения примесей по глубине (с двумя максимумами, по сравнению с одним в исходных образцах) вследствие конкуренции процессов гомогенного за-родышеобразования и роста кристаллитов в расплаве, приводящих к образованию наблюдаемого в экспериментах поликристалла.

Оценены величины переохлаждений в расплаве, формирующемся при импульсном наносекундном нагреве слоев а- 5< . Максимальные значения переохлаждений составили 500-600 градусов, на основании чего сделан вывод, что температура плавления аморфизированного ионной бомбардировкой кремния лежит в интервале 1000-1200 К. Из сопоставления данных по изменению структуры и переохлаждению расплава была определена величина переохлаждения, при котором определяющую роль начинает играть гомогенное зародышеобразование. Эта величина составляет =370 К.

Обнаружено, что в условиях импульсного отжига структур поли- 51 -к- Б; с плотностью энергии, достаточной для плавления только части слоя поли- 5( , происходит формирование текстуры <Ш> независимо от исходной структуры пленки и ориентации подложки. Предполагается, что при больших переохлаждениях, реализующихся при импульсном отжиге, основным фактором, определяющим форму кристаллитов, является величина поверхностной энергии границы раздела кристалл-расплав.

Показано, что плотность энергии, необходимая для восстановления структуры в системе а- 5; -к- , зависит от сорта легирующей примеси в а- Б; ( 56 , Тп , B¿ ). Предполагается, что роль примеси заключается в изменении работы образования зародыша твердой фазы в расплаве.

В шестой главе излоаены результаты моделирования структурных превращений при импульсном нано- и шжросекувдном нагреве аморфных слоев кремния.

На основании проведенных экспериментов предложена модель структурных превращений аморфных элементарных полупроводников в условиях импульсного нагрева, включающая в себя следующие основные процессы: I) плавление аморфного полупроводника, в ходе которого температура фазового перехода постоянна л равна Тд; скорость плавления определяется условиями подвода тепла, идущего на перестройку структуры и по количеству равного скрытой теплоте перехода а-Бс -ж-Бь ; 2) кристаллизацию расплава, происходящую по кинетическим законам, включающим гомогенное зародышеобразованке, разрастание возникших кристаллитов и эпитаксию; 3) амортизацию материала как процесс, обратный процессу плавления аморфного материала.

Математически сформулирована к решена задача изменения температурных полей при импульсном отжиге слоев а- Б; с учетом фазовых переходов на основе предложенной ,модели. Включение фазовых переходов не позволяет получить решение уравнения теплопроводности в аналитическом виде, поэтому решение системы уравнений осуществлялось на ЭВМ на основе теории разностных схем.

В результате осуществления вычислительного эксперимента установлено, что существуют условия (по плотности энергии и длительности импульса), при которых формируется поликристалл, характеризующийся мелкодисперсной и крупноблочной структуре;: и проявляющийся в опытах по импульсному отжигу системы а- 51 -к-Б; .

Выявлена самоподдерживающаяся кристаллизация (СК) в области воздействия излучения на а-. Предсказано явление образования периодических структур с чередующимися облаетлш мелкодисперсного и крупноблочного поликристалла в толстых слоях аморфных полупроводников за счет СК.

Выявлен эффект промежуточной кристаллизации, заключающийся в формировании и последующем плавлении кристаллитов в процессе импульсного воздействия.

Рассчитана диаграмма (в координатах плотность энергии — длительность импульса) характер!шх процессов структурных превращений при импульсном отжиге а- Б; . Показано, что следствием эффекта промежуточной кристаллизации, проявляющегося в определенном диапазоне длительностей лазерных импульсов, является последовательность структурных состояний, включающая пов-

торное формирование поли- Si при повышении плотности энергии.

На основании предложенной модели структурных превращений решена задача квдкофазной латеральной кристаллизации слоев а-Si вне области воздействия импульсного излучения. Установлено, что латеральная GK является затухающей до некоторой температуры подложки, выше которой СК становится незатухающей. Выявлено три ввда процессов незатухающей СК; хаотического за-родышеобразованип, периодического зародышеобразования и роста. Показано, что эти процессы должш приводитьк формированию мелкодисперсного поликристалла, периодических структур и кристаллических областей на неориелтирукщей подложке. Определены условия реализация каждого вида латеральной кристаллизации, скорости распространения, условий затухания. Сделан вывод, что математическая модель, разработанная для импульсного отжига ашрфшх полупроводников, позволяет описать основные явления латеральной самоподдерживающейся (ударной, взрывной) кристаллизации пленок.

