Радиационно-термическое окисление монокристаллического кремния тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.09 ВАК РФ

На правах рукописи

СОЛОВЕЙЧИК Алексей Валерьевич /Ш

РАДИАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

(специальность 02.00.09 - химия высоких энергий)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Санкт-Петербург, 2003

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете)

Научный руководитель

Научный консультант Официальные оппоненты:

Ведущая организация

профессор, доктор химических наук академик РАЕН Корсаков Владимир Георгиевич

профессор, кандидат химических наук, Штанько Виктор Иванович

профессор, доктор химических наук Удалов Юрий Петрович

доцент, доктор технических наук Сырков Андрей Гордианович

ФГУП «НПО «Импульс», Санкт-Петербург

Защита состоится « 2003 года в // часов на заседании

Диссертационного совета Д.212.230.10 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете) по адресу: Санкт-Петербург, Московский пр., 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета)

Автореферат разослан «

2003 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета >^^/Кескинов В.А.

2оо?-/1

17705-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Метод термического окисления кремния является основным при создании стабильных МОП-структур, особенно для подзатворного диэлектрика, который при работе МОП-транзистора находится под действием высоких электрических полей и механических напряжений. Тонкие слои диоксида кремния, полученные термическим окислением кремниевой подложки, наиболее полно удовлетворяют требованиям производства планарных приборов на основе МОП-структур. Такие слои имеют малое количество пор и низкую плотность поверхностных состояний, обладают хорошими диэлектрическими свойствами.

Однако, создание электронных приборов с высокой плотностью упаковки, высоким быстродействием и радиационной стойкостью ставят перед технологами ряд новых задач, таких как:

- уменьшение пористости, увеличение плотности, механической и электрической прочности диэлектрика;

- снижение плотности поверхностных электронных состояний на границе «полупроводник-диэлектрик» и толщины нестехиометрического оксида на этой границе;

- уменьшение заряда в объеме диэлектрика;

- обеспечение воспроизводимости свойств слоев диэлектриков на больших монокристаллах кремния (диаметром 200 мм и более);

- увеличение процента выхода готовых (годных) изделий.

Решению указанных выше задач и улучшению качества диэлектрических пленок может способствовать снижение температуры и увеличение скорости окисления. Процесс длительного окисления приводит к перемещению легирующих атомов и вакансий в кремниевой подложке, что может привести к существенному изменению рабочих характеристик МОП-прибора. Поэтому снижение температуры окисления способствует уменьшению числа дефектов кристаллической структуры, вносимых в процессе термического окисления.

До сих пор недостаточно исследованы возможности новых технологий синтеза, включающих радиационное активирование процессов, на свойства изделий микроэлектроники. Как показано в работах Муньеса, Сана, Тейлора, Беловой, Угая, Ховива и других исследователей, перспективными являются радиационные технологии модифицирования, в том числе электроннолучевые, применение которых исключает фазовые расслоения и повышает однородность материалов.

Можно ожидать ускорения термического окисления кремния под воздействием излучения за счет явлений радиационно-стимулированной адсорбции, радиационно-стимулированной диффузии и воздействия на кремний активных форм кислорода: радикалов, ионов, возбужденных молекул и атомов, генерируемых ионизирующим излучением. С другой стороны

РОС, НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

жесткое ионизирующее излучение может приводить к образованию радиационных дефектов, что требует определения оптимальных режимов облучения. Таким образом, исследование процесса образования, состава и структуры пленок, полученных при радиационно-термическом окислении монокристаллического кремния, является актуальной задачей современной микроэлектроники.

Целью настоящей работы являлось научное обоснование лабораторной технологии радиационно-термического окисления монокристаллического кремния.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие основные задачи:

-определить скорости роста оксидных пленок при термическом окислении монокристаллического кремния при у-облучении (источник Со60) и провести сопоставление с соответствующими результатами термического окисления под воздействием УФ-излучения и окисления в ВЧ-плазме тлеющего разряда,

-исследовать химический состав, стехиометрию и электрофизические свойства образующегося слоя

-сопоставить свойства пленок Л'О^, сформированных на монокристаллическом кремнии различными методами,

-разработать рекомендации по режимам термического окисления монокристаллического кремния для МОП-технологии,

-обосновать механизм радиационно-термического окисления кремния. Научная новизна:

Впервые получены данные по радиационно-термическому окислению монокристаллического кремния в поле у-излучения (источник Со60), УФ-излучения и ВЧ- плазмы тлеющего разряда при температурах ниже 700 "С.

Методами электронной микроскопии, электронографии, эллипсометрии, Оже-спектроскопии и измерением вольтфарадных характеристик установлены закономерности изменения толщины, состава и структуры пленок оксида кремния в зависимости от типа воздействия, времени окисления и температуры.

Определены условия формирования кристаллических и аморфных пленок оксидов кремния заданного состава толщиной до 300 А при существенно более низкой температуре (около 200 °С), чем при термическом окислении.

Практическая значимость:

Показана возможность использования процесса радиационно-термического окисления монокристаллического кремния в диапазоне температур свыше 700...800 "С в промышленных условиях для получения качественных изолирующих покрытий диоксида кремния на кремнии и создания подзатворных диэлектриков в МОП-структурах с улучшенными свойствами. Важным преимуществом данной технологии является

сокращение времени проведения технологических процессов и возможного использования существующего технологического оборудования.

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы докладывались на 1-ой Региональной конференции Республик Средней Азии и Казахстана /Самарканд, 1991 год/, на 3-ей Международной школе-семинаре «Физика и химия твердого тела» /Благовещенск 1991/, на 2-ом Всесоюзном семинаре молодых ученых по радиационной физике и химии твердого тела /Рига, 1991 год/, на Научно-техническом совещании "Электротермия 2000" /Санкт-Петербург, 2000 год/ и на Научно-технической конференции «Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов электротермических производств (ДУГА-2000)» /Санкт-Петербург, 2002 год/.

