Радиационно-термические процессы в кремниевых биполярных структурах и их влияние на электрофизические параметры тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На нравах рукописи

Лагон Петр Борисович

^ I и

<1

ом

РЛДИЛЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КРЕМНИЕВЫХ БИПОЛЯРНЫХ СТРУКТУРАХ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

Специальность 01.04.10. - Физика полупроводников и диэлектриков

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 1999

Работа выполнена на кафедре Полупроводниковой электроники и фи полупроводников Московского государственного института стали и сп. (технологический университет)

Научный руководитель:

профессор, доктор технических наук Ладыгин Евгений Ллександропи'

Официальные оппоненты:

доктор техничесгих»аух Прохоцккй Юрий Михайлович, кандидат физико-математических наук Осипов Юрий Васильевич.

Ведущее предприятие:

Научно-исследовательский институт приборов, г, Льтсармно

Защита диссертации состоится " ^^___ 1999 г о

на заседании диссертационного совета Д. 05108.06. при Московском государственном институте стали и сплавов по адресу: Москва. Крымский I

С. диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГИСиС (ТУ) по «дрес; „Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 4. •

Автореферат разослан " 7 " * 1999 г

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор физико-математических наук, профессор Гсраськи

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В последние десятилетия накоплены значительные экспериментальные днные по радиационному материаловедению полупроводников и получили азвитие теория и практика физических процессов,. протекающих в ремнивых неоднородных приборных структурах при воздействии азличных видов радиации в условиях эксплуатации и испытаний. С другой тороны. на многих предприятиях электронной промышленности для егулирования и улучшения ряда электрических параметров кремниевых рибороц, интегральных микросхем и исходных монокристаЛАических' одложек начато успешное технологическое использование радиационное зрмичоскнх обработок (РТО), состоящих из последовательных операций Злучения высокоэнергетичными частицами и термического отжига^

Эффективность использования •* РТО обусловлена возможностью энтролируемого введения термостабильных радиационных центров (РЦ) а стинные области микроэлоктронных структур, которые действуют в мупроводйикё подобно донорам. акцепторам . и глубоким 'комбинационным центрам химической природы. При достаточно высоких шцентрацйях РЦ взаимодействие свободных носителей заряда с ними эжет определять электрофизические характеристики активных областей руктур, а следовательно, электрические параметры приборов и 1кросхем.

Важное преимущество и перспективность РТО дм решения многих »ктических задач а конце цикла изготовления структур заключается в м, что она является низкотемпературной (введение РЦ обусловлено олодным" массопереносом при смещении атомов из узлов металлической решетки на операми облучения, а диапазон температур ерации отжига не превышает 35&-500 °С) и не приводит к размытию ффузионных и имплантационных профилей основных легирующих имесей и нарушению контактной металлизации. Данная особенность РТО учетом вариации различных режимов дает возможность получения руктур с принципиально новым сочетанием электрофизических и жтрических параметров на базе обычной маршрутной технологии, что* 1йне важно в современных экономических условиях; ;

' ..Л,.''-." ' -2- / ....... ......

Актуальностьработы, Постоянное расширение и усложнспи спектра задач, решаемых с использованием современной радиэлектронно! аппаратуры, требует значительного улучшения большинства электрически параметров и характеристик используемых полупроводниковых приборо! Наиболее очевидна проблема улучшения комплекса статических 1 динамических параметров выпускаемых биполярных диодов I транзисторов, потенциал которых казалось бы уже полностью''исчерпан.''! связи с этим, актуальной представляется магериаловедческая задач исследования особенностей и установления основных закономерносте кинетики накопления, перестройки и отжига РЦ в |>азличных актипны областях кремниевых диодных и транзисторных стуктур при изменении широком диапазоне режимов и условий проведения операций облучения отжига. ; Решение этой задачи при одновременном контрол электрофизических параметров преобладающих РЦ и :>лектри чески параметров биполярных диодных и .транзисторных .структур, по нашем мнению, позволит осуществить .физически обоснованный выбо оптимальных режимов РТО, способных значительно улучшить ком илек электрических параметров и повысить радиационную стой кость структур.

Цель диссертационной работы - на основе экснериментальног исследования кинетики накопления, перестройки и отжига РЦ в активны •областях биполярных структур при облучении быстрыми электронами термическом отжиге* выбрать физически..обоснованные режимы и условн проведения операций РТО и оценить эффективность их интеграции традиционной технологией для получения качественно новых биполярны диодных и транзисторных структур со значительно улучшении . комплексом основных электрических параметров.

Для достижения поставленной цели и работе были сформулирован следующие задачи:

1. Установить закономерности образования, перестройки и отжш глубоких РЦ в активных областях биполярных структур в процесс проведения операций облучения быстрыми электронами и термическо! отжига.

2. Выявить особенности энергетического спектра и характеристик РЦ, образующихся при "глубоком" облучении и облучении с повышенной плотностью потока быстрых электронов.

3. Изучить динамику изменения электрических параметров, и характеристик диодных и транзисторных структур при различных режимах и условиях операций ITO и установить их взаимосвязь.с характеристиками преобладающих и активных областях РЦ.

4. Разработать физически обоснованные рекомендации по оптимизации режимов проведения операций радиационно-терм^ческой обработки для обеспечения максимального быстродействия диодных-и транзисторных структур при улучшение всего комплекса электрических параметров и повышения радиационной стойкости.

5. Провести отбор, наладку и усовершенствование необходимой аппаратуры ДЛЯ проведения измерений элекрофизических параметров РЦ и основных электрических параметров и характеристик исследуемых структур.

Работа проводилась в лабораториях кафедры Полупроводниковой электроники и физики полупроводников МИСиС в соответствии Координационным планом научно-исследовательских работ Академии f !- ук, Вузов и электронной промышленности по проблеме "Радиационная физика и радиационная технология полупроводников", планом хоздоговорных работ МИСиС и работ по Единому заказ-наряду Минобразования РФ.

Научная новизна результатов работы состоит в следующем:

- установлено, что при потоках быстрых (6 МэВ) электронов Ф S 1016 см"2 скорости образования РЦ с участием основной легирующей примеси' tu и с участием остаточных примесей Г|о в активных областях кремниевых структур, изготовленных по эпйтаксиально-планарной технологии на "кислородных" пластинах кремния (выращенных по методу Чохральского), можно связать соотношением, учитывающим уровень легирования Ил конкретной области структуры: пл ¡ Чо = MR\ I No), где к = 50 ± 10,

- установлено, что когда накопленная концентрация РЦ достигает t0f4Q % от концентрации легирующей примеси (обычно при Ф i 1016см'2)

■'•••'' ' -4-снижается скорость образования РЦ типа Вакансии-легирующая примесь,; РЦ с участием основных остаточных примесей - возрастает! Отмечено пр| этом появление нового типа РЦ с уровнем Ее - 0.50 зВ (возможная природ* УЛЛО или у'э-О)';

- из результатов исследования кинетики термического отжига РЦ 1 активных областях кремния п- и р;типа диодных и транзисторных структу] показано, что уменьшение эффективной концентрации РЦ на операции отжига и, соответственно, восстановление злект|)офизических параметре! активных областей структур с ростом уровня исходного летроваиш происходит при более низких температурах, что создает физически« предпосылки для управления комплексом электрических параметре! биполярных структур путем выбора оптимальных |к>жимов операци» облучения и отжига; ' • •

- экспериментально установлено, что облучении диодных р+-1 структур быстрыми электронами при Повышенной плотности потока {<р, в 2-Ю11 см"*'с') обеспечивает нагрев пластин со структурами до температур 30( .4 320Г °С и приводит к росту скорости образования сложных 1'Ц Ее - 0.36 Ее' - 0.50, Еу + 0.38. Еу + 0.48 эВ с участием диоакансий. остаточногс кислорода, углерода и др, обладающих высокой , термостабильностъю большими и симметричными значениями сечений эахпата носителей заряд* (электронов и дырок), и обеспечивающие высокий темп рекомбинацнонныя ■процессов. . ,

Практическая.полезность работы:

1) на основе полученных результатов исследования кинетики накопления' РЦ в областях кремния п-тапа исследуемых структур разрабатанаметодикв определения содержания кислорода в кремнии пс соотношению концентраций А* и Е-центров, рассчитанных из спектра! РСГУ. - Д

2) Выявленные, особенности кинетики накопления РЦ в базовой области кремния п-тнпа исследуемых диодных р*~п структур прЬ по«мш«мной платности потока быстрых электронов были использованы прц оптимизации режимов радиационно-термической обработки в целях значительного улучшения комплекса статических и динамических

' ■•.'"•-'... -б-.-'- ■ параметров диодных структур, повышения их радиационной стойкости, сокращения длительности операции облучения и исключения операции термического отжига. :

3) Полученные закономерности кинетики накопления и отжига РЦ в , базовых и коллекторных областях кремния п- и р-типа исследуемых транзисторных структур в зависимости от уровня легирования, потока , облучения. : условий отжига позволили осуществить физически обоснованный выбор режимов технологических операций облучения быстрыми электронами и отжига для целей улучшения комплекса' статических и динамических параметров биполярных транзисторов, повышения их радиационной стойкости, восстановления параметрического брака в производстве. .

Рекомендации по оптимизации радиациоцчо-термической обработки для улучшс!шя комплекса электрических параметров диодных .. И транзисторных структур апробированы й исиодьзуются и технологических маршрутах изготовления импульсных диодов и, маломощных высокочастотных транзисторов в А00Т"НПП Сапфир", Александровском заводе полупроводниковых приборов, опытном заводе НИИ "Молекулярной электроники".

Основные результаты и положения,,выносимые на защиту:

1) Результаты исследования закономерностей кинетики накопления и этжига радиационных центров, образующихся в активных областях п- и р- • гипа диодных и транзисторных кремниевых эпитаксиально-плаиарных ггруктур в зависимости от уровня легирования, потока и плотности потока Зыстрых 16 МэВ) электронов и условий отжига.