Предложен и реализован метод комбинированного импульсного отжига аморфных полупроводников, заключающийся в быстром нагреве пленок длинным импульсом излучения и последующего инициирования процесса СК коротким импульсом излучешш. О помощью этого метода осуществлены эксперименты по формированию кристаллитов на неориентируюцей подложке в условиях, предсказываемых расчетами. Показано, что в результате комбинированного импульсного отжига пленок a- Si образуются вытянутые в одном направлении кристаллиты длиной более 0,2 mi и шириной 3-4 ыкм.

Седьмая глава посвящена практическим аспектам радиационных превращений, где рассмотрены конкретные примеры применения радиационных воздействий дая изменения структурных и электрофизических свойств разулорядоченных и неупорядоченных систем на основе кремния. В некоторых случаях проводится сравнение результатов радиационных воздействий в зависимости от используемых параметров.

На основе эффекта ИСЭК и эффекта ионного легирования а-S; разработан способ снижения сопротивления электрического контакта к полупроводникам, а также показана возможность формирования р-п переходов и р-¿ -п структур.

С использованием модификации свойств материала импульсным

воздействием излучения разработаны:

- способ отжига дефектов с тыльной стороны пластины;

- метод многократного импульсного отжига, обеспечивающий синтез твердых растворов (германий-кремний), а также однородное распределение примеси в тонком (<1 мкм) приповерхностном слое и большие градиенты (до I027 см-4) на границе с нелегированной областью.

Показано, что ионное легирование в сочетании с импульсным отжигом обеспечивает получение низкоомных слоев поли- Sí .

Установлено, что перекристаллизация поли- S¿ на сильно легированной подложке позволяет в условиях импульсного отжига уменьшить ширину переходной области эяитаксиальная пленка -подложка до 0.07 мкм при иамененш концентрации примеси не менее, чем на два порядка.

Показано, что степень разупорядоченности слоев, сформированных наносекундным импульсным электронным воздействием с энергией 20-40 кэВ значительно выше, чем после отжига субмик-росекундшми импульсами с энергией электронов до 10 кэВ.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты работы, которые состоят в следующем:

I. Экспериментально выявлены изменения в атомной конфигурации точечных дефектов в условиях облучения кремния большими интегральными потоками быстрых электронов, нейтронов и ионов.

Обнаружены неизвестные ранее парамагнитные центры, предложены и обоснованы их структурные модели: дивакансия - междо-узельный атом примеси (А£, В; центры Н5, HII); дивакансия -собственный мевдоузельный атом (Н8); конфигурация из двух собственных меядоузельных атомов и атома в расщепленной меядо-узельной конфигурации (HI2); скопление газовых примесей (С8). Предложены атомная конфигурация дефекта вакансия-примесь с пространственно разделенными компонентами в кристаллическом кремнии (центр GI6), а также две модели встраивания в сетчатую структуру аморфного кремния (a-Si) элементов главных подгрупп Ш, У групп и 3<¿- элементов (Fin, Fe, Ni) при ионной имплантации, приводящей к исчезновению оборванных связей в a-Si.

Показано, что дивакансии, вводимые в кремний облучением нейтронами, становятся при концентрациях см-3 непереори-

ентируемыми, индивидуальные их свойства меняются случайным образом, что свидетельствует о переходе порядок - беспорядок.

2. Обнаружены и исследованы эффекты, связанные с переходом кристалл - аморфное состояние (К-А), выявлены условия обратного перехода аморфное состояние - кристалл при облучении кремния ионами (эффект ионно-стимулированной эпитаксиальной кристаллизации, МСЭК).

Установлено, что в условиях двойного легирования кремния элементами главных подгрупп Ш, У групп до концентрации =1021 см-3, а тага;е в поликристаллическом кремнии наблюдается аффект стимулирования перехода К-А при ионной бомбардировке. Обнаружен эффект подавления перехода К-А в кремнии, легированном бором до концентрации Л0'"° см-'3. Выявлен процесс разрастания аморфного слоя. Предложены качественные механизмы обнаруженных явлений, основанные на взаимодействии компонентов пар Френкеля с примесями, с границами раздела кристаллитов и различных фаз.