Публикации: По теме диссертации опубликовано четыре печатные работы, в том числе 3 статьи и тезисы 1 доклада.

Структура и объем работы: Диссертация изложена на 113 страницах, включая 7 таблиц и 29 рисунков, и состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, библиография -110 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава представляет собой аналитический обзор современных методов окисления монокристаллического кремния и предшествующих исследований Муньеса, Сана, Тейлора, Беловой, Угая, Ховива и других исследователей в области термического окисления монокристаллического кремния под влиянием у-излучения, УФ-излучения, лазерного излучения и в ВЧ-плазме тлеющего разряда. Проанализированы радиационные процессы в кислороде и на поверхности монокристаллического кремния, а также влияние у-излучения на структуру - ¿гО^. При обсуждении окисления монокристаллического кремния, стимулированного излучением, необходимо учитывать факторы, которые в наибольшей степени могут влиять на кинетику и механизм процесса: изменение дефектной структуры монокристалла, полей внутренних напряжений и скорости диффузионных процессов, появление новых поверхностных состояний, присутствие оксидного слоя на поверхности исходных образцов кремниевых пластин. Эти факторы необходимо учитывать при анализе методов синтеза пленок ЯЮ? (толщиной 20... 1000 нм), используемых в современной микроэлектронике, и разработке технологии радиационно-стимулированного окисления кремния. Например, возникающие при облучении объемные и поверхностные дефекты играют ключевую роль в разнообразных реакциях, протекающих на поверхности кремния.

Рассмотрены особенности существующих технологий тонких оксидных пленок на монокристаллическом кремнии: термического окисления в интервале температур 800... 1200 °С, анодного окисления, имплантации ионов кислорода, пиролитического разложения элемент-органических соединений (метод СУО), термического распыления оксидов кремния.

Рассмотрены работы Орловского и других, посвященные механизму формирования пленки БЮ2 на поверхности кремния.

В последнее время показано, что снижение температуры и увеличение скорости роста оксидных пленок может быть достигнуто с применением радиационно-термических методов окисления кремния.

Проведенный анализ научно-технической литературы показал, что, несмотря на большой объем накопленной к настоящему времени информации

0 влиянии ионизирующего излучения на процесс термического окисления монокристаллического кремния, целый ряд вопросов далек от разрешения:

- недостаточно освещено влияние ионизирующего излучения на кинетику процесса термического окисления кремния и электрофизические свойства сформированного во время этого процесса слоя БЮ?

- отсутствуют надежные представления о механизме воздействия ионизирующего излучения на процесс термического окисления кремния и механизме термического окисления кремния в присутствии кислорода в активных формах,

- не разработаны конкретные рекомендации по применению ионизирующего излучения при проведении термического окисления кремния в МОП-технологии.

Вторая глава посвящена методам и объектам исследования. Исследовали образцы монокристаллического кремния марок КЭФ и КДБ по ТУ, выпускаемые отечественной промышленностью. Особое внимание уделено подготовке объектов исследования. Толщину пленки 8Ю2 на поверхности кремния измеряли методом эллипсометрии. Для исследования химического состава и стехиометрии пленки 5Ю2 использован метод Оже-спектрометрии, а для исследования электрофизических характеристик - метод вольтфарадных характеристик. Морфологию и структуру пленок полученных методом радиационно-термического окисления, исследовали на просвечивающем электронном микроскопе методом угольных реплик.

В третьей главе рассматриваются результаты экспериментальных исследований свойств пленок полученных при радиационно-

термическом окислении в поле у-излучения, УФ-излучения и в ВЧ-плазме тлеющего разряда. Электронно-микроскопические и электронографические исследования позволили установить фазовый состав, структуру и морфологию поверхности полученных пленок.

При окислении кремния в поле у-излучения (р.3.1) при 600 "С в течение

1 ч образуются пористые пленки, состоящие из островков кремнезема и их агрегатов. На микрофотографии реплики с извлечением, полученной на ранних стадиях роста пленки (рис.1) хорошо видны отдельные частицы кремнезема и их агрегаты. В табл. 1-3 приводятся результаты анализа данных по микродифракции и определения среднего размера островков и их агрегатов (скоплений). Двухступенчатые реплики без извлечения показывают, что на этой стадии роста поры распределены не статистически по поверхности

пленок, а ориентированы, по-видимому, по дислокациям. Появление пор в пленках (табл. 2) может быть связано со стеканием радиационных дефектов (вакансий) на поверхности раздела между зародышами пленки или на дислокации (эффект Френкеля).

Микродифракционные картины, полученные от этих пленок свидетельствуют о существовании поликристаллической структуры а-тридимита. Образование а-тридимита в образцах 1 и 2 можно объяснить высокой температурой окисления кремния в сочетании с у-облучением. Облучение способствует дефектообразованию в пленке и создает тенденцию к кристаллизации.

При увеличении времени облучения до 2 ч пленка становится сплошной (рис.2), но состоит из мелких однородных зерен, что указывает на то, что увеличение толщины пленки происходит в результате роста первичных зародышей. По данным анализа микродифракции электронов (табл.1, 3), пленки толщиной более 5 нм характеризуются меньшей степенью кристалличности. Очевидно, это связано с увеличением длительности облучения и ростом дефектности пленки.

Сплошной, однородной, но менее гладкой является пленка, полученная при длительном у-облучении при сравнительно низкой температуре: 450 "С, 24 ч. Данные микродифракции электронов (табл. 1) указывают на образование а-кристобалита (образец 3). По-видимому, дисперсность и однородность пленок определяются не столько температурой, сколько временем облучения. Об образовании а-тридимита в образцах 1 и 2 свидетельствуют рефлексы d 2,43; 2,35; 1,69; 1, 53 нм и некоторых других. Отсутствие интенсивных полос 4,3; 4,08; 3,81 можно объяснить малыми размерами образовавшихся кристаллов, а небольшие отклонения в величинах d - высокой дефектностью структуры, вызывающей искажение кристаллической решетки. Об этом может свидетельствовать и появление новых рефлексов а-тридимита (3,60 и 2,43 нм) по мере увеличения толщины пленки. В 3, 4 и 5 образцах обнаруживаются сравнительно интенсивные полосы а- и Р-кристобалита кристобалита (4,20; 2,80; 2,50; 1,60 нм). Электронограммы образца 4 отличаются рефлексами 2,59 и 2,15 нм характерными только для (3-кристобалита.