2) Методика определения содержания кислорода в областях кремния »-типа по соотношению концентрации А- и Е-центров. рассчитанных из :пектров релаксационной спектроскопии глубоких уровней.

Результаты использования радиационно-терми ческой обработки при глубоком" облучении быстрыми электронами с повышенной плотностью ютока _ для получения диодных структур с качественно новым, довлетворяющим современным требованиям разработчиков РЭА • очетонием электрических параметров и повышенной стойкостью к татической и импульс1юй радиации. '

-64) Результаты использования разработанных режимов "глубокого" облучения и термического отжига для получения биполярных транзисторных структур с принципиально новым сочетанием электрических парамет}юв и характеристик, повышенной радиационной стойкостью. •

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на:

- VI межотраслевой научно-технической конкуренции "Воздействие ионизирующих излучений на РЭА. ее элементы и материалы. Методы испытаний и исследований" (г. Лыткарино, НИИП. 4 6 июня 1996 г.).

- Первой Всероссийской конкуренции по материаловедению и физико-химическим основам технологий полумения легированных кристаллов кремния "Кремний-96" (г. Москва, МГИСиС, 19- 22 ноября 1990 г.).

- Всероссийской научно-технической конференции' но радиационной стойкости электронных систем "Стойкость-98" (г. Лыткарино. НИИП. 2-4 июня 1998 г.).

- Первой Российской летней школе молодых ученых и специалистов по материаловедению и физико-химическим основам технологий монокристаллического кремния "Кремниевая школа - 98" (г. Москва, г. Черноголовка, 2-7 ионя 1998 г.). '

- Научно-технической конференции "Материалы й изделия из них под воздействием различных видов энергий" (г. Москва. ВИМИ, 21-22 апреля 1999г.).

: Всероссийской научно-технической конференции по радиационной стойкости электронных систем "Стойкость-99" (г. Лыткарино. НИИП, 1-3 июня 1999 г.).

- ежегодных научных конференциях МГИСиС 1995 1999 гг.

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в б • печатных работах и изложены в 2 научно-техничиских отчетах.

СОДПРЖАНИЕ РЛПОТЫ

Но инслопии обоснована актуальность темы исследований,' сформулирована цель и задачи диссертационной работы, отмечена научная новизна и практическая полезность, изложены основные положения выносимые на защиту.

В первой главе и а основе анализа'опубликованных отечественных и зарубежных работ изложены современные'представления о воздействии быстрых электронов на монокристаллы кремнии, из которых следует, что механизм образования, 'физическая природа и вводимая концентрация термостабильных радиационных центров при облучении определяются такими факторами, как примесный состав и плотность дислокаций исходных монокристаллов, энергия и интегральный поток, а также условия облучения (температура, плотность потока и др.). При этом основным фактором является; примесный состав исходных кристаллов.' Анализ современных представлений о термостабильности РЦ показываот. что отжиг РЦ в кремнии носит диффузионный характер и происходит' и несколько' стадий с увеличением энергии активации каждой последующей стадии. Прогрей образцов при температурах, превышающих температуру облучения, а также изменение температуры облучония и примесного состава кристалла, могут привести не только к уменьшению концентрации отдельных РЦ. но и. к увеличению концентрации более термостабилытх центров или образованию новых, видов устойчивых РЦ. что создает физические предпосылки для вариации и выбора оптимальных условий облучения и отжига при технологическом применении радиационной обработки в производстве различны* полупроводниковых структур. Полный отжиг и восстановление исходны* свойств кристаллов происходит при температурах не менее 450 1 бОО^С. чдав несколько раз превышает рабочие температуры полупроводниковых приборов на основе этих материалов. С ■ другой'стороны, хорошим, подтверждением временной стабильности РЦ в кремнии является наличие данны» 01 неизменности их энергетического ■спектра и стабильности! параметров, полупроводниковых приборов, 1рошедших технологическое-облучение быстрыми электронами и отжиг, Ф» хранении в нормальных условия» в течение 10 5- 12 лет. Анализ «еретических-, экспериментальных- работ по исследованию электрической

"... ••'•.- ; ' ' Л ; , .

активности РЦ й их , влиянию на основные электрофизические характеристики кремния показывает, что при контролируемой радиационной обработке полупроводниковых структур можно изменять время жизни неосновных носителей ; заряда и удельное электросопротивление активных областей, а следовательно ~ и электрические параметры приборных структур, определяемые физическими процессами, протекающими в этих областях. Выделены преимущества радиационной обработки быстрыми электронами с технологической, экологической и . экономической точек зрения, обуславливающие его перспективность, как универсального метода . введения глубоких РЦ в активные области полупроводниковых структур с целью регулирования и улучшения их электрофизических и электрических параметров и характеристик. « .

Анализ поверхностных радиационных 3(|к|н;кп)и в кремниевых пленарных структурах, с одной стороны, иоказывает их существенный вклад в изменение электрофизических параметров. С другой стороны -приведенные закономерности .показывают возможность полного исключения влияния этих эффектов при использовании технологического облучения структур правильно выбранными • режимами последующей термообработки, а также Практическую возможность регулирования й ' улучшения поверхностных свойств и стабильности параметров биполярны* и МОП структур, что подтверждено экспериментально.

Приведены примеры. практического использования РТО с применением быстрых электронов в целях повышения быстродействии . биполярных диодных и транзисторных , структур. Отмечен« . целесообразность экспериментального поиска и исследования оптимальны) режимов' радиационшкгермической обработки биполярных структур которые изменили бы кинетику накопления . РЦ в .сторону боло интенсивного Образования сложных вторичных центров с более высоким! рекомбинационными характеристиками, что позволило бы максимальн* использовать эффект опережающего снижения времени жизни, улучшит комплекс статических и динамических параметров, повысить радиациоинук стойкость диодных и транзисторных, структур.

Анализ изменений емкостных с пой ста р-п переход»" при облучении юкаэал. что при исследовании к контроле электрофизических параметров 'Ц методом релаксационной спектросхопии глубоких уровней (РСГУ) в ходе >ыбора оптимальных режимов РТО необходимо учитывать изменение цирины ОПЗ и бар1>ерной емкости р-п перехода.

Во. второй главе приведены конструктивно-технологические* •собениости и основные электрофизические параметры исследуемых ремииевых структур. Изложены данные об использованном оборудовании г методиках нронедения радиационной и термической обработки, кспериментальных исследований кинетики накопления и отжига адиационных центров, расчетной оценки их энергетического спектра и Аектрофизических параметров.- измерений электрических параметров йодных и транзисторных структур на различных* этапах операций' ¿лучения и отжим. Прйас^ыоденки^грошн(хгтГй^ер^||и<С

Вертикальные разрезы исследуемых диодных и транзисторных*, груктур поклмны на рис. 1 и 2, соответственно.

Рис. 1

1.ОД2мхм

\

Р

2.110.2 мкм

14*0.2 мкм

At SIOj

У

<ХХ >■ v

> II Л I

< у v.3<

лллл

л X.

/V.

л >

У,

; :< •».я*'

\ • •• V \ \

я- эпитоксиальный слой

Np- 10,6eM"J

I

I

Ж

i

ШИТ]

■" Рис.2 .

Операцию радиационной обработай исследуемых структур быстрым^ (б МэВ) электронами проводили»-на линейном ускорителе "Электроника" ЭДУ-б интегральными потоками 10,4il0lT см"1 при различных плотностях потока (<j> - 810" :210u cftf^d"1). Плотность потока бмегрых элсктроиоп регулировали изменением расстояния между выходным окном ускорителя и объектом облучения. Разброс плотности потока электронов в зоне облучения не превышает 30 %. Температуру р<кн>гропц сфуктур пучком электронов, которая при этом находилась в интервале 40 г 320 °С. контролировали с помощью термонары, встроенной в стандартный , мультиметр М838.

Операцию изотермического отжига облученных структур проводили на воздухе в печи марки СУОЛ-0,4.4/12-М2-У4.2. предназначенной для градуировки термопрнборов и температурной обработки, материалов при . температуре 200 - J 1250 °С в 1 стационарных' - условиях! Точность автоматического поддержания температуры в рабочей зоне составляла ± 5 °С. Диапазон температур отжига (200 400 °С) определялся температурой вжигания алюминиевой металлизации в исходные структуры до операции облучения, которая составляет 500 \ 540 °С. Темп нагрева и охлаждения 23 £ 25°С/мин. ■ -

Для исследования кинетики накопления, перестройки и отжига РЦ на операциях облучения и термического еггжига использовался метод

релаксационной спектроскопии глубоких , уровней. позволяющий определять характер (акцепторный или донорный) и измерять основные электрофизические параметры РЦ энергетическое положение в запрещенной зоне, сечения эахната носителей заряда, концентрацию и ее профиль. Практические методики предусматривают периодические воздействия заполняющих импульсов с такими частотами следования, чтобы их периоды совпадали со временем релаксации для определенных глубоких РЦ. Это осуществляется температурным сканированием, при котором совпадение времени релаксации и временного Окна достигается путем медленного--'• изменения температуры. Измерительный комплекс, позволивший реализовать методику РСГУ. был разработан и в последние годы усовершенствован на кафедре ППЭ и ФПП МГИСиС иод руководством проф. Горюнова H.H. Сопряжение.измери тельной установки с ,ПЭВМ и задание агшаратным путем измерения сигнала РСГУ сразу для двух временных окон, позволило получить большой массив достоверных экспериментальных данных;: Основной вклад в погрешность экспериментальных данных вносит неточность определения температуры образца, соответствующей рассчитанному значению постоянной времени релаксации емкости структуры. Ошибка в определении энергетического положения глубокого уровня составляла 0.0J !0.02 эВ. В силу специфики расчета погрешность при определении сечений захвата носителей заряда РЦ по методике РСГУ достигает 50%. Ошибка в определении концентрации РЦ обусловлена в основном неточностью определения уровня легирования слаболегированной области несимметричного р-n перехода.