3. Разработаны физические принципы изменения электрофизических свойств аморфного кремния на основе двух обнаруженных и исследованных эффектов:

- снижения концентрации оборванных связей и плотности обусловленных ими локализованных состояний в щели по подвижности а-& до значений ^Ю^ см'^эВ--1" при ионной имплантации водорода изо'- элементов (Сг , Ми, Ре, N1 );

- электрической активации примесей в а-5с при ионном внедрении элементов главной подгруппы Ш, У групп периодической

системы до концентрации > 10^ см-3 и 3 с{ - элементов до кон-

ТЧ —'ч

центрзщш > 10 см °.

Установлено, что ионная имплантация элементов Ш, У групп и 3с/ -элементов в сочетании с другими методами обработки (отжиг в водородной плазме) позволяет менять тип и величину прово-

—й т

дкмости аморфного кремния в интервале 1.10-1.10 (Ом.см) .

4. Создан класс систем, в которых по температурной зависимости проводимости обнаружена и исследована кудоновская щель в спектре локализованных состояний в а- Б;

Установлено, что максимальное значение щели возрастает приблизительно на порядок при переходе от мелких к глубоким примесным состояниям в запрещенной зоне а~Бс . Сделан вывод, что возрастание ширины куяоновской щели связано с достижением большей плотности локализованных состояний (— Ю21 см~3эВ~1) до перехода диэлектрик-металл в материале с примесями, дающими глубокие уровни.

5. Созданы физические основы структурных превращений и поведения примесей при импульсном нано- и микросекундном отжиге некристаллического кремния.

Обнаружены эффекты перераспределения примеси, связанные с диффузией атомов в жидкой фазе и сегрегацией при кристаллизации расплава. Экспериментально установлено существование сильно переохлажденного расплава, формирующегося в условиях импульсного (<10~® с) нагрева a-S¿ вследствие меньшей температуры перехода аморфное состояние - жидкость, по сравнению с температурой плавления кристалла. Максимальные величины переохлаждений составили 500-600 градусов.

Предложена модель импульсного отжига a-Sí , сформулирована и решена нестационарная задача эволюции температурных полей с учетом происходящих фазовых переходов. Подучена обобщенная диаграмма характерных процессов структурных перестроек в a-Si в зависимости от длительности и плотности энергии импульсного воздействия.

6. Решена нестационарная задача латеральной жвдкойазной кристаллизации аморфных слоев на изолирующих подложках в условиях импульсных воздействий. Показано, что в результате незатухающей самоподдерживающейся кристаллизации происходит формирование трех характерных структур: мелкодисперсный поликристалл; периодическое чередование участков мелкодисперсного и крупноблочного поликристалла; монокристалл.

Установлено, что математическая модель, разработанная для импульсного отжига полупроводников, применима при описании основных закономерностей латеральной самоподцерживающе-ся кристаллизации пленок на изолирующих подложках. Определены условия формирования кристаллических областей. Модальные представления подтверждены экспериментом.

7. Разработаны способы и методы модификации структурных и электрофизических свойств неупорядоченных систем на основе кремния с помощью радиационных воздействий:

- способ отжига радиационных дефектов в полупроводниках, основанный на эффекте ионно-стимулированной эпитаксиальноц кристаллизации (ИСЗК);

- способ отжига дефектов в имплантированных слоях полупроводников с использованием импульсного воздействия излучения с тыльной стороны пластины;

- способ изготовления омических контактов на основе эффектов ИСЭК и ионного легирования a-Si. ;

- методы ионного легирования a- Si , включающие сочетание ионной имплантации с последующим прогревом в водородной плазме при 300-500°С, а такке низкоэнергетическое (<1 кэВ) ионное внедрение элементов Ш, У групп периодической системы вместе с водородом в процессе осаждения материала;

- метод определения коэффициентов диффузии водорода в a- S¿ ;

- метод многократного импульсного отяига, обеспечивающий синтез твердых растворов, а такке однородное распределение примеси по глубине в приповерхностном слое и большие градиенты на границе с нелегированной областью;

- метод комбинированного импульсного отжига для латеральной кристаллизации аморфных полупроводниковых пленок.

Совокупность научных положений и результатов, изложенных в диссертации, представляет основной вклад в обоснование нового научного направления, соединяющего достижения радиационной физики твердого тела и успехи физики неупорядоченных конденсированных систем. Это направление формулируется следующим образом: "Физические процессы б облученных неупорядоченных полупроводниках".

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

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

2. Двуреченский A.B., Смирнов Л.С. Разупорядоченные слои. - В кн.: Вопросы радиационной технологии полупроводников./ Под ред. проф. Л.С.Смирнова. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1980,. с. 31-41.