По эллипсометрическим данным построены гистограммы (рис.3), характеризующие зависимости толщины пленки диоксида кремния от времени протекания процесса для образцов полученных обычным термическим окислением и термическим окислением в поле у-излучения. Как видно из представленных данных, ионизирующее излучение существенно ускоряет окисление кремния. Необходимо особо отметить, что аморфные или мелкокристаллические пленки диоксида кремния могут быть получены в поле у-излучения при температурах меньших 700 °С. Синтезированные пленки диоксида кремния толщиной 150 А имели показатели преломления 1,48—1,53

(коэффициент преломления плавленого кварца 1,46, кристаллического кварца 1,52).

Высокий показатель преломления может быть связан с образованием в пленках поликристаллических тридимита и кристобалита, а также нестехиометричностью пленок. Методом Оже-спектроскопии исследован состав пленок. Совмещение Оже-спектрометра с устройством ионного травления поверхности исследуемого образца позволило проанализировать элементный состав пленки по глубине. В Оже-спектрах обнаружены пики соответствующие свободному кремнию 812р(о) 92 эВ (стандартное значение энергии Оже-электронов кремнию, связанному с кислородом $12р(0х> '

(76 эВ), кислороду в пленке оксида кремния Оь (510 эВ) и углероду Си (272 эВ). Присутствие углерода на поверхности образца может быть вызвано либо технологическими примесями, либо адсорбированным С02 , поскольку ; образец после окисления находился в контакте с воздухом. Смещение пика энергий Оже-электронов кремния происходит в процессе окисления по мере увеличения электроотрицательности связи.

Анализируя профиль распределения состава пленки по глубине травления (рис.4) можно сделать вывод о равномерности состава и о достаточно резкой (40...50 А) границе раздела Яг - БЮг, не уступающей образцам, полученным при термическом окислении. Соотношение интенсивности пиков кремния и кислорода (Я и 01!) позволяет судить о стехиометрии образующихся слоев. В данном случае соотношение интенсивностей равно 1,9...2,0, то есть состав оксида кремния соответствует формуле БЮХ, где х = 1,9... 2,0. Фронт кристаллизации движется от поверхности подложки к поверхности пленки, в результате чего в объеме пленки больше кристаллической фазы, чем вблизи поверхности. Поверхность, как видно из табл. 3, чаще всего остается аморфной.

С целью исследования электрофизических характеристик пленок БЮз были изготовлены тестовые МОП-структуры на кремниевых пластинах с алюминиевым электродом (Л/-5гОг-Л'). Измерение электрофизических параметров МОП-структур проводили методом высокочастотных вольтфарадных характеристик (ВФХ). Одним из основных параметров МОП-структур является плотность эффективного заряда <2эфф (Кл/см2). Результаты ' анализа данных по микродифракции приводятся в табл. 5. От ее значения зависит величина порогового напряжения МОП-транзистора. С ростом плотности эффективного заряда связан ряд нежелательных явлений, \ ухудшающих свойства МОП-транзисторов: увеличение порогового напряжения, снижение быстродействия и др. Плотность эффективного заряда термического диоксида составила 50...70-Ю"9 Кл/см2 . Результаты анализа данных по микродифракции приводятся в табл. 5., а для слоев полученных радиационно-термическим окислением 60...70 10"9 Кл/см2. Вольтфарадные характеристики тестовых МОП-структур, позволили вычислить значения плотности поверхностных состояний на границе «ЗгОг -&'».

Таблица 1

Результаты расшифровки микродифракции электронов от пленок БЮг на монокристаллическом кремнии __(реплики с извлечением)_

№ Образцы* Станда] эти ГЮ31

пп 1 ! 2 3 | 4** 5 6 а-тридимит а-кристобалит р-кристобалит

А10, нм а.ю,нм 1,% <1.10,нм 1,% <1.10,нм 1,% а.10,нм 1,%

1 1 > 4,30 100

2 4,20 3,95 4,08 33 4,04 100 4,14 100

3 1 3,60 3,86 3,81 67

4 3,10 3,16 г 3,14 100 3,13 16

5 2,75 2,80 2,73 2,80 2,96 17 2,85 20

6 2,59 2,61 2,53 45

7 2,50 2,48 32

8 2,43 2,49 27

9 2,35 2,31 11

10 2,15 2,07 7

11 1,92 1,90 1,90 1,92 60 1,93/1,89 12/12

12 1,69 1,70 1,69 8

13 1,62 1,60 1,60 1,64 35 1,64 35

14 1,53 1,55 1,57 1,53 5 1,61 12

15 1,45 1,50 1,42 1,40 7 1,46 10

16 1,33 1,36 8

17 1,24 1,18 1,24 5

Примечания: 4- - засветка от прямого пучка электронов.

*) расчет параметров решетки по [103],**) кристаллизуется под действием электронного луча.

Таблица 2

Результаты электронномикроскопических исследований топографии оксидных пленок и сравнение с результатами по дисперсности, полученными из данных микродифракционного анализа

№ Условия Общий вид поверхности Дисперсность, мкм. 1 ( 2 Плотность, мкм 2ЛОГ2

обр окисления 0,островков 02скопле-ний * 01 остров ков скопле ний

1 у, 600 1 ч Состоит из мелких островков с вкраплением более крупных образований - скоплений тех же островков на дефектах подложки. Слой пористый. 1+3 10+30 2,5+5,0 1+2 0,15+ 0,30

2 у, 600 °С, 2ч То же, что и в обр.1, но скопления более мелкие и более равномерно распределены по поверхности. Слой пористый. 1+3 5+8 3+5 1+5 0,1+0, 4

3 у, 450 °С, 24 ч Слой сплошной, но состоит из мелких однородных зерен 1,0+1,5 10+30 1,5+2,0 10+20 нет

4 УФС, 700 °С, 1ч Гладкая, но под электронным лучом спонтанно кристаллизуется нет нет 1,0+2,0 нет** нет

5 ВЧ-плазма о2 Гладкая + отдельные фигуры роста типа дендритов на дефектах подложек нет 300+900 нет

Примечание: *) Расчет с использованием данных С.С.Горелик и др.[101], но не по абсолютным величинам, а из отношений к уширению при 0, =1 мкм..