Для измерения прямой ветви вольтамперных характеристик (ВАХ) р-а переходов исследуемых структур в статическом режиме использовалась !втоматизированная экспериментальная установка, сконструированная на кафедре ППЭ и ФПП.. Начальное и конечное напряжение (до 2.5 В) ЦАП устанавливаются программно через 10 мВ. Максимальный ток через' р-п тереход ограничен уровнем 100 мА Измерения прямых падений тпряжения в импульсном режиме, обратных ветвей ВЛХ к напряжения !робоя осуществлялось по стандартным методикам на установках Л2-56 ц Characterioscope Z-4805". Измерение динамических параметров - времени юсстановления обратного сопротивления диодных и времени рассасывания

транзисторных структур производилось с помощью разработанных н< кафедре устройств и быстродействующего осциллографа Ci-75 позволяющего фиксировать переходные процессы длительностью до 5f l( не. Измерения коэффициента передачи hjia транзисторных структур i ' диапазоне токов коллектора 0.1 i 30 мА и температур окружающей среды о■ •60 °С АО +125 °С производились на стандартном измерителе пара метро! маломощных транзисторов Л2-22/1, допускающим измерение значений h2ic' диапазоне : 2"\ 300 с погрешностью в пределах ± 5%. Охлаждени« исследуемых структур производилось в парах жидкого азота,, нагрев - i лабораторном термостате с резистивным нагревателем. Температур« контролировалась ртутным термометром и термопарой, встроенной t стандартный мультиметр М838. Погрешность измерения температуры 1 °С,

В третьей главе на основе экспериментальных и расчетных результатов, исследования кинетики накопления РЦ в актиииых областях биполярных кремниевых структур, изготовленных по лштиксиалыю-Планерной технологии на "кислородных" пластинах кремния (выращенных по методу Чохральского). установлено, что в п- и р-областях при концентрации легирующей примеси (фосфора Или бора) 2 510" см"3 преобладают по скорости образования центры типа вакансия - легирующая . примесь (VP), (VB). (VVB). При концентрации .< З-Л)" см';: преимущественно образуются центры с участием точечных дефектов и •остаточных примесей - кислорода и углерода (V V). (V O), (V VO), (OVO) Экспериментально установлено наличии профилей соо-гаетстиующих радиационных центров в неоднородно легированной базовой области транзисторных структур. .

Из. результатов экспериментальных исследований кинетики • накопления РЦ в кремниевых структурах в зависимости от потока быстрых электронов (Ф = JO14 i Ш|Тсм*1) установлено, что скорость образования рядг наблюдаемых РЦ до Ф S 10'? см'* практически постоянна. При дальнейшем наборе потока скорость образования РЦ типа вакансия - легирующая примесь начинает плавно снижаться. Эта закономерность проявляется тогда, когда накопленная концентрация РЦ достигает 30-40 % от концентрации легирующей примеси. При Ф i 10,4см'г возрастает скорость

\

образования РЦ с участием основных остаточных примесей (кислорода и углерода) и появляется новый РЦ с уровнем Ее - 0.50 оН (возможная природа У У О или УуО). Обоснована количественная оценка методики "глубокого" облучения для областей кремния различной степени легирования.

На основе |к>зультатов исследования кинетики термического отжига РЦ о базовых и коллекторных областях кремния п- и р-тина диодных и транзисторных структур показало, что уменьшение эффективной концентрации центров в ходе операции отжига и. с<ю-п»отственно„ восстановление электрофизических параметров кремния в соответствующих областях полупроводниковых структур'-с ростом уровня исходного легирования происходит при-более низких температурах, что создает хорошие' предпосылки для получения требуемого профиля РЦ п биполярных структурах и улучшения комплекса электрических параметров биполярных структур '.путем', выбора оптимальных режимов операций облучения и отжига; - ..'.-.'

В ходе исследования кинетики накопления и отжига РЦ п базовых областях кремния п-типа диодных р*»п структур, легированных рекомбинациошшй примесью золота, установлен значительный разброс концентрации ' электрически активного золота. Показано. что жергетический спектр образующихся при облучении РЦ в структурах с юлотом и без золота практически идентичен. Отмечен рост концентрации электрически активного золота после облучения быстрыми электронам и.

Экспериментально установлено, что облучение диодных р*~п структур быстрыми электронами при повышенной плотности потока обеспечивает ыгрев пластин со структурам и до температур 300 | 320 °С и приводит к гвеличению скорости образования сложных РЦ; Ее • 0.36. Пу + 0.38. Ее -• 0.50, •V + 0.48 эВ с участием дииакаисий,.остаточного кйсло|н>да. углерода и др. 1о сравнению с РЦ с участием легирующих примесей указанные центры блдданэт более высокой термостабильностью, бо'льшими н имметричными значениями сечений захвата носителей заряда (электронов дырок) м обеспечивают более высокий темп рекомбинации за счет более

\убокого энергетического положения в запрещенной зоне.

На основе полученных результатов исследования кинетики накопления РЦ в областях кремния п-тупа исследуемых структур, разработана методика определения содержания кислорода в кремнии по соотношению концентраций А- и Е-центров, рассчитанных из спектров РСГУ, Методика предполагает проведение операции облучения исследуемых структур с барьерной емкостью интегральным потоком быстрых электронов, при котором концентрация РЦ на один-два порядка меньше концентрации легирующей примеси (с} юс фора). Соблюдение этого условия необходимо для обеспечения наиболее оптимального режима измерения и точности определения концентрации А-: и Е-центров (Ес — 0.17 и Ее - 0.44 эВ). Далее проводится измерение спектров РСГУ в режиме обнаружения глубоких ловушек основных носителей заряда, из которых определяется соотношение концентраций А- и Е-центров .в облученных структурах, и с использованием экспериментально полученного выражения оценивается концентрация кислорода в исследуемых образцах: Нох-50 '(ЫаЛЧе)^р. ' ■'.-.г''' '

В четвертой главе выявленные физические закономерности кинетики накопления и отжига РЦ в областях кремния п- и р-типа исследуемых струкгур в зависимости от уровня легирования. потока облучения, условий отжига были использованы при оптимизации режимов технологических операций облучения быстрыми электронами и отжига для целей улучшения комплекса статических и динамических параметров диодных структур и повышения их радиационной стойкости.

Из анализа полученных экспериментальных результатов по улучшению основных статических й динамических параметров диодных , эпитаксиольно-планарных р*-п структур и их радиационной

стойкости следует, что использование радиационнотермической обработки быстрыми (б МэВ) электронами с повышенной плотностью потока позволяет значительно улучшиП весь комплекс электрических параметров исследуемых структур (табл. 1). Для сравнения приведены параметры исходных структур, изготовленных по маршрутной технологии, структур с диффузией рекомбиноционной примеси золота, и структур, прошедших РТО при обычных условиях (без разогрева структур пучком электронов).

. ■ ■ . . - . Таблмца1

Улучшение электрических параметров диодных р*-Г| структур ври различных вариантах (3,4,5) радиадионпо-

термической обработки в сравнении с обычной технологией (варианты 1, 2)

Параметр В*риавт техжологаи ="50кА) ТКВ.'.'^'С п.,-'« = 50мА> Ь.мГц ; ^«-в ! «ц,= = 50кА) =50кА) и.,"4. В = 2 А."' 1.= 10мкс> = 1 мкА) СлФ. Р. Грлл»с = 50 *А) Запас по С,р. %

1> маршрутам техяолопи 500-600 1-6 , 0.5-0.8 ! 0.91 3.6 0.135 10 МО4 8-10

2) маршрутам тпжолоп» е Аиффуэие* Ли Ми-2- 10м см') ¿20-200 1-3 1.7-2.5 1 0.93 1 1 32 0.100 58 8 1.6-10* 5-7

3) маршрутам тпшолсгкя с д^ффу-щр» АииРТО» рюимах: бМзВ алектроны. (Ф=Я0"о1\*,=».10"си - с4) отжяг(330°С. бОмин) 50-60. 1.1 ' 8.3-10 0.98 3.1 0.065 55 5.5 2.3-10» 1-2

4) маршрутам техаолопы с . РТО • рпкюих: б МэВ элмпровы : <ф=101*сы'!.<р.=$-10исм':с"1) отжиг 020'С в0 кии) 15-20 - 0.7 25-30 0.84 2.9 0.020 81 . 22 3.4-10* 12-15

идрщрутзда технологи» с РГО * рожюих: в МэВ элмтрояы <Ф * с Т.»,=ЭК»±10*С) 1-2 0.5 - >200 0.77 2.6 0.015 90 0.9 5.1-Ю9 20-25

<5

. -16- '."Г '"'^v

Как видно из представленных результатов, практически по, всему комплексу параметров достигается значительный положительный эффект (от десятков до тысяч процентов). Получение такого уникального сочетания параметров является результатом интеграции предельных возможностей РТО как метода введения глубоких РЦ с высокими рекомбииационными характеристиками и использования исходных диодных структур с наиболее подходящими конструктивно-технологическими параметрами для проведения РТО. Снижение роли высокоомной области базы после РТО объясняется тем, что . компенсирующее действие РЦ приводит к расширению ОПЗ почти на всю толщину высокоомного эпитаксиального слоя базы, что косвенно подтверждается измерениями барьерной емкости диодов. Так, у исходных структур она составляла г. 10 пФ (dora * 0.8 мкм), после проведения РТО значения емкости не превышали 0.9 пФ (dorn = 8 4 10 мкм при толщине высокоомной области базы } 2 мкм).