3. Двуреченский A.B. Применение разупорядоченных слоев. - Там же, с. 148-154.

4. Двуреченский A.B. Эффекты в полупроводниках при внедрении больших доз ионов и повышенных плотностях тока. - Там же, с. 199-225.

5. Двуреченский A.B., Качурин Г.А. Лазерный отжиг имплантированных слоев полупроводников. - Там же, с. 226-251.

6. Bolotov 7.V., Vasiljev A.V., Dvurechensky A.V., Kachurin G.A., £ridachin N.B., Smirnov L.S., Stas V.F. A survey of semiconductor radiation techniques./ Ed. by L.S.Smirnov.-Moscow, МГН Publisher, 1983— 288 p.

7. Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Смирнов Л.С. Радиационные дефекты лри облучении полупроводников тяжелыми частицами,- В кн.: Физические процессы в облученных полупроводниках./ Отв. ред. дроф. Л.С.Смирнов.- Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1977, с. 150-185.

8. Герасименко Н.Н., Двуреченский А.В. Низкотемпературные, активированные облучением изменения структуры и состава полупроводников,- Там же, с. 186-219.

9. А.С. 623439 (СССР). Способ отжига дефектов в имплантированных слоях полупроводников./ А.Х.Аятоненко, А.В.Двуре-ченский, Л.С.Смирнов.- Опубл. в Б.И., 1985, № 35.

10** Smirnov L.S., Dvurechensky A.V. Hew aspects of pulse annealing of semiconductors.- In: Energy pulse modification of semiconductors and related materials (Dresden, 25-28 September 198Ч-): Eroc. of the Conf./ iid. by K.Hennig. Dresden: ZFK, 1985, p. 106-11?.

11. Двуреченский A.B., Хохлов А.Ф. Ионное легирование аморфных полупроводников.- В кн: Ионная имплантация в полупроводниках и других материалах. Вильнюс: Издательско-редакционный совет MB и ССО Лит.ССР, 1985, с.32-53.

12. Dvurechensky A.V., Kachurin G.A., Musfcafin T.N., Smirnov L.S. Laser annealing of ion-implanted semiconductors.- In: Laser-solid interactions and laser processing - 1978. N.Y.: Amer. Inst'. Ehys., 1979, Р» 245-258.

13. Dvurechensky A.V., Smirnov L.S. Localized states and conductivity in silicon amirphized by ion implantation.-

В кн.: Труды второго советско-американского семинара по ионной имплантации. (Под ред. В.С.Вавилова и Л.С.Смирнова.-Новосибирск, Институт физики полупроводников СО АН СССР, 1979, С. I07-I2I. phy3. stat. Sol. (а), 1979, v.56, И 2,

li Перевод на английский язык книги "Вопросы радиационной технологии полупроводников"./ Под ред. Л.С.Смирнова.-Новосибирск:

„ Наука, Сибирское отделение, 1980,- 307 с.

^ Публикации в трудах конференций приводятся только для обобщающих работ, а также для докладов, содержащих результаты, не опубликованные впоследствии в журналах.

p. 647-654.

14. Двуреченский A.B., Смирнов Л.С. Образование и перестройка радиационных дефектов в облученных ионами полупроводниках.-В кн.: Труды УП Межд. конф. до атомным столкновениям в твердых телах, т. 2./ Отв. ред. Ю.В.Булгаков, А.Ф.Тулинов.-М.: Издательство Московского университета, 1980,с.284-286. Radiat. Effects, 1978, v.37, И 3-4, p. 173-178.

15. A.C. 381300 (СССР). Способ отжига радиационных дефектов в полупроводниках./ Н.Н.Герасименко, А.В.Двуреченский, Г.А. Качурин, Н,Б.Придачин, Л.С.Смирнов.- Опубл. в Б.И., 1973, № 41.

16. Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Смирнов Л.С. Исследование дефектообразования в облученном ионами кремнии методом ЗПР.~ Физ. и техн. полупров., 1971, т. 5, в. 9, с.1700-1705.

17. Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Смирнов Л.С. О парамагнитных центрах, образущихся при облучении кремния ионами,- Физ. и техн. полупров., 1972, т.6, в.6, c.IIII-III4.

18. Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Цейтлин Г.М. Анодное окисление кремния, облученного ионами,- ПТЭ, 1972, №5,

с. 254.

19. Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Качурин Г.А., Прида-чин Н.Б., Смирнов Л.С. Радиационный отжиг дефектов, образущихся при бомбардировке кристаллов ионами.- Физ. и техн. полупров., 1972, т.6, в.9, с. 1834-1835.

20. Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Романов С.И., Смирнов Л.С. Взаимодействие дефектов и примеси при внедрении ионов в кремний,- Физ. и техн. полупров., 1972, т.6, в.Ю, с. I978-I98I.

21. Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Романов С.И., Смирнов Л.С. Об эффектах при больших дозах внедренных в полупроводник ионов.- Физ. и техн. полупров., 1973, т.7, в.П, с, 2195-2199.

22. Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Лебедев Г.П. Взаимодействие дефектов, введенных ионной бомбардировкой,- Физ. и техн. полупров., 1973, т.7, в. 12, с. 2297-2300.

23. Вихрев Б.И., Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Смирнов Л.С. Взаимодействие в кремнии атомов водорода с дефектами,

введенными ионной бомбардировкой.- Физ. и техн. лолупров., 1974, т.8, в.7, с. 1345-1348.

24. Гаштольдт В.Н., Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Смирнов Л.С. Профили дефектов при имплантации ионов в кремнии.-Физ. и техн. полупров., 1975, т.9, в.5, с. 835-839.

25. Антоненко А.Х., Герасименко H.H., Двуреченский A.B..Смирнов Л.С., Цейтлин Г.М. Распределение внедренной в кремний примеси после лазерного отжига.- Физ. и техн. полупров., 1976, т.10, B.I, с. 139-140.

26. Dvureohenaky A.V., Gerasimenko N.îï., Romanov S.I., Smirnov L.S. High dose effects in ion implantation.- Kadiat. Eff., 1976, v.30, N 2, p. 69-72.

27. Герасименко H.H., Гудаев Г.А., Двуреченский A.B., Смирнов Л.С., Соколов С.А. Процесс аморфизации кремния при облучении тяжелыми ионами.- Физ. и техн. полупров., 1976, т.10, в.7, с. I237-I24I.

28. Баранов А.И., Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Смирнов Л.С. Отжиг крупных вакансионных кластеров в кремнии,-Физ. и техн. полупров., 1977, т.II, в.1, с. 94-99.

29. Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Машин А.И., Хохлов А. Ф. Неоднородность аморфного слоя, подученного ионной бомбардировкой полупроводника.- Физ. и техн. полупров., 1977, т.II, в.1, с. 190-192.

30. Антоненко А.Х., Герасименко H.H., Двуреченский A.B. ЭПР электронов проводимости в ионно-легированных слоях кремния: неоднородность распределения примеси,- Физ. и техн. полупров., 1977, т.II, в.З, с. 559-562.

31. Баранов А.И., Герасименко H.H., Двуреченский A.B., Потапова Л.П. Изменение профилей внедренного в кремний фосфора

в зависимости от дозы и плотности тока ионов.- Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы, 1978, в.4, с. 33-39.

32. Dvurechensky A.V., Gerasimenko N.N., Potapova Ii.P. Defect annealing in polycrystalline silicon films.- Thin Solid

Films, 1978, v.52, N 3, P. 329-ЗЗ2.

33. Dvurechensky A.V., Kachurin G.A., Antonenko A.Kh. On the mechanisms of impurity redistribution at laser annealing of ion implanted semiconductors.- Radiat. Eff., 1978, v.37,

N 3-4, p. 179-131.

34. Двуреченский А.В., Рязанцев И.А. Температурная зависимость сигнала ЭПР в кремнии, облученном большими дозами ионов.- Физ. и техн. полупров., 1978, т»12, в.7, с. 14511452.

35. Двуреченский А.В., Разанцев И.А., Смирнов Л.С. Взаимодействие дефектов и примесей, стимулированное наведенной ионизацией в имплантированных слоях кремния.- Физ. и техн. полупров., 1979, т.13, в.З, с.452-455.

36. Dvurecheasky A.V., Potapova L.P., Kalinin V.V., Efficiency of defect build-up in ion implanted polycrystalline silicon films— Phys. Stat. Sol.(a), 1979, v.54, N 2> P* 457-462.

37. Антоненко A.X., Двуреченский А.В., Дравин В.А., Спицын А.В. Образование и распад дефектов в кремнии, облученном ионами хрома.- Физ. и техн. полупров., 1979, т.13, в.2, с. 281-284.