**) Возможно образуются в процессе исследования под воздействием электронного луча.

и

Таблица 3

Сравнительные результаты исследования структуры поверхности и объема пленок"й'С>2 в зависимости от условий синтеза и толщины пленок

№ образца Условия окисления Электронография ХЭМР-102) Электронная микродифракция Толщина пленок, А

1 у, 600 "С, 1 ч Структура поверхности аморфная В объеме пленки аморфный ЯЮ2 и поликристаллический а- тридимит 35+5

2 у, 600 °С, 2ч Структура поверхности двухфазная: аморфный БЮ2 и поликристаллический а- трйдимит В объеме пленки мелкодисперсные поликристаллы а-тридимита 52±7

3 у, 450 °С, 24 ч Структура поверхности аморфная В объеме смесь аморфного ВЮ2 и поликристаллического а-кристобалита* 34±5

4 УФС, 700 °С, 1 ч Структура поверхности аморфная Аморфный БЮ2 и мелкодисперсный поликристаллический р-кристобалит* 227±30

5 Плазма о2 Структура поверхности аморфная В объеме н на поверхности преимущественно аморфный ЗЮ2 (имеются включения поликристаллического а-кристобалита*) 88115

Примечания: *Возможно, что кристаллизация происходит под действием электронного луча.

а б

Рис.1. Электронно-микроскопические фотографии - двухступенчатые реплики без извлечения (а) и с извлечением (б) поверхности образца 1 (табл. 1-3), полученного окислением монокристаллического кремния в поле у-излучения при 600 °С в течение 1 ч (а, в 0,6 см-0,2 мкм; б, в 0,5 см-0,15 мкм).

Рис.2. Электронно-микроскопические фотографии (а, б) (двухступенчатые реплики с извлечением) и микродифракционная картина (в) поверхности образца 2 (табл. 1-3), полученного окислением монокристаллического кремния в поле у-излучения при 600 V в течение 2 ч (а, в 0,4 см-0,1 мкм; б, в 0,4 см-0,33 мкм).

а)

б)

2 1,ч 3

Рис.3. Изменение толщины пленки оксида кремния в зависимости от времени окисления кремния при термическом (темно-серый цвет) и радиационно-термическом окислении (светло-серый цвет) при температурах 450 (а) и 600 (б) "С-

Эти значения лежат в пределах 4-10u...9-10u см'2 эВ~' для пленки диоксида кремния, полученной термическим окислением. Аналогичные значения плотности поверхностных состояний наблюдаются для диоксида кремния, полученного радиационным термическим окислением при толщине слоя 150 А. Пробивные напряжения определялись из вольт-амперных характеристик и составили 0,8...2,0-104 В/см.

Результаты исследования структуры поверхности и фазового состава пленок полученные радиационно-термическим окислением при УФ-облучении (р.3.2), по электронным микрофотографиям и микродифракции электронов (табл. 1-3), а также данные эллипсометрического измерения толщины пленок показывают, что при радиационно-термическом окислении кремния при УФ-облучении образуются гладкие сплошные пленки диоксида кремния.

Зависимость толщины Si02 от времени окисления приведенная на рис.5 указывает на высокую скорость роста пленки, значительно превышающую скорость роста при термическом окислении. Изучение структуры пленок (табл.5) показало, что она представляет собой смесь аморфной и поликристаллической фазы в виде Р-кристобалита, как в случае термических оксидов, так и в случае оксидов, сформированных в условиях УФ-облучения. Однако, пленки, полученные при УФ-облучении, в основном - аморфные, не термостойкие и кристаллизуются под воздействием пучка электронов. Кристаллизации аморфных пленок S1O2 способствует также их отжиг в процессе роста. Исследование Оже- спектров полученных пленок показало соответствие их состава пленкам, выращенным обычным термическим окислением, то есть толщина переходного слоя составила около 40...50 А и стехиометрия 1:1,9...2,0.

Пленки кремнезема на кремниевых пластинах, выращенные в плазме тлеющего разряда (р.3.3), получаются гладкими и, в основном, аморфными (табл.1-3). Однако в этом случае, как и при длительном у-облучении, образующаяся аморфная пленка может постепенно кристаллизоваться в процессе роста или под действием электронного пучка (при получении электронограмм) с образованием мелкодисперсного а-кристобалита. Таким образом, структура пленки и морфология поверхности зависят от времени окисления в ВЧ плазме. Из данных исследования микродифракции электронов следует что размеры образующихся кристаллов а-кристобалита при росте пленки кремнезема в ВЧ-плазме тлеющего разряда значительно меньше, чем при длительном у-облучении. На ряде электронных микрофотографий обнаруживается образование на поверхности пленки кристаллов в форме дендритов. При исследовании образования пленок Si02 в ВЧ разряде с целью улучшения морфологии поверхности и структуры пленок проводилось две серии экспериментов. В первой серии пластины

50

40

30

20

10

—

10

20 t,c

30

40

Рис.4. Профили распределения концентрации элементов по глубине пленки Si02 (по данным Оже-спектроскопии), полученной при окислении в поле у-излучения. 1 - &s (510 эВ), 2 - Si2p(0x) (76 эВ), 3 - Si2p(o>). Толщина пленки Si02 80 А. Скорость травления постоянна (~ 2 А/с)

обрабатывались в аргоновой плазме постоянное время, а время обработки кислородом постепенно увеличивалось.