Из анализа данных табл. 1 следует, что введение в маршрутную технологию диодных структур типа 2Д906 РТО в оптимально выбранных режимах (вариант 5) позволило получить ряд положительных результатов: -улучшить импульсно-частотные параметры I,, и Гор в 300 4 400 раз и снизить в 243 раза их зависимость от температуры во всем допусти мом диапазоне (-60°С + +125°С)эксплуатации; ; v" ■-

•расширить диапазон рабочих частот с 500 кГц до 150i-200 МГц; -снизить значения параметров U„p и Ua,,"*" на 25.^40% (в режимах измерений по ТУ), резко улучшить тепло»физические условия эксплуатации диодов в. частотных схемах и уменьшить в 8 ^ 10 рлз значения рассеиваемой мощности;.';/-'":... ""''л;'-.-- ' }■:•'■ ■'

»улучшить электропрочность ; диодных структур, повысить. пробивные напряжения на 40 т 50 %, снизить значения, барьерной емкости диодных структур В 8 Т 10 раз; frl •}_.■' - V. \

•значительно повысить стойкость диодных структур к статической (в 1.5 г 2 раза) и импульсной (в S-6 раз) радиации; ;

-экспериментально показать гораздо <$о*ыиук>; эффективность методики РТО в сравнении с операцией диффузии рекомбинационной примеси

Таким образом, использование нового физически обоснованного подхода при введении радиационной технологической обработки в технологию диодных эпитаксиально-планарпых р*-п структур ("глубокое" облучение при повышенной плотности потока быстрых электронов) позволило получить структуры с наилучшим сочетанием электрических параметров, что значительно расширяет область их применения.

В пятой главе полученные закономерности кинетики накопления и отжига РЦ в базовых и коллекторных областях кремния п- и р-тина исследуемых транзисторных структур» в зависимости от уровня легирования, потока облучения, условий отжига были использованы при оптимизации режимов технологических операций РТО для целей улучшения комплекса статических и динамических параметров биполярных транзисторов, повышения их радиационной стойкости.

Из анализа . полученных экспериментальных результатов по улучшению осноаных \ статических и динамических параметров и характеристик транзисторных структур п-р-п и р-п-р типа и их радиационной стойкости установлено, что Использование РТО с применением методики "глубокого" облучения быстрыми (6 МэВ) электронами (Ф = 21016 см'2) и последующего изотермического отжига в режимах (Т = 350 °С, 60 мин) позволяет значительно улучшить весь комплекс электрических параметров исследуемых структур (табл. 2). Для получения наибольшего быстродействия транзисторов и оптимальных значений h2|E = 60 i 80, после проведения РТО с операцией "глубокого" облучения необходимо использовать исходные транзисторные структуры с высокими значениями hj|E (He менее ISO) и, соответственно, более тонкой активной базой и высокими значениями рабочих частот. Такие структуры обычно имеются в значительном количестве в текущих производственных партиях выпускаемых транзисторов, а при незначительной корректировке ионных и \иффузионных операций их доля может быть увеличена в несколько раз. Лдя сравнения в табл. 2 приведены параметры исходных структур, изготовленных по различным вариантам маршрутной технологии, структур : диффузией рекомбинациоиной примеси золота, и структур, прошедших

^ТО при неглубоком облучении (Ф = 5-10'5 см'2). 1

/

Таблица 2

Улучшение электрических параметров кремниевых маломощных транзисторных п-р-п и р-п-р структур при различных

. вариантах радиационно-термичесхой обработки (4. 5) в сравнении с обычной технологией (варианты 1,2, 3)

Параметр 14. НС ТКВР. Гг. МГц Диапазон Ь;ц Диапатон Ьль В Ф»5. 1ф. мА

О**"* •//с (Ь = 5кА) (I, =0.1-20 кА.1 1и=?0мА. 10" с*2 <Р,=!0"Ус)

- 50 мА» *25г*ОвИКЬ Г = -60 ...С5 = I *ЖА> = 1 кгА) о-р-о/ п-р-п/

Вариант технологии = 50мА) °С>яТКЬ р-п-р р-п-р

1) Маршрутная трхяологна > 230-260 и 120-140 .25-75 (3) 40-150 (3.75) 5.0 40 2.3 1.5 58 86

2) Маршрутка* технология 2 230-260 1.Э 400-500 55-250 (4.5) 70-350 ' Ф ' 52 40 1.8 57 85

3) Маршрутная технология с 50-100 1.15 150-200 20-80 40-150 " .4.7 35 2.1 31

диффри»й А« (»^310" с«"'» (4) (3.75) 13 44

4» .Маршрутная тпвоипи с РТО в 20-25 0.65 200-250 35-75 45-105 5.8 45 4.0 23

режимах: 6 М}В(Ф = 5 10" см '. : 10" см "-с"11. от^сиг |30Г>4 'С. 60 мин > l~.il 12.3) 3.1 31

5> Маршрутная тохвология с НТО в 3-6 0.45 400-450 ' 50-75 50-90 6.5 55 6.2 16

режимах: 6 М>В (Ф ? 2 Ю" си ". о« = 1101! см';с'>. егжиг(350 с'С. 60 мин) (1.8) 5.0 19.5

Как видно из представленных результатов, практически по всему омилексу параметров достигается значительный положительный э<]х}>ект >т десятков до сотен процентов). Получение такого :к|м|>окга достигается утем локализации РЦ с высокими рскомбинациопными характеристиками областях активной базы, коллектора и коллекторного перехода, и :пользования исходных транзисторных структур с наиболее подходящими энструктивно-техиологическими и электрическими параметрами для доведения 1'ТО: узкой базовой областью (£.0.5 мкм), иысокими исходными гачениями коэффициента передачи и граничной .частоты.

Из анализа данных табл. 2 следует, что введение в маршрутную хнологию транзисторных п-р-п и р-п-р структур 1ТО в оптимально ¿бранном режиме (вариант 5) позволяет получить-ряд положительных ¡зультатов: ; *

\учшить импульсные параметры ^ в 50 V 10У |>аз и гнизить и 2тЗ рази их вигимость от температуры во Леем допустимом диапазоне (-60 °С. +

25 °С) условий эксплуатации;

олучить принципиально новое, более опт мольное сочетание частотных и

илительных параметров: IV = 4004450 МГц. Ьле = 60 : 80;

:лабить в 2 г 3 раза. зависимость кОо(|х}>ициепта передачи от уровня

1жекции и температуры в рабочем диапазоне токов коллектора и

мператур;

ьучшить элекгронрочность транзисторных структур, повысить пробивные Пряжения эмиттерного и Коллекторного переходов на 20 : 30 %; эвыситъ стойкость транзисторных структур к статической и импульсной г^иации в 3 > 4 раза, при одновременном уменьшении различий М зйкости п-р-п и р-п-р структур;

:спериментально показать гораздо большую эффективность методики ^убокого" облучения в сравнении с операцией ди^х^узии комбинационной примеси золота и обычной методикой РТО для гашения усилительных и импульсно-частотных параметров шзисторных структур.

Таким образом, использование нового физически обоснованно^' рсода при введении радиационной технологической обрабсПки с

■ -го-

использованием "глубокого" облучения в технологию ттмнзйсторных п-р-п а р-п-р эиитаксиально-планарних структур позволило получить структуры < наилучшим сочетанием электрических гтраме1]юн, что лшчительнс расширяет облапь их применения, в том числе в составе комплементарны« • структур. ' .'."V-. :

В Заключении сформулированы основные выводы но |>аботе: 1) В результате исследования кинетики накопления глубоких РЦ в активны« областях кремниевых биполярных структур из спектров РСГУ выявлен« качественно общая закономерность - на операции облучения исследуемы« структур при концентрациях Легирующей примеси Ыл & 5-Ю1* см" незанисимо от ее типа (<]ккс!юр или • бор) по скорости образовании преобладают центры тина вакансия-легирующая примесь (УР), (У-В) (УУВ). При Ыл < 3 |0,ь см'1 иреимущсстиенЛо. обра:»ум'«:я ценфы '< участием точечных дефектов ; и остаточных иримесеи 7 кислорода * углерода (УУ). (V О), (УУ О), (С-У-О).

2) В результате; экспериментальных ^исследований кинеттш накопления РЦ в кремниевых структурах в зависимости от потока быстры; электронов (Ф = 10й 7 10,7 см"2) установлено. что скоро<г»ъ образования ряд; наблюдаемых РЦ до Ф £ Ю16 см'2 практически постоянна. При дольнейщс» наборе потока скорость образования РЦ тина вакансия - легирующа5 примесь начинает плавно снижаться. Эта закономерность проявляете» тогда, когда накопленная концентрация РЦ достигает 30\40 % от концентрации легирующей примеси. При Ф 2: Ю16 см"1 возрастает скоросп образования РЦ с участием основных остаточных примесей (кислорода 1 углерода) и появляется новый РЦ с уровнем Ее - 0.50 эВ (возможная природ; У У О или УгО). Обоснована количественная оценка методики "глубокого' облучения для областей кремния различной степени легирования.

3. На основе результатов исследования кинетики термического отжяп РЦ в базовых и коллекторных областях кремния п- и р-тина диодных 1 транзисторных структур показано, что уменьшение . эффективно! концентрации центров в ходе операции отжига и. соответственно восстановление электрофизических параметров кремния J

'"Г' -21- :, ,■". ... ...

соответствующих областях полупроводниковых структур с ростом уровня исходного легирования происходит при более низких температурах.

4. В ходе исследования кинетики накопления и отжиги ГЦ в базовых областях кремния n-типа диодных р*-п структур, легированных рекомбинационной примесью золота, установлен значительный разброс концентрации электрически .активного зилота. Показано, что энергетический спектр образующихся при облучении РЦ в структурах с золотом и без золота практически идентичен. Отмечен рост концентрации электрически активного золота после облучения быстрыми электронами.

5. Экспериментально установлено, что облучение диодных р*-п структур быстрыми электронами при. повышенной плотности потока эбеспечивает нагрев пластин со структурами до температур 300 } 320 °G и триводит к увеличению скорости образования сложных РЦ Ее т 0.36. Ev + >.38« Ес - 0.50, Ev + 0.48 эВ с участием ди вакансий, оста точного кислорода, гглерода и др. По сравнению с РЦ с участием легирующих примесей сказанные центры обладают более высокой термостабильностью. бо'льшими i симметричными значениями сечений захвата носителей заряда электронов и дырок) и обеспечивают более высокии томи рекомбинации за чет более глубокого энергетического положения в запрещенной зоне.