38. Двуреченский А.В., Потапова Л.П. Вольт-амперные характеристики кремниевых р-п-переходов в зависимости от дозы и плотности тока ионов фосфора.- Электронная техника. Сер.2. Полупроводниковые приборы, 1979, в.9, с. 59-64.

39. Antonenko A.Kh., Dvurechensky A.V., Now EER centre (S=1) in neutron-irradiated and annealed silicon.- Phys. Stat. Sol. (a), 1930, v.58, И 1, p. К63-К65.

40. Двуреченский А.В., Рязанцев И.А. Диффузионное расширение аморфного слоя при внедрении ионов в кремний,- Физ. и техн. полупров., 1980, т.14, в.1, с. 92-95.

41. Dvurechensky A.V., P.yazantsev I.A. On the nature of defect reverse annealing in ion-implanted silicon.- Radiat. Eff., 1980, v.46, N 3-4, p. 129-132.

42. Akhraatov V.D., Bolotov V.V., Dvurechensky A.V., Kashnikov B.P., Smirnov L.S., Tishkovsky E.G. Accumulation of defects in silicon at super-high doses of electron irradiation." Radiat. Eff., 1980, v.53, N 1-2, p. 33-40.

43. Двуреченский А.В., Кашников Б.П., Смирнов Л.С. Дефекты в кремнии при облучении электронными сильноточными импульсами,- Физ. г техн. полупров., 1980, т.14, в.5, с. 995-997.

44. Двуреченский А.В., Кашников Б.П., Смирнов Л.С. Перестройка дефектов в аморфизированных ионной бомбардировкой слоях Si и GaAs под действием мощных электронных импульсов.- Физ. и техн. лолухров., 1980, т.14, в.9, с. 1837-1839.

45. Бояринцев З.Л., Двуреченский A.B., Кашзиков Б.П. Электронная пушка для импульсного отжига нарушенных полупроводниковых слоев.- ЖТФ, 1981, т.51, № 5, с. 1044-1045.

46. Dvurechensky А.Т., b'iustafin Т.Ы., Smirnov L.S., Geiler Н.-D., Götz G., Jahn U. Influence of thickness of damaged, layer on the migration of dopants during laser annealing in. implants d Si.-Phys.Stat.Sol.(a),1931, v.63, N2,p.K203-K206.

47. Гиновкер A.C., Двуреченский A.B., Рязанцев И.А., Эдельман Ф.Л. Фазовая неоднородность пленок siOx .- Электронная техника. Сер. 6. Материалы, 1981, в.8 (157), с. 52-54.

48. Danilin A.B., Dvurechensky A.V., Hyazantsev I.A., Timofeev P.A., Verner V.D. Silicon amorphisation by ion beam with radiation heating .-Phys .Stat .Sol. (a) ,1931 , v.65, H2,p.453-461.

49. Двуреченский A.B., Рязанцев И.А., Смирнов Л.С. Диффузия водорода в аморфном кремнии,- Физ. и техн. полупров., 1982, т.16, в.4, с. 621-624.

50. Dvurechenskii A.V., Kashnikov В.P., Sniirnov L.S., Grötzschel R., Klabes K. Synthesis of solid solution at electron pulse annealing of Ge-3i structure.- Phys. Stat. Sol. (a), 1982, N2, p. K183-K137-

51. Dvurechenskii А.Т., Hyazantsev I.A. Substitutional doping

of vacuum-svaporated amorphous silicon by ion implantation.-Phys. Stat. Sol.(a), 1982, v.69, H1, p. K117-K120.

52. Dvurechenskii A.V., Grötzschel R., Igonina N.M., Kashnikov B.P., Komolova li.I. Impurity Profiles at multi-pulse electron beam annealing of ion implanted silicon.- Phys. Stat. Sol.(a), 1982, v.72, N1, p. 301-304.

53. Двуреченский A.B., Рязанцев И.А. Ионное легирование аморфного кремния, полученного методом испарения.- Физ. и техн. полупров., 1982, т. 16, в.9, с. 1384-1389.

54. Dvurechenskii A.V., Hyazantsev I.A., Dravin V.A. Doping of amorphous silicon by manganese ion implantation.- Phys. Stat. Sol.(a), 1932, v.71, N2, p. K133-K13&.

55. Антоненко A.X., Двуреченский A.B., Смирнов Л.С., Харченяо В.А. Эффективность введения парамагнитных дефектов в кремнии, облученном нейтронами.- Физ. и техн. полупров., 1982, т.16, в.И, с. 2018-2021.