Во второй серии варьировалось время обработки в аргоновой плазме при постоянном времени обработки кислородом. Из рис.6 видно, при увеличении длительности обработки в аргоновой плазме толщина слоя диоксида кремния увеличивается.

Методом Оже-спектоометрии исследован состав слоев. Соотношение интенсивностей пиков Si2p'o) (92 эВ), Si2p(0x) (76 эВ), Oh (510 эВ) и C,s (272 эВ). позволяет судить о стехиометрии слоев SiOx (х =1,9...2,0). Анализируя профиль распределения состава пленки по глубине травления, можно сделать вывод о равномерности состава и о достаточно резкой границе Si-Si02 (40...50 А), то есть структура слоя подобна слоям образованным термическим окислением и радиационным термическим окислением под действием у- и УФ-излучения. Пленки Si02 полученные окислением в кислородной плазме ВЧ-тлеющего разряда могут быть полностью аморфными и не содержать кристаллической фазы, в отличие от слоев сформированных при воздействии у-излучения, хотя и при более высокой температуре подложки (400...600с£7), что существенно для получения высококачественных МОП-приборов.

Морфология поверхности пленок, полученных радиационно-термическим окислением при определенных условиях значительно лучше, чем при термическом.

Раздел 3.4. посвящен обсуждению механизма радиационно-термического окисления кремния на основе полученных экспериментальных данных. В разделах 3.1-3.3 установлено, что в условиях у-облучения происходит частичная кристаллизация аморфной пленки диоксида (в диапазоне температур 450...650°С). Причем при более низкой температуре (450...550 °С) пленка диоксида представляла собой смесь фаз: аморфной и поликристаллической (а-кристобалита), а в интервале температур 550...650°С поликристаллическая фаза образовывалась в форме а-тридимита. С ростом времени окисления количество поликристаллической фазы постепенно нарастало. Образование высокотемпературных фаз кремнезема при температурах значительно более низких, чем температура фазового перехода наблюдалось и при формировании нанометровых пленок методом молекулярного наслаивания, поскольку процесс управлялся не «

термодинамикой кристаллизации, а термодинамикой химической реакции. Высокотемпературные фазы были синтезированы при достижении высокой степени неравновесности реакции, которая регулировалась давлением паров реагентов при циклическом процессе синтеза. В полях различных излучений избыточная энергия и локальная структурная перестройка, приводящие к образованию кристобалита и тридимита при температурах до 650 °С, определяется радиационными дефектами.

С помощью метода электронной микродифракции было выяснено, что фронт кристаллизации движется от поверхности подложки к поверхности слоя 8Ю2, в результате чего в объеме пленки наблюдалось больше кристаллической фазы, чем на межфазной границе. Это следует из сопоставления данных микроанализа по морфологии и структуре поверхности и объемной структуры пленки и также указывает на радиационные дефекты как причины неоднородности и мелкокристаллической структуры пленки, синтезированной в поле у-излучения (с.94).

Скорости радиационно-термического окисления при использовании УФ-, у-излучения и ВЧ кислородной плазмы тлеющего разряда значительно выше, чем термического, отличаются при различных типах радиационного воздействия и приводят к образованию оксидных пленок с различной структурой. Это указывает на различия в механизмах окисления.

Активация реакции окисления под действием УФ-излучения и ВЧ тлеющего разряда определяется объемными процессами в газе или плазме. Воздействие активных частиц плазмы и квантов УФ-излучения на поверхность монокристалла или оксидной пленки приводит к образованию активных поверхностных состояний, способных к дальнейшим химическим взаимодействиям. В то же время воздействие у-излучения приводит к разрушению структуры поверхностного слоя монокристаллов и кристаллизации синтезированной на поверхности оксидной пленки. При 450417 кинетика радиационно-термического окисления кремния в поле у-излучения описывается линейной зависимостью толщины пленки от

Рис.5. Изменение толщины пленки диоксида кремния при радиационно-термнческом окислении кремния под действием УФ-облучения при различных температурах в сравнении с результатами термического окисления кремния.

Время обработки, мин

Рис.6. Зависимость толщины пленки ЗЮ2 при окислении кремния в кислородной плазме от времени предварительной обработки в аргоновой плазме.

I

I

(

г

времени окисления, что указывает на электронно-стимулированный механизм окисления.

При 600 скорость окисления увеличивается по мере роста толщины пленки, что определяется пористостью пленки и высокой скоростью диффузии, хотя механизм электронно-стимулированного окисления может сохраняться. Порообразование в этих пленках может определяться стеканием радиационных дефектов на дислокации (т.е. с эффектом Френкеля), что хорошо видно на некоторых электронных микрофотографиях (рис.1).

При УФ-облучении (рис.5) наблюдается зависимость толщины пленки от времени окисления близкая к параболической, что в соответствии с представлениями Кабрера-Мотта указывает на диффузионный механизм. Поскольку скорость диффузии окислителя велика, то это приводит к сохранению постоянной стехиометрии пленки. Об этом свидетельствует постоянство рефлекса О" 510 эВ, а также рефлексы Я12р(0х) (76 эВ) в Оже-спектрах независимо от времени окисления. Высокое качество пленок, полученных при окислении в поле УФ-излучения, подтверждается данными электронной микроскопии и электронографии.

При окислении кремния в ВЧ-плазме наблюдаются наибольшие нарушения стехиометрии пленки, что соответствует литературным данным. Это связано с тем, что в ВЧ-плазме главную роль в первичных элементарных актах химического взаимодействия играет возбуждение и диссоциация молекул кислорода. Средняя энергия электронов в газовых разрядах низкого давления составляет около 3 эВ, поэтому образование атомарных ионов кислорода мало вероятно. Поскольку энергия электронов в разряде меньше потенциала ионизации молекул, то и степень ионизации в плазме очень мала.