6. Разработана методика определения содержания кислорода в бластях кремнии п-типа по соотношению концентраций А- и Е-центров, ассчиташшх из спектров РСГУ.

7. Выявленные физические закономерности кинетики накопления и гжига РЦ позволили сделать вывод, что при проведении РТО биполярные водные и транзисторные, структуры целесообразнее подвергать •лубокому" облучению. Введение в маршрутную технологию диодных руктур типа 2Д906 РТО в оптимально выбранных режимах ("глубокое" мучение быстрыми 6 МэВ электронами при повышенной плотности потока

= 3 10,<s см"*, ф, = 210° см"3 с*\ Той* = 310 ± 10 °С) позволило получить едующне положительные результаты:

*учшить нмпульспо-частотные параметра |„ и fnp в 300 V 400 раз И снизить в 3 раза их зависимость от температуры во всем допустимом диапазоне (^60 125 °С) эксплуатации, расширить диапазон рабочих частот до150ь200 МГЦ:

- -22- ' - • -снизить значения параметром ипр и1(„ги<<" на 25=40% (в режимах измеренш по ТУ), резко улучшить тсплофизические условия эксплуатации диодов 1 частотных схемах и уменьшить в 8 т 10 раз значения рассеиваемо» мощности;

-улучшить элекгропрочность диодных структур, понысип. пробивные напряжения на 40 % 50 %, снизить значения барьерной емкости диодны: структур и 8 т Ю раз;

-повысить стойкость диодных структур к статической (и 1.5 2 раза) I импульсной (в 5 г 6 раз) радиации.

8. Нь едение и'маршрутную технологию транзисторных п-р-п (2Т312 КТ315. Ш 422) и р-п-р (2ТЛ1Л. КТ361. ВГ<Ш> структур 1ТО и онтймальш выбранном режиме (облучение: Ф = М0,кСм'Ч отжиг: Т = 350 °С. 60 мин позволило получить следующие положительные результати: -улучшить импульсные нарам»?тры 1$ в 50 - 100 раз и снизит, в 2-3 раза и: зависимость от температуры во всем допустимом диапазоне (-60 °С + +12 °С) условий эксплуатации;

-получить, более оптимальное сочетание частотных и усилительны: параметров: (V = 400.450 МГц. Ьгш = 60 V 80; > \

-ослабить'»Г 2-3 раза зависимость коэффициента передачи от уровн: инжекцни и температуры в рабочем диапазоне токов коллектора I температур; . ; ;

-улучшить электропрочность транзисторных струллур, повыси ть пробивши напряжения эмнттерного и коллекторного переходов на 20 30%; -повысит!. стойкость транзисторных структур к статической и импульсно! радиации в 3- 4 раза при одновременном уменьшении различий в стойкосп п-р-п и р-п-р структур.

Таким образом. использование выявленных физически закономерностей при "глубоком" облучении кремниевых биполярны структур в ходе практического использования РТО в производстве диодны р'-п и транзисторных п-р-п и р-п-р энитаксиольно-нланарных структу позволило получить приборы с принципиально новым сочетание! электрических параметров и характеристик.

\

-2t>- ;

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях и научно-технических отчетах:

1. Ладыгин Е.А.. Лагов П.Б.. Осипов Г.Л. Повышение быстродействия диодных матриц при обработке быстрыми электронами. // Вопросы «томной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на ЮЛ. 1996. Вып. 1-3, с. 101-105.. . . . . ., - .

2. Ладыгин Е.Л.. Лагов П.Б.. Осипов Г.Л. Улучшение усилительных, импульсных и температурных характеристик-'кремниевых маломощных транзисторов при обработке быстрыми электронами й отжиге. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 1996. Вып. 1-3, с. 95 100!

3. Лагов П.Б., Ладыгин Е.А. Повышение радиационной стойкости кремниевых биполярных п-р-п и р-п-р транзисторов к, импульсному и статическому излучению'-"при радиационно-термической обработке. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на PDA. >998. Вып. 1 2, с 114 -117,

4. Лагов П.Б.. Ладыгин П.Л. Преимущества высокотемпературного •технологического облучения диодных матричных структур, применяемых в бортовой аппаратуре, // Вопросы атомной иауки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия na PDA. 1998. Вып. 1 -2. с. 118 120.

5. Лагов П.Б., Ладыгин Е.Л. Кинетика накопления глубоких радиационных центров в неоднородных кремниевых структурах. // Известия вузов. Материалы электронной техники. 1999. № I. с. 53-55.

6. Лагов П.Б. Использование быстрых электронов для улучшения комплекса электрических параметров биполярных кремпивых структур. II Тезисы докладов н.-т. конференции "Материалы и изделия из них под воздействием различных видов энергий". - М.: ВИМИ. 1999. с. 64 66,

7. Исследование физических закономерностей и механизмов повреждения

полупроводниковых приборов и микросхем при воздействии излучений СВВФ. // Отчет о научно-исследовательской работе. Шифр темы «Юпитер-1». - М. : МГИСиС (ТУ), 1996 г. -160 с.

8. Исследование физических основ электронно-ионных процессов при создании приборов михро- и огггоэлектронихи и физики деградации структур при лучевых воздействиях /( Отчет о научно-ксследозвтельской работе. Шифр темы 3035042. - М : МГИСиС (ТУ), 1999 г. - 150 с. '

ВВЕДЕНИЕ;.,.,.,.

ГЛАВА I. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КРЕМНИЕВЫХ СТРУКТУРАХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ БЫСТРЫХ ЭЛЕКТРОНОВ И ТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА.

1.1. Объемные радиационные эффекты в монокристаллическом кремнии при облучении быстрыми электронами.12.

1.1.1. Первичные физические процессы.

1.1.2. Механизм образования, физическая природа и энергетический спектр "глубоких" радиационных центров.

1.1.3. Термостабильность и кинетика отжига радиационных центров.

1.1.4. Влияние радиационных центров на электрофизические характеристики.

1.1.5. Влияние технологических факторов на параметры радиационных центров в полупроводниковых структурах.

1.1.6. Особенности накопления радиационных центров в области пространственного заряда р-п перехода.

1.2. Поверхностные радиационные эффекты.

1.3. Изменение характеристик биполярных кремниевых структур при облучении быстрыми электронами.42.

1.3.1. Диодные структуры.

1.3.2. Транзисторные структуры.

1.3.3. Емкостные свойства р-п перехода.

1.4. Выводы и постановка задач исследований.

ГЛАВА II ХАРАКТЕРИСТИКИ ИССЛЕДУЕМЫХ СТРУКТУР И ИХ

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ И АППАРАТУРА.

2.1. Обоснование выбора типов биполярных кремниевых структур, их конструктивно-технологические особенности и характеристики.

2.2. Методики и оборудование радиационной обработки быстрыми электронами и термического отжига,.

2.3. Методики и аппаратура измерения вольт-фараднгых характеристик и релаксационной спектроскопии глубоких центров в полупроводниковых структурах.,.,,,,.6'.

2.3.1. Методика релаксационной спектроскопии глубоких уровней

РСГУ).6:

2.3.2, Измеритель релаксации емкости.6:

2.4. Аппаратура и методика измерения вольт-амперных характеристик диодных и транзисторных структур.,,,,,

2.5. Методики и аппаратура измерения импульсных параметров биполярных структур,,.,.,,,,,,,.,,,,.,,,,.

2.5.1. Методики и аппаратура измерения времени восстановления ооратного сопротивления диодных структур.

2.5.2. Методика и аппаратура измерения времени рассасывания транзисторных структур.

2,7. Установка для исследования инжекционной и температурной зависимостей коэффициента передачи тока базы транзисторных структур.

ГЛАВА III КИНЕТИКА НАКОПЛЕНИЯ И ОТЖИГА РАДИАЦИОННЫХ ЦЕНТРОВ (РЦ) В АКТИВНЫХ ОБЛАСТЯХ КРЕМНИЕВЫХ БИПОЛЯРНЫХ СТРУКТУР РАЗЛИЧНЫХ К ОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВАРИАНТОВ.

3.1, Кинетика накопления РЦ в базовых и коллекторных областях кремния n-типа диодных и транзисторных структур.

3.2. Кинетика накопления РЦ в базовых и коллекторных областях кремния р-типа транзисторных структур.

3.3. Кинетика отжига РЦ в активных областях кремния п- и р-типа кремния диодных и транзисторных структур.

3.4, Кинетика накопления и отжига РЦ в базовой области кремния n-типа диодных р -п структур, изготовленных с диффузией рекомоинациоинои примеси золота.

3.5. Особенности энергетического спектра РЦ при облучении диодных р+~п структур быстрыми электронами с высокой плотностью потока.•

3.6. Методика определения содержания кислорода в п-областях кремния исследуемых структур по соотношению концентраций А-и Е-центров. - ■

ГЛЛГ.Л IV. УЛУЧШЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ПОВЫШЕНИЕ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ДИОДНЫХ СТРУКТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ Р \ДИЛ1 ДНО! И Ю-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ (РТО).11:

4.1. Улучше иие импульс но-частотных параметре в,.,,,.,,.,.,.,.,.,.,,. 1.1

4.2. Улучшение прямой и обратной ветви В АХ.11*

4.3. Оптимизация режимов РТО диодных структур для получения наилучшего сочетания статических и динамических параметров.,.

4.4. Повышение радиационной стойкости.,

4.5. Результаты использования радиационно-термической обработки по улучтпению комплекса электрических параметров диодных структур.

ГЛАВА V УЛУЧШЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ. ПАРАМЕТРОВ И ПОВЫШЕНИЕ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.

5.1. Улучшение импульс но-частотных параметров,,,,,.,.,. ,13.

5.2. Оптимизация режимов РТО транзисторных структур для получения наилучшего сочетания статических и динамических параметров,,,.,.,,,,,,,,.,.,,,,,,.,,,,,,,,,.,. ,,,,,.,.,,,,,,,,,,,,,.,,,,.,.