56. Balandin V.Xu., Dvurechenskii A.V., Aleksandrov L.K. The polycenter crystallization of amorphous silicon layer at pulse annealing.- Ehys. Stat. Sol.(a), 1982, v.73, K2,

p. 573-592.

57. Двуреченский А.В., Рязанцев И.Л., Дравин В.А. Легирование аморфного кремния при внедрении ионов марганца.- Физ. и техн. долупров., 1982, т.16, в.II, с. 1969-1973.

58. Akkerman А.Р., Gibrekhterman A.L., Dvurechenskii A.V. Absorbed. energy distribution in heterogeneous semiconductor structure.- Phys. Stat. Sol. (a), 1983, v.?8, H 2, p. K131-K135.

59. Двуреченский A.B., Кашников Б.П., Панов В.И. Переотройка дефектов при больших дозах облучения кремния электронами.-Физ. и техн. полупров., 1983, т.17, в.З, с. 546-548.

60. Антоненко А.Х., Двуреченский А.В., Дравин В.А. Поведение дефектов в слоях кремния, аморфизированных имплантацией ионов переходных элементов.- Новосибирск, 1983.- 28 с. Препринт/ Институт физ. полупров. СО АН СССР: 1-83.

61. Dvurechenskii A.V., Byazantsev Х.А., Smirnov L.S., Klose II.A., Pieth M. Amorphous silicon-phosphorus layers.-Phys. Stat. Sol.(a), 1983, v.79, N 1, p. 83-86.

62. Двуреченский A.B., Александров Л.Н., Баландин В.Ю., Игони-на Н.М. Кристаллизация и распределение примеси при отжиге разупорядоченных слоев кремния короткими импульсами.- В кн. : Рост полупроводниковых кристаллов и пленок./ Под ред. проф. Л.Н.Александрова.- Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1984, № I, с. I3I-I49.

63. Александров Л.Н., Двуреченский А.В., Игонина Н.М., Грипен-трог М., Клозе X. Изменение структуры и профили примеси при импульсном нагреве слоев поликристаллического кремния.-Поверхность. Физика, химия, механика, 1984, №11, с.95-100.

64. Balandin V.Yu., Dvurechenskii A.V"., Aleksandrov L.N., Dynamics of self-sustaining crystallization of amorphous silicon layer.- Phys.Stat.Sol.(a), 1984, v.81, N1, p. 63-68

65. Двуреченский A.B., Кашников Б.П., Супрунчик B.B. ЭПР дефектов в Si: ai, облученном большими дозами электронов,- Физ. и техн. полупров., 1984, t.IÇ, в.10, с. 1763-1766.

66. Болотов В.В., Двуреченский А.В., Рязанцев И.А., Шилова В.П. Имплантация водорода в процессе осаждения аморфного кремния.- Физ. и техн. полупров., 1984, т.18, в.12,

с. 2150-2154.

67. Dvurechenskii A.V., Grotzschel R., Igonina N.M., Koval

В.A., Lcbedeva N.I. Diffusion of impurities in undercoolod melt of pulse heated ion-inplanted Si.- Phys. Sfcat. Sol. (a), 1984, v.84, N 1, p. 171-177.

Dvurechenskii A.V., Kashnikov В.P., PohilG.P., Popov V.P., Tulinov A.F., Turinge A.A. Defect structure study with planar channeling in pulse-annealed ion-iiaplanted silicon.-Phys. Stat. Sol.(a), 1984, v.85, N 1, P- K39-K44. Dvurechenskii A.V., Kashnikov B.P., Suprunchik V.V. Sew ЬИ( defects in 3i<Al>.- Phys. Stat. 3ol.(a), 1984, v.S6,

N 1, p. 313-318.

70. Двуреченский A.B., Игоюша H.M,, Комолова H.И., Гайлер Г., Мертенс А., Яан У. Профили примеси в условиях переменной скорости кристаллизации при импульсном нагреве имплантированных слоев кремния,- Поверхность. Физика, хишя, механика, 1985, № 4, с. 88-92.

71. Алешин А.Н., Двуреченский A.B., Ионов А.Н., Рязанцев И.А., Шлимак И.С. Низкотемпературная проводимость сильно легированного аморфного кремния,- Физ. и техн. полупров., 1985, т.19, в.7, с. 1240-1244.