При хемосорбции и десорбции кислорода в процессе окисления образуются 'Дги 1 Т.* -формы синглетного и триплетный кислород, которые характеризуются высокой химической активностью. В низкотемпературной области преобладает первое, а в высокотемпературной - второе синглетное состояние. Т.е. при повышении температуры наиболее вероятно наиболее возбужденное синглетное состояние кислорода, что определяет изменение формы кинетических зависимостей (толщины пленки в зависимости от времени окисления). В условиях неизотермических форм разряда возможно прямое возбуждение состояния (1,62 эВ). При более высоких энергиях электронов заселяются метастабильные уровни с порогом возбуждения 4,5 эВ (3£и+> 'Ей", 3АЦ). Указанный процесс имеет более высокую вероятность при при у-облучении. Механизм образования атомарного кислорода при этом может быть описан реакциями: 02 + е 02 (В3Хи~) и 02 (В3£и") -> О ('Б) + О (Зр). При дезактивации высоковозбужденных метастабильных состояний 02 возбуждаются уровни 1Д8, В процессах ионизации (при у-облучении) определяющую роль играет непосредственная передача энергии квантов или энергии электронного газа атомам и молекулам кислорода по реакциям:

02 +е О/ + 2е; 02 + е -> 02 + 2е; О + е ->• 0+ + 2е ■ Учитывая участие активных компонентов кислородной плазмы в

процессе окисления реакция может быть описана брутто - уравнением: 5/ + {0(3р), 03) -> 8ЮХ

Однако нет возможности написать общее уравнение кинетики процесса окисления, поскольку скорость реакции окисления зависит от типа проводимости оксидной пленки и может протекать как в кинетической, так и в диффузионной области и в ней участвует большое количество частиц (положительные и отрицательные, молекулярные и атомарные ионы, I возбужденные формы кислорода). Высокоэнергетические процессы с

образованием радиационных дефектов и высокоактивных форм кислорода преобладают при у-облучении, что приводит к изменению структуры пленки.

Таким образом, при радиационно-термическом окислении кремния кислородом в газовой (плазменной) атмосфере образуется целый спектр активных частиц: электронно-возбужденные молекулы кислорода, однократно и многократно ионизованные молекулярные и атомарные ионы, атомы кислорода в нормальном и электронно-возбужденном состоянии, отрицательные ионы, озон. Наибольшей окислительной активностью, внося наиболее существенный вклад в протекание окислительных процессов, характеризуются атомарный кислород в основном энергетическом состоянии и метастабильные молекулы кислорода в состоянии 'л8.

Более высокое качество оксидной пленки, полученной при УФ-облучении и в ВЧ-плазме указывает на то, что изменение газовой (плазменной) атмосферы над растущей пленкой является более перспективным для создания качественных МОП-структур, чем воздействие излучения высоких энергий, разрушающих структуру поверхностного слоя монокристаллов кремния. Были определены условия формирования аморфных пленок БЮ2 толщиной до 300 при окислении кремния в ВЧ плазме тлеющего разряда при существенно более низкой температуре (около 200 °С), чем при термическом окислении. Более высокие скорости роста пленок при радиационно-термическом окислении по сравнению с термическим делают ^ перспективным получение радиационно-термическим окислением оксидных

) пленок пригодных для использования в существующих МОП-приборах.

к, ВЫВОДЫ

1. Показана возможность увеличения скорости термического окисления монокристаллического кремния кислородом при воздействии у- и УФ-излучения и ВЧ плазмы тлеющего разряда и разработки на этой основе лабораторной технологии получения пленок диоксида кремния с

1 регулируемой структурой и свойствами для МОП-структур.

2. Установлено, что при воздействии в процессе термического окисления в кислороде в температурном интервале 200...700 °С. при

20 ^SllAß 1 79 0 5 I

атмосферном давлении на монокристаллический -кремний у-излучения .

(источник Со60), УФ-излучения и ВЧ плазмы тлеющего разряда снижается !

температура окисления монокристаллического кремния и увеличивается j

скорость окисления. i

3. Сравнительный анализ структур Si02-Si, полученных радиационно- \ термическим окислением, показал, что структуры, сформированные радиационно-термическим окислением под воздействием у- и УФ-излучения и

в ВЧ-плазме тлеющего разряда сопоставимы по стехиометрии и свойствам со структурами, полученными в результате термического окисления в аналогичном диапазоне температур и давления'кислорода. I'

4. Показано, что электрофизические свойства МОП-структур Al-SiOr-Si, 1 полученных радиационно-термическим окислением пластин ( монокристаллического кремния (плотность поверхностных состояний и и пробивные напряжения), не уступают свойствам аналогичных МОП-структур, сформированных при термическом окислении кремния в аналогичном диапазоне температур и давления кислорода.

5. Показана возможность направленного регулирования степени кристалличности и фазового состава пленок Si02 при дозировании времени | воздействии ионизирующего излучения в процессе термического окисления j монокристаллического кремния.

6. Определены условия формирования аморфных пленок Si02 толщиной до 300 À при окислении кремния в ВЧ-плазме тлеющего разряда при существенно более низкой температуре (около 200 °С), чем при термическом окислении. |

По теме диссертации опубликовано четыре печатные работы: i

1. Соловейчик A.B., Корсаков В.Г., Штанько В.И. Радиационно-термическое | окисление монокристаллического кремния/ ЖПХ РАН. - Санкт-Петербург, I 2003. -21с. ил.-б, табл. -3, библиогр. 7 назв., рус. - Деп. В ВИНИТИ 05.01.2003, №4-В2003.

2. Соловейчик A.B., Козык М.П., Громов JI.A., Платыгина Е.В., Теплых В.Ф. Инициирование гетерофазных реакций в системе «кремний-диоксид кремния-кислород»/ ЖПХ АН СССР. - Л., 1991. -11с. ил., библ. 19 назв.,

рус. -Деп. В ВИНИТИ 22.05.91, №2076. [•

3. Соловейчик A.B., Е.В.Платыгина A.B., Теплых В.Ф., Громов JI.A., Клюйков А.И. Методика изучения влияния мощности дозы у-излучения на , МДП-структуру // Исследования в области радиационного материаловедения: Межвузовский сборник научных трудов/Под ред. д-ра

хим. наук проф. Л.АГромова/ Л., 1990.-С.135-144.