5.3. Улучшение инжекционной и температурной зависимости коэффициента передачи тока,

5.4. Повышение радиационной стойкости.,,.,,.,,.,.

5.5. Результаты использования радиационно-термичес кой обработки по улучшению комплекса электрических параметров транзисторных структур.

В настоящее время радиоэлектронная аппаратура (РЭА) используется во всех сферах человеческой деятельности, начиная от простейших бытовых устройств и заканчивая сложнейшими аэрокосмическими комплексами. Важнейшими компонентами РЭА являются полупроводниковые дискретные приборы и .интегральные микросхемы, основным рабочим элементом которых служит неоднородная полупроводниковая структура, формируемая путем создания в приповерхностном слое монокристаллической (наиболее часто кремниевой) пластины областей с различным типом и величиной электропроводимости (плапарная технология),

В последние десятилетия накоплены значительные экспериментальные данные по радиационному материаловедению полупроводников и получили развитие теория и практика физических процессов, протекающих в кремнивых неоднородных приборных структурах при воздействии различных видов радиации в условиях эксплуатации и испытаний. С другой стороны, на многих предприятиях электронной промышленности для регулирования и улучшения ряда электрических параметров кремниевых приборов, интегральных микросхем и исходных монокристаллических подложек начато успешное технологическое использование радиационно-термическнх обработок (РТО), состоящих из последовательных операций облучения высокоэнергетичньши частицами и термического отжига.

Эффективность использования РТО обусловлена возможностью контролируемого введения термостабильных радиационных центров (РЦ) в активные области микроэлектрон н ых структур, которые действуют в полупроводнике подобно донорам., акцепторам и глубоким рекомбинационным центрам химической природы. При достаточно высоких концентра.циях РЦ вза имодействие свободных, носителей заряда с ними может определять электрофизические характеристики активных областей структур, а следовательно, электрические пара метры приооров и микросхем.

Важное преимущество и перспективность РТО для решения многие практических задач в конце цикла изготовления структур заключается в том, что она является низкотемпературной (введение РЦ обусловлено "холодным" массопереносом при смешении атомов из узлов кристаллической решетки на операции облучения, а диапазон температур операции отжига не превышает 350:500 °С) и не приводит к размытию диффузионных и имплантационных профилей основных легирующих примесей и нарушению контактной металлизации. Данная особенность РТО с учетом вариации различных режимов дает возможность получения структур с принципиально новым сочетанием электрофизических и электрических параметров на базе обычной маршрутной технологии, что крайне важно в современных экономических условиях.

Актуальность работы. Постоянное расширение и усложнение спектра задач, решаемых с использованием современной радиоэлектронной аппаратуры, требует значительного улучшения большинства электрических параметров и характеристик используемых полупроводниковых приборов. Наиболее очевидна проблема улучшения комплекса статических и динамических параметров выпускаемых биполярных диодов и транзисторов, потенциал которых казалось бы уже полностью исчерпан. В связи с этим, актуальной представляется материаловедческая задача исследования особенностей и установления основных закономерностей кинетики накопления, перестройки и отжига РЦ в различных активных областях кремниевых диодных и транзисторных стуктур при изменении в широком диапазоне режимов и условий проведения операций облучения и отжига. Решение этой задачи при одновременном контроле электрофизических параметров п реобла дающи х. РЦ и электрических параметров орт полярных диодных и транзисторных структур, по нашему мнению, позволит осуществить физически обоснованный выбор оптимальных режимов РТО, способных значительно улучшить комплекс электрических параметров и повысить радиационную стойкость структур.

Цель диссертационной работы - на основе экспериментального исследования кинетики накопления, перестройки и отжига РЦ б активных областях биполярных структур при облучении быстрыми электронами и термическом отжиге, выбрать физически обоснованные режимы и условия проведения операций РТО и оценить эффективность их интеграции с традиционной технологией для получения качественно новых биполярных диодных и транзисторных структур со значительно улучшенным комплексом основных электрических параметров.

Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы следующие зада ч и :

1. Установить закономерности образования., перестройки и отжига глубоких РЦ в активных, областях биполярных структур в процессе проведения операций облучения быстрыми электронами и термического отжига.

2. Выявить особенности энергетического спектра и характеристик РЦ, образующихся при "глубоком" облучении и облучении с повышенной плотностью потока быстрых электронов.

3. Изучить динамику изменения электрических параметров и характеристик диодных и транзисторных структур при различных режимах и условиях операций РТО и установить их взаимосвязь с характеристиками преобладающих в активных областях РЦ.

4. Разработать физически обоснованные рекомендации по оптимизации режимов проведения операций радиацио нно-термической обработки для. обеспечения максимального быстродействия диодных и транзисторных структур при улучшении всего комплекса электрических параметров и повышения радиа. ционной стойкости.

5. Провести отбор, наладку и усовершенствование необходимой аппаратуры для проведения измерений элекрофизических параметров РЦ и основных электрических параметров и характеристик исследуемых структур.

Работа проводилась в лабораториях кафедры Полупроводниковой электроники и физики полупроводников МИСиС в соответствии Координационным планом научно-исследовательских работ Академии Наук, Вузов и электронной промышленности по проблеме "Радиационная физика и радиационная технология полупроводников"» планом хоздоговорных работ МИСиС и работ по Единому заказ-наряду Минобразования РФ. .

I !ау ч паи новизна результатов работы состоит в следующем:

- установлено, что при потоках быстрых (6 МэВ) электронов Ф < 1016 см 2 скорости образования РЦ с участием основной легирующей примеси пл и с. участием остаточных примесей т|0 в активных областях кремниевых структур, изготовленных по эпитаксиально-плаиарной технологии на "'кислородных" пластинах кремния (выращенных по методу Чохральс.кого), можно связать соотношением, учитывающим уровень легирования Ид конкретной области структуры: Пл / т)о = к-(Кл/Ыо), где к = 50 ±10, М0 ~ (1 ~ 2)-10!8 см"3;

- установлено, что когда накопленная концентрация РЦ достигает 30-И0 % от концентрации легирующей примеси (обычно при Ф > 10!6см ") снижается скорость образования РЦ типа вакансия-легирующая примесь, а РЦ с участием основных остаточных примесей - возрастает. Отмечено при этом появление нового типа РЦ с уровнем Ее - 0.50 эВ (возможная природа У-У-О или УуО);

- из результатов исследования кинетики термического отжига РЦ в активных областях кремния п- и р-типа диодных и транзисторных структур показано, что уменьшение эффективной концентрации РЦ на операции отжига и, соответственно, восстановление электрофизических параметров активных областей структур с ростом уровня исходного легирования происходит при более низких температурах, что создает физические предпосылки для управления комплексом электрических параметров биполярных структур путем выбора оптимальных режимов операций облучения и отжига; эксперименталыю установлено, что облучение диодных р+-п структур быстрыми электронами при повышенной плотности потока (<р0 = 2-Ю1"" см 2-с 1 обеспечивает нагрев пластин со структурами до температур 300 320 °С и приводит к росту скорости образования сложных РЦ Ес - 0.36, Ес- 0.50, Еу + 0,38, Е\; + 0,48 эВ с. участием дивакансий, остаточного кислорода, углерода и др. обладающих высокой термостабильностью, большими и симметричными значениями сечений захвата носителей заряда (электронов и дырок), и обеспечивающих высокий теми рекомбинационных процессов.

Пра ктич е с к а я поле з н ост ь работы:

1) на основе полученных результатов исследования кинетики накопления РЦ в областях кремния п-типа исследуемых структур, разработана методика определения содержания кислорода в кремнии по соотношению концентраций А-1-1 Е-центров, рассчитанных из спектров РСГУ.

2) Выявленные особенности кинетики накопления РЦ в базовой области кремния п~типа исследуемых диодных рт-п структур яри повышенной плотности потока быстрых электронов были использованы при оптимизации режимов радиационно-термической обработки в целях значительного улучшения, комплекса статических и динамических параметров диодных структур, повышения их радиационной стойкости, сокращения длительности операции облучения и исключения операции термического отжига.

3) Полученные закономерности кинетики накопления и отжига РЦ в базовых и коллекторных областях кремния п- и р-типа исследуемых транзисторных структур в зависимости от уровня легирования, потока облучения, условий отжига позволили осуществить физически обоснованный выбор режимов технологических операций облучения быстрыми электронами и отжига для целей улучшения комплекса статических и динамических параметров биполярных ■транзисторов. повышения их радиационной стойкости, восстановления параметрического брака в производстве.

Рекомендации по оптимизации радиационно-термической обработки для улучшения комплекса электрических параметров диодных и транзисторных структур апробированы и используются в технологических маршрутах изготовления импульсных диодов и маломощных высокочастотных транзисторов в ГосНИИ "Сапфир'", Александровском заводе полупроводниковых приборов, опытном заводе НИИ "Молекулярной электроники".

Ос но в н ьте результаты и и ол о же н и я, ни мое и м ы е на з а щиту:

1) Результаты исследования закономерностей кинетики накопления и отжига радиационных центров, образующихся в активных областях п- и р-типа диодных и транзисторных кремниевых эпитаксиально-планарных структур в зависимости от уровня легирования, потока и плотности потока быстрых (6 МэВ) электронов и условий отжига.

2) Методика определения содержания кислорода в областях кремния п-типа по соотношению концентраций А- и Е-центров, рассчитанных из спектров релаксационной спектроскопии глубоких уровней.

3) Результаты использования радиационно-термической обработки при "глубоком" облучении быстрыми электронами с повышенной плотностью потока для получения диодных структур с качественно новым, удовлетворяющим современным требованиям разработчиков РЭА сочетанием электрических параметров и повышенной стойкостью к статической и импульсной рад,нации.

4) Результаты использования разработанных режимов "глубокого" облучения и термического отжига для получения биполярных транзисторных структур с принципиально новым сочетанием электрических параметров и характеристик, повышенной радиационной стойкостью.