72. Двуреченский A.B., Каранович A.A. Непереориентируемые ди-вакансии в кремнии, облученном нейтронами.- Физ, и техн. полупров., 1985, Т.19, в.II, с. 1944-1948.

73. Dvurechenskii A.V., Suprunchik V.V. Low symmetry centre in silicon.- Phys.Stat.Sol.(a), 1985, v.92, N1, p. K53-K56.

74. Двуреченский A.B., Кашников Б.П. Окно для выпуска электронного пучка из вакуума в атмосферу,- I1T3, 1985, № 3, с. 2931.

75. Dvurechenskii A.V., Igonina H.a., Grötzschel H., Lebedeva N.I., Proskurovskii D.I. Defect layer at pulsed electron heating of silicon.- In: Bnergy pulse modification of semiconductors and related materials (Dresden, 25-28 September, 1984): Pros, of Intern. Conf./ Ed. by K.Hennig. Dresden: ZFK, 1935, p.193-197'

76. Баландин В.Ю., Двуреченский A.B., Александров Л.H. Моделирование структурных превращений в слоях аморфного кремния при импульсном нагреве,- Поверхность. Физика, химия, механика, 1986, № I, с. 53-60.

77. Баландин В.Ю., Двуреченский A.B., Александров Л.Н. Жидко-фазная кристаллизация аморфных слоев кремния при импульс-

ном нагреве различной длительности.- ЖГФ, 1986, т.56, в.4, с. 807-810.

78. Balandin V.Yu., Dvurechenskii A.V., Aleksandrov L.H. Intermediate and self-sustaining crystallization of a-Si layers during pulsed electron bean annealing.- Phys. Stat. Sol. Ca), 1936, v.93, N'2, p.„K105-K109.

79. Двуреченский A.B., Попов В.П., Кашников Б.П., Грипентрог М. Разулорядочение и аморфизация сильно легированного кремния при облучении легкими ионами.- Поверхность. Физика, химия, механика, 1986, № 9, с. 77-82.

80. Dvureshenskii A.V., Grotzschel R., Popov V.P. Strong dopant dependence of implantation defect accumulation and aciorphization in highly doped silicon.- Phys. Lett. A, 1986, v.116, N 8, p. 399-402.

81. Dvurechenskii A.V., Dravin V.A., Hyazantsev I.A., Antonen-ko A.Xh., Landochkin X.G. Transport phenomena in amorphous silicon doped by ion implantation of 3d-metals.- Phys. Stat. 3ol.(a), 1986, v.95, И 2, p. 635-640.

82. Двуреченский A.B., Рязанцев И.А., Дравин В.А., Якимов А.И., Большая кулоновская щель в спектре состояний Мп б а-Si . Письма в ЖЗГФ, 1986, т.43, в.1, с. 46-48.

83. Dvureshenskii A.V., Suprunchik V.V., Smirnov L.S. Divacan-cy-type defect with low symmetry in silicon.- Phys. Stat. Sol.(a), 1986, v.96, К 1, p.155-159.

84. Грецшель P., Двуреченский A.B., Попов В.П. Фазовый переход кристалл-аморфное состояние в сильно легированном кремнии.- Физ. тверд, тела, 1986, т.28, в.10, с. 31343136.

85. А.С. 527988 (СССР). Способ изготовления омических контактов./ Н.Н.Герасименко, А.В.Двуреченский, Л.П.Потапова,

Л.С.Смирнов.- Опубл. в Б.И., 1986, № 36.

86. Александров Л.Н., Баландин В.Ю., Двуреченский А.В. Фазы самоподдерживающейся кристаллизации аморфных слоев.- Автометрия, 1987, № I, с. 64-67.

87. Dvurechenskii A.V., Hyazantsev I.A., Dravin V.A., Yakimov A.I. Wide Coulomb gap in localized states of 3d-metals in a-Si.- J. lion-Cryst. Solids, 1987, v.90, N1, p.

88. Двуреченский A.B., Каранович А.А., Кашников Б.П. Дефект

вакансия-примесь с пространственно разделенными компонен-та'ли в кремнии облученном электронами.- Физ. и техн. нолупров., 1987, т.21, в.1, с. 50-56.

89. Двуреченский A.B., Игонина Н.М., Грецшель Р. Распределение ионно-ишшантированной примеси в кремнии после многократного импульсного электронного отжига.- Физ. и техн. лолупров., 1987, т.21, в.2, с. 357-360.

(J