4. Термическое окисление монокристаллического кремния в поле у-излучения / А.В.Соловейчик, М.П.Козык, Л.А. Громов, Е.В.Платыгина, В.К.Кононов, А.А.Заголович // Радиационная физика твердого тела: Тез. Докл. 1-ой Региональной конференции республик Ср. Азии и Казахстана 21-23 мая | 1991г. - Самарканд, -С. 265.

03.11.03 г. Зак. 173-55 РТП ИК «Синтез» Московский пр., 26

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Методы получения тонких пленок 8Ю2 на поверхности монокристаллического кремния .

1.2. Влияние /-излучения на систему 02-5/02-5/ в процессе термического окисления монокристаллического кремния.

1.3. Постановка задач исследования в области радиационно-термического окисления кремния.

2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Объекты исследования.

2.2. Измерение толщины пленок 8Ю2 на поверхности монокристаллического кремния.

2.3. Определение химического состава, структуры и стехиометрии

2.4. Исследование электрофизических характеристик пленок 8Ю2.

2.5. Термическое окисление монокристаллического кремния в поле /-излучения.

2.6. Термическое окисление монокристаллического кремния под влиянием УФ-излучения.

2.7. Окисление монокристаллического кремния в ВЧ плазме тлеющего разряда.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ОКИСЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ И СТРУКТУРЫ ПЛЕНОК 57<92.

3.1. Исследование термического окисления монокристаллического кремния в поле у-излучения и свойства полученной структуры 57- -5г02.

3.2. Исследование термического окисления монокристаллического кремния под влиянием УФ-излучения и свойства полученной структуры бг-бЮг.

3.3. Исследование окисления монокристаллического кремния в ВЧ плазме тлеющего разряда и свойства полученной структуры

3.4. Механизм радиационно-термического окисления монокристаллического кремния. выводы.

Актуальность работы. Монокристаллический кремний используется в твердотельной электронике со времени изобретения биполярного транзистора и до сих пор занимает ведущее положение в технологии больших интегральных схем (БИС). Несмотря на то, что в изделиях микроэлектроники в настоящее время используются и материалы с более высокой подвижностью носителей, например арсенид галлия, кремний обладает рядом преимуществ, обусловленных его химическими и электрофизическими характеристиками

1-3].

Одно из этих преимуществ - сравнительно легкое формирование на поверхности монокристаллов кремния стабильной, контролируемой по структуре пленки диэлектрика - диоксида кремния. При этом важной особенностью системы - ЛС^ является возможность селективного травления в плавиковой кислоте, которая растворяет оксид, но не взаимодействует с монокристаллическим кремнием. Эти особенности позволяют вводить в кремний легирующие примеси через неэкранированные оксидом участки поверхности, например, путем облучения пучками ионов. Возможность легировать отдельные участки поверхности кремния лежит в основе производства интегральных схем с высокой плотностью упаковки полупроводниковых приборов.

Объединение совокупности совместимых технологических операций нанесения диэлектрика (аморфного диоксида кремния), травления и других послужило основой планарной технологии больших интегральных схем. В БИС с высокой плотностью упаковки структуры типа металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) или в данном конкретном случае металл-оксид-полупроводник (МОП-транзистор) являются основными элементами. Относительная простота изготовления и малые размеры МОП-транзисторов позволяют создавать современные и относительно дешевые БИС. Пленки диоксида кремния на монокристаллическом кремнии функционируют в качестве подзатворного диэлектрика в МОП-структурах. В планарной технологии используются также маскирующие и защитные свойства БЮ2 .

Несмотря на многообразие существующих методов получения пленок оксидов на кремнии, в настоящее время метод термического окисления [4] является основным при создании стабильной МОП-структуры, особенно для подзатворного диэлектрика, который при работе МОП-транзистора находится под действием высоких электрических полей и механических напряжений. Тонкие слои диоксида кремния, полученные термическим окислением кремниевой подложки, наиболее полно удовлетворяют требованиям производства планарных приборов на основе МОП-структур. Такие слои имеют малое количество пор и низкую плотность поверхностных состояний, обладают хорошими диэлектрическими свойствами [4].

Тем не менее, создание электронных приборов с высокой плотностью упаковки, высоким быстродействием и радиационной стойкостью ставят перед технологами ряд новых задач [4], таких как:

- уменьшение пористости, увеличение плотности, механической и электрической прочности диэлектрика;

- снижение плотности поверхностных электронных состояний на границе «полупроводник-диэлектрик» и толщины нестехиометрического оксида на этой границе;

- уменьшение заряда в объеме диэлектрика;

- обеспечение воспроизводимости свойств слоев диэлектриков на больших монокристаллах кремния (диаметром 200 мм и более);

- увеличение процента выхода готовых (годных) изделий.

Решению указанных выше задач и улучшению качества диэлектрических пленок может способствовать снижение температуры и увеличение скорости окисления. Процесс длительного окисления приводит к перемещению легирующих атомов и вакансий в кремниевой подложке, что может привести к существенному изменению рабочих характеристик МОП-прибора. Вследствие этого, снижение температуры окисления способствует уменьшению числа дефектов кристаллической структуры, вносимых в процессе термического окисления [4].

До сих пор недостаточно исследованы возможности новых технологий синтеза, активирования и воздействия излучения на полупроводники и изделия микроэлектроники. Как показано в работах Муньеса, Сана, Тейлора, Беловой, Угая, Ховива и других исследователей, перспективными являются радиационные технологии модифицирования, в том числе электроннолучевые [5-24], применение которых исключает фазовые расслоения, повышает однородность материалов и обеспечивает более высокое качество изделий.