Диссертационная работа выполнена в .лабораториях кафедры ППЭ и ФПП МГИСиС в 1994-1999 гг. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю - профессору, доктору технических наук Е.А.Ладыгину за постоянное внимание к данной работе, профессору И.Н.Г'орюнову и старшему-научному сотруднику А .М.Мус алитину - за помощь в проведении экспериментов.

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях и научно-технических отчетах:

I. Ладыгин Е.А., Лагов П.Б,, Осипов Г .А. Повышение быстродействия диодных матриц при обработке быстрыми электронами. /V Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 1996. Вып. 1 - 3, С. 101 -105.

2, Ладыгин Е.А., Лагов П.Б., Осипов Г.А, Улучшение усилительных, импульсных и температурных характеристик кремниевых маломощных транзисторов при обработке быстрыми электронами и отжиге. /У Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 1996. Вып.

1- 3, С. 95- 100,

3. Лагов П.Б., Ладыгин Е,А. Повышение радиационной стойкости кремниевых биполярных п-р-п и р-п-р транзисторов к импульсному и статическому излучению при радиационно-термической обработке. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 1998. Вып. 1 - 2„

С, 114-117.

4. Лагов П.Б,, Ладыгин Е.А. Преимущества высокотемпературного технологического облучения диодных матричных структур, применяемых, в бортовой аппаратуре. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА, 1998. Вып. 1 - 2, С. 118 - 120,

5. Лагов П.Б., Ладыгин Е.А. Кинетика накопления глубоких радиационных центров в неоднородных кремниевых структурах. // Известия вузов. Материалы электронной техники. 1999. № 1, С. 53 - 55.

6. Лагов П.Б. Использование быстрых электронов для улучшения комплекса электрических параметров биполярных кремнивых структур. // Тезисы докладов н,-т. конференции "Материалы и изделия из них под воздействием различных видов энергий". - М,: ВИМИ. 1999, С. 64 - 66.

-166 фхгзичсских закономерностей и механизмов повреждения полупроводниковых приборов и микросхем при воздействии излучений СВВФ. // Отчет о научно-исследовательской работе. Шифр темы «Юпитер-1». - М.: МГИСиС (ТУ), 1996 г. - 160 с.

8. Исследование физических основ электронно-ионных процессов при создании приборов микро- и оптоэлектроники и физики деградации структур при лучсиглх лсздсйстпиях./.' Отчет о научно-исследовательской работе. Шифр темы 3035042. - М. : МГИСиС (ТУ). 1999 г. - 150 с.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На оснований проведенных исследований сделаны следующие выводы, I) В результате исследования кинетики накопления глубоких РЦ в активных областях кремниевых биполярных структур из спектров РСГУ выявлена качественно общая закономерность - на операции облучения исследуемых структур при концентрациях легирующей примеси NA > 5-10'6 см"" независимо от ее типа (фосфор или бор) по скорости образования преобладают центры типа „^^^„^„^ „ртт,^/,, /ллг>\ {\г.т>\ í'V.V.P'k п^рт та а ю16 /-т'"3

BuKab-Cjrijí—ys-Ci irliJ у upnJiCi,r> 1 J> \ т \\-\-u/. 1 lykL J.N д -ч J-Ц/ viVi преимущественно образуются центры с участием точечных дефектов и остаточных примесей - кислорода и углерода (V-V), (V-O), (V-V-OV (С-У-О).

2) В результате экспериментальных исследований кинетики накопления РЦ в кремниевых структурах в зависимости от потока быстрых электронов (Ф = 10'4 -г 10" см2) установлено, что скорость образования ряда наблюдаемых РЦ до (Ix i'; 10* см практически постоянна. При дальнеихи.е1*1 наооре потока скорость образования РЦ типа вакансия - легирующая примесь начинает плавно снижаться. Эта закономерность проявляется тогда, когда накопленная концентрация РЦ „/■•ivtl , V, f. :-J-¡ Л С\ 0/ ,"\гт. Т,Л1ТТГЛТТГППР1ГТТТ1 Л . iTÍTÍl Т~Т - 1ТЧЛТ1 ПГ\ТТ1*АЛТТ 1 Í >-\~Г'Т 1 О ^ ^ АЛ ~ jl ±хх cíe Г —rv /о Ох -V WI ¡; i^ i 1 ¡ j' 11 í Í|!! í í [J > i v /, i м i i ;; j • ¿ Ii í 11. i lpxi : lv -'i возрастает скорость образования РЦ с участием основных остаточных примесей (кислорода и углерода) и появляется новый РЦ с уровнем Ес - 0,50 эВ (возможная природа V-V-O или VvO). Обоснована количественная оценка методики ''глубокого'' облучения для областей кремния различной степени легирования,

3, На основе результатов исследования кинетики термического отжига РЦ в базовых и коллекторных областях кремния п- и р-типа диодных и транзисторных структур показано, что уменьшение эффективной концентрации центров в ходе операции отжига и, соответственно, восстановление электрофизических параметров кремния в соответствующих областях полупроводниковьтх структур с ростом уровня исходного легирования происходит при более низких температурах.

4. В ходе исследования кинетики накопления и отжига РЦ в базовых областях

-г ^

-Л А Л ТТТТ О гл „ Т'Т-Т ТТ Г5 Л ГТ/"ч Л ТТ { ГУ ТЛ . О П 'ШТЛТ 7Л7 ТТ ГГЛ Л ПТХ /"Ч Т> ТТТТ Г ТЛГ Тч"» У7 /"Ч Л >Г АТЖ ГТ Л ТТ Т.Т<-\ Т Т ГТ/~Ч тт

ХЧ^С.^ЛХХХХХУ! Х1 I ХХ111.Х ]г/ ХА х у ХЧ X V % ■! XX-X СХ^Ч^Х^Ц-ХХАХХ^ХЛ. АхЧ/ЛГА. примесью золота, установлен значительный разброс концентрации электрически активного золота. Показано, что энергетический спектр образующихся при облучении РЦ в структурах с золотом и без золота практически идентичен. Отмечен рост концентрации электрически активного золота после облучения быстрыми электронами.

Ч |,^Т/Г,ТТОТ1Т1Л/ТОТ.ТТД ЛТ ТТГ\ ЛГГТД Т.Т/~ЧТЗ Л ОТТ»-у ТТТП ЛЛТТТ/ЛТТТТО А ПА Д ХТТ. ту 1Л '.. Г* Д/фТ пл . ХЧЧ. XX Ч^ ЛГХ-'ЛХК^ XX X »О-' Х.-ОХД.Ч-' у ч. X ЧХХХ^УХ-Ь и^хш II V Ч' Х.у ХЧХХХХ'. (/*,ХХ^</-Л1ХЛ.Х>Х.Л. АЛ Ъ 1 у IV 1 | р быстрыми электронами при повышенной плотности потока обеспечивает нагрев гхл ал^тпт ■ / . г-т'птп^т-пэштт ил ' ^ О Г\ 'С гт ) т ул :; I:, л т.- , л т^ I г.л п (."тг,

1. хаН - ■ ^ ¡у у у рл -1;/у > 1 х у у ^ V V/ - уь 11р£А.оОД.1гА 1 л у ос.-ш чЬЫаЮ скорости образования сложных РЦ Ее •- 0,36, Еу + 0.38. Е- - 0,50, Еу + 0.48 эВ с участием дивакансий, остаточного кислорода, углерода и др. По сравнению с РЦ с участием легирующих примесей указанные центры обладают более высокой термостабильностью, бо'лыпими и симметричными значениями сечений захвата носителей заряда (электронов и дырок) и обеспечивают более высокий темп пекомбинапии за счет более глубокого энергетического положения в заплетенной

X" .1.' А .А ' зоне.

6, Разработана методика определения содержания кислорода в областях кремнии п-типа по соотношению концентраций А- и Е-центров, рассчитанных из спектров РСГУ.

7. Выявленные физические закономерности кинетики накопления и отжига РТД позволили сделать вывод, что при проведении РТО биполярные диодные и тпаттзистооньте стпчлступы ттелесообпазнее подкрпгать ''глубокому" обличению, - X "" "" ХГ J ' ./ X 1 ' X ~ ' ! А J J J

Введение в маршрутную технологию диодных структур типа 2Д906 РТО в оптимально выбранных режимах ("'глубокое" облучение быстрыми 6 МэВ г—V -а Л -Г 7-г-г>»-\ у—\ ТГ-П.1ГГ ТТ -»-ч Т Т ТТ Г> Т I Е" ТТ (•"» ТТТТ Г"\ ~ Т ТТ Л ПФТТ ТТ ГТ /■"ЧГП/—V ТГ ГЧ ~~ ^ . ] ' Л1,) г Г\ О . 1 1 Г"» ,Т — ^ электронами и^Ж иившшсадОи и;ш111и!хп иилиг.и — ->* IV 1.Ш , у,» — ^¿».1 ,

Тобд = 310 ± 10 "'С) позволило получить следующие положительные результаты:

-улучшить импульс но-частотные параметры 1!Т и 1Ир в 300 4 400 раз и снизить в 2 3

21 п п тх-»7 '•г отзт!.-" П-. г/легГ'Г ^г тл л ^ пгг* ггм т т> т» Л ^ г нп ггт. т •-> г.ттп { А \ Л- 7 ") Ч люи 1.-1.-'V АС^Ш^рШ ) рг>1 .ОО шМи.и ¿Л,!"! 4.114 о Ч-'11 е. V - - » 1-е».'

I >~\ ТЛ Г' П ^ТТТТТГ 11 /•ЧТТТТТ'ПТТТТ Л ТХ рк П О -у АТТ >~\ л П 1 ^О * О/Л Л 14 /1 Г^тт ■ЭХК^.-Л.ХЛ.у 1 и-Ц,*! рич, 1-1111 \jilL 1 ГУ Слийоип 1 О 1 ж "V" 1^11 Ц»

-снизить значения параметров и,., и и Г 5: не 25 ч- 40 °/о (в "овжимах изменений по ТУ), резко улучшить теплофизические. условия эксплуатации диодов в частотных схемах и уменьшить в 8 10 раз значения рассеиваемой мощности; -улучшить .электропрочность диодных структур, повысить пробивные напряжения на 40 50 %, снизить значения барьерной емкости диодных структур в 8 10 раз; -повысить стойкость диодных структуру к статической (в 1,5 -г 2 раза) и импульсной (в 5-4-6 раз) радиации,

8. Ввведение в маршрутную технологию транзисторных п-р-п (2Т312. КТ315. ВР422) и р-п-р (2Т313. КТ361, ВР423) структур РТО в оптимально выбранном режиме {оолучение: Ф - 2-10 см , отжиг: х — з50 С, 60 мин) позволило получить следующие положительные результаты:

-улучшить импульсные параметры тй в 50 4- 100 раз и снизить в 2 4 3 раза их

О ^ ¿Г^Ч^ТЧ! /-^'Т1 ПП/-. 'Т^ТГ-Г-.Т Т Т". «ТТ^ТТЧ^АТТО ( /СО . 1 ^С1 1

1ъ о г : г. ¡уинл. ¡уи 1 у - >■'.' долх у х у '—ч.'ч,-- \ — < i ,./ ^—) уел о в и й э к с плу а та ц и и;

-получить, более оптимальное сочетание частотных и усилительных параметров: т - 400 4- 450 МГц, Ь-2!Г. = 60 4 80;

-ослабить в 2 4- 3 раза зависимость коэффициента передачи от уровня инжекции и температуры в рабочем диапазоне токов коллектора и температур;

-улучшить электропрочность транзисторных структур, повысить пробивные напряжения эмиттерного и коллекторного переходов на 20 4- 30 %;

-повысить стойкость транзисторных структур к статической и импульсной радиации в 3 4- 4 раза при одновременном уменьшении различий в стойкости п-р-п и р-п-р структур.

Таким образом, использование выявленных физических закономерностей при ''глубоком" облучении кремниевых биполярных структур в ходе

Л Г» Д Т/ТТ.ГТТПГ'Т/АТ'Г; Т! г; Л I П Т> т;|тх СТ ОТГЛ О ГТу-Ч'ЛтТ -, л Г"Т'>,1 Л ТТ А \ Т7Т. : > . ! "I 3 ТГ'. Д 1Т "> П П ГТ Т.Т V

ЛЛр^ИХАНАХ.'^ХЧи! ^ АА\^ АХО-•^-'ХАСААХ ЕА,>А А А ~—' АЗ Л Л ^-У.! ií . .1 X I I А^Х,.,',,.^ (.Л Ах XX А ^ САХА Г А А ААХАХ-Т. п-р-п и р-п-р этштаксиальяо-планаряых структур позволило получить приборы с принципиально новым сочетанием электрических параметров и характеристик.

Работа проводилась в лабораториях кафедрьт Полупроводниковой электроники и физики полупроводник©в МИСиС . в соответствии Координационным планом научно-исследовательских работ Академии Наук, Вузов и электронной промышленности по проблеме "Радиационная физика и радиационная технология полупроводников5', планом хоздоговорных работ МИСиС и работ по Единому заказ-наряду Минобразования РФ, Основные результаты работы доложены на: VI межотраслевой научно-технической конференции "Воздействие ионизирующих излучений на РЭА, ее элементы и материалы. Методы испытаний и исследований" (г. Лыткарино, НИИП, 4-6 июня 1996 г.).

Первой Всероссийской конференции по материаловедению и физико-химическим основам технологий получения легированных кристаллов кремния "Кремшш-96'' (г. Москва, МГИСиС, 19 -22 ноября 1996 г.).

- Всероссийской научно-технической конференции по радиационной стойкости электронных систем "Стойкость-98" (г. Лыткарино, НИИП, 2-4 июня 1998 г.).

- Первой Российской летней школе молодых ученых и специалистов по материаловедению и физико-химическим основам технологий монокристаллического кремния "Кремниевая школа - 98" (г, Москва, г. Черноголовка, 2-7 ионя 1998 г.).

Научно-технической конференции "Материалы и изделия из них иод воздействием различных видов энергий" (г, Москва, ВИМИ, 21 — 22 апреля 1999 г.).

- Всероссийской научно-технической конференции по радиационной стойкости электронных систем "Стойкость-99" (г. Лыткарино, НИИП, 1 - 3 июня 1999 г.).

- ежегодных научных конференциях МГИСиС 1995 - 1999 гг.

1. Кулаков В.М., Ладыгин Е.А., Шаховцов В,И, и др. Действие проникающей радиации на изделия электронной техники. / Под ред.Е.А.Ладыгина. - М,: Советское радио, 1980, - 224 с,

2. Ладыгин ЕА, Радиационная технология твердотельных электронных приборов. -М.: ЦНИИ '"Электроника". 1976. 345 с.

3. Вавилов B.C. Действие излучений на полупроводники. М.: Физматгиз. 1963. -264 с.

4. Corbett J.W. Electron Radiation Damage in Semiconductors and Metals, N.Y. & London, Academic press, 1966. - 410 p.

5. Вавилов B.C., Ухин H.A. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах. М.: Атомиздат, 1969. - 311 с.

6. Braimig D., Fahrner W.R. The Effects of Radiations on Silicon Devices. /7 Instabilities in Silicon Devices. Silicon Passivation and Related Instabilities. Vol,2. - Amsterdam.: Elsevier Science Publishers B.V. (North-Holland), 1989. - P. 751-803.

7. Физические процессы в облученных полупроводниках. / под ред. Л.С.Смирнова, Новосибирск,: Наука. 1977, - 220 с.

8. Вопросы радиационной технологии полупроводников. / под ред. Л.С.Смирнова, -Новосибирск.: Наука, 1980, 296 с.

9. Ладыгин ЕА-, Паничкин A.B., Горюнов H.H. и др. Основы радиационной технологии микроэлектроники, (в 2-х ч.) М.: МЙСиС, 1994. - 217 с.

10. Watkins G D, Radiation Damage in Semiconductors, New York.: Academic Press, 1965,

11. Вавилов В,С,; Киселев В.Ф. Мукашев Б.Н, Дефекты в кремнии и на его поверхности. М.: Наука, 1990. - 216 с.

12. Corbett, G.D.Watkins, Chrenko R.M. McDonalds R.S. /7 Phys,Rev, 1961, - V. 121, № 4. P.1001-1022.20,Watkins G.D, // IEEE Trans, on Nucl. Sci., 1969, NS-16, 13.

13. Pant elides S.T. Ivanov I., Scheffler M., Vingeron J.P. // Physica. 1983, - У. П6В, -P, 18-27,

14. Londos C,A. // Semicond, Sci. Technol, 1990. - № 6. - P. 645-648.25,Ткачев В, Д., Плотников А.Ф., Вавилов B.C. /7 ФТТ, 1963, - Вып. 5, - С. 3188,26,Неймаш В.Б., Соснин М.Г., Шаховцов В.И, и др. // ФТП. 1988, - Т. 22, вып. 2, -С.208-212.

15. Вавилов B.C., Горин Б.М., Данилин Н.С. и др. Радиационные методы в твердотельной электронике. М.: Радио и связь, 1990. - 184 с.

16. Wang K.L. Lee Y.H., Corbett J.W. // Appl.Phys.Lett. 1978. - V. 33. -№ 6. - P.547-548.

17. Болотов В.В. Карпов А.В., Стучинский В,А. // ФТП. 1988, - Т. 22. - № 1. - С, 49-54.

18. Емцев В.В., Машовец Т.В, Примеси и точечные дефекты в полупроводниках. М,;- 1981. -274 с.

19. Голубев Н.Ф., Кучинскии П.В. Латышев А.В., Ломако В.М., Прохоцкий Ю-М. Радиационные процессы в микроэлектронике, М.: НИИТЭХИМ, - 1991, - 76 с,

20. Bourgoin J.С. Radiation Induced Defects in the Si-SiO-. structure. // Instabilities in Silicon Devices. Silicon Passivation and Related Instabilities, Vol,2. - Amsterdam.: Elsevier Science Publishers B.V. (North-Holland), 1989. - P. 733-750.

21. Першенков B.C., Попов В .Д., Шальнов А.В, Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных схем, М.: Энергоатомиздат. 1988,

22. Ладыгин Е.А., Паничкин А.В. Горюнов Н.Н., Галеев А.П. Основы радиационной технологии микроэлектроники. Ч. 3. М,: МИСиС, 1996, - 96 с.

23. Паничкин A.B. Управление электрофизическими параметрами кремниевых МДП и КМДГТ структур при радиационно-термической обработке. Дисс. канд. техн. наук. М,; МИСиС. - 1987, - 226 с,

24. Таперо К.И, Кинетика накопления и отжига радиационных дефектов в активных областях кремниевых МОП и КМОП структур. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук. М.: МИСиС. 1996. - 189 с.

25. Шур М. Физика полупроводниковых приборов, М,: Мир. - 1992, - T.Í. - 479 с.

26. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М,: Мир. - 1984, - Т,1. - 455 с,

27. Носов Ю.Р. Полупроводниковые импульсные диоды. М,: Сов, радио, - 1965,

28. Степаненко И,П, Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Д.: ГЭИ. - 1963, - 376 с.

29. Тугов Н.М., Глебов Б .А,. Чарыков H.A. Полупроводниковые приборы, М,: Энергоатомиздат. 1990. - 576 с.

30. Gwyn C.W. // IEEE Trans, Nucí. Sei. 1972, - V. NS-19. - P. 355.

31. Lang D.Y. // J. Appl. Phys. 1974, - V.45. - № 7. - P. 3023-3032.6,Opdorp van C, /7 Sol. St. Electron, 1968, - V. 11. - № 4.7,Бараков В.Ф, Дозиметрия электронного излучения, М.: Атомнздат. - 1974. - 230 с.

32. Дорджин Г.С., Лактюшин В JH., Сорокина М.В. Релаксационная спектроскопия глубоких уровней // Обзоры по электронной технике, 1989. - Сер, 7. Вып. 4, - 72 с.