Даже в сравнительно давних работах [25] утверждается, что важным средством создания дефектов в неравновесных концентрациях является облучение кристаллов частицами или фотонами высоких энергий. Возникающие при этом вакансии и междоузельные атомы называют радиационными дефектами. Очевидно, что воздействие коротковолнового излучения, потоков ускоренных и вторичных электронов может повлиять на структуру, ансамбль дефектов и свойства полупроводников и диэлектрических пленок на их поверхности.

Термическое окисление кремния можно ускорить воздействием ионизирующего излучения за счет явлений радиационно-стимулированной адсорбции, радиационно-стимулированной диффузии и воздействия на кремний активных форм кислорода: радикалов, ионов, возбужденных молекул и атомов, генерируемых ионизирующим излучением. С другой стороны жесткое ионизирующее излучение может приводить к образованию радиационных дефектов, что требует определения оптимальных режимов облучения. Таким образом, исследование процесса образования, состава и структуры пленок, полученных при радиационно-термическом окислении монокристаллического кремния, является актуальной задачей современной микроэлектроники.

Целью настоящей работы являлось научное обоснование лабораторной технологии радиационно-термического окисления монокристаллического кремния.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие основные задачи:

- определить скорости роста оксидных пленок при термическом окислении монокристаллического кремния при у-облучении (источник Со60) и провести сопоставление с соответствующими результатами термического окисления под воздействием УФ-излучения и окисления в ВЧ-плазме тлеющего разряда,

- исследовать химический состав, стехиометрию и электрофизические свойства образующегося слоя 5702,

- сопоставить свойства пленок вЮг, сформированных на монокристаллическом кремнии различными методами,

- разработать рекомендации по режимам термического окисления монокристаллического кремния для МОП-технологии,

- обосновать механизм радиационно-термического окисления кремния.

Научная новизна:

Впервые получены данные по радиационно-термическому окислению монокристаллического кремния в поле у-излучения (источник Со60), УФ-излучения и ВЧ плазмы тлеющего разряда при температурах ниже 700 °С.

Методами электронной микроскопии, электронографии эллипсометрии, Оже-спектроскопии и измерением вольтфарадных характеристик установлены закономерности изменения толщины, состава и структуры пленок оксида кремния в зависимости от типа воздействия, времени окисления и температуры.

Определены условия формирования кристаллических и аморфных пленок оксидов кремния заданного состава толщиной до 300 А при существенно более низкой температуре (около 200 °С), чем при термическом окислении.

Практическая значимость:

Показана возможность использования процесса радиационно-термического окисления монокристаллического кремния в диапазоне температур выше 450 °С для получения качественных изолирующих покрытий диоксида кремния на кремнии и создания подзатворных диэлектриков в МОП-структурах с улучшенными свойствами. Важным преимуществом данной технологии является сокращение времени проведения технологических процессов и возможность использования существующего технологического оборудования (стандартных печей термического окисления).

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы докладывались на 1-ой Региональной конференции Республик Средней Азии и Казахстана /Самарканд, 1991 год/, на 3-ей Международной школе-семинаре «Физика и химия твердого тела» /Благовещенск 1991/, на 2-ом Всесоюзном семинаре молодых ученых по радиационной физике и химии твердого тела /Рига, 1991 год/, на Научно-техническом совещании "Электротермия 2000" /Санкт-Петербург, 2000 год/ и на Научно-технической конференции «Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов электротермических производств (ДУГА-2000)» /Санкт-Петербург, 2002 год/.

Публикации: По теме диссертации опубликовано четыре печатные работы, в том числе 3 статьи и тезисы 1 доклада.

Структура и объем работы: Диссертация изложена на 113 страницах, включая 7 таблиц и 29 рисунков, и состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, библиография 110 наименований.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что при воздействии в процессе термического окисления в кислороде в температурном интервале 200.700 °С. при атмосферном давлении на монокристаллический кремний у-излучения (источник Со60), УФ -излучения и ВЧ плазмы тлеющего разряда скорость окисления монокристаллического кремния увеличивается.

2. Сравнительный анализ структур 8Ю2-81, полученных радиационно-термическим окислением, показал, что структуры, сформированные радиационно-термическим окислением под воздействием у- и УФ-излучения и в ВЧ-плазме тлеющего разряда сопоставимы по стехиометрии и свойствам со структурами, полученными в результате термического окисления в аналогичном диапазоне температур и давления кислорода. При радиационно-термическом окислении кремния под воздействием УФ-излучения и в ВЧ-плазмы получены аморфные и более гладкие пленки, чем при у-облучении (б0Со).

3. Показано, что электрофизические свойства МОП-структур А1-8Ю2полученных радиационно-термическим окислением пластин монокристаллического кремния (плотность поверхностных состояний и пробивные напряжения), не уступают свойствам аналогичных МОП-структур, сформированных при термическом окислении кремния в аналогичном диапазоне температур и давления кислорода.

4. Показана возможность получения аморфных или поликристаллических пленок 8Ю2 различного фазового состава при дозировании времени воздействии ионизирующего излучения в процессе термического окисления монокристаллического кремния. Предложен механизм порообразования в пленках 8Ю2, синтезированных в поле у-излучения, связанный с эффектом Френкеля стеканием радиационных дефектов на дислокации и вакансии в объеме пленки).

5. Определены условия формирования аморфных пленок 8Ю2 толщиной до 300 А при окислении кремния в ВЧ-плазме тлеющего разряда при существенно более низкой температуре (около 200 °С), чем при термическом окислении.

6. Разработанный процесс радиационно-термического окисления монокристаллического кремния может быть использован в промышленных условиях для получения качественных изолирующих покрытий диоксида кремния на кремнии и создания подзатворных диэлектриков в МОП-структурах с улучшенными свойствами. Важным преимуществом данной технологии является сокращение времени проведения технологических процессов и возможность использования существующего оборудования для процесса термического окисления кремния.

1. Kahng D., Atalla M., Silicon-Silicon dioxid field induced surface devices// IRE Solid-State Device Res. Conf- Carnegie institute of technology Pittsburgh, 1960.

2. Kahng D. A historical perspective on the development of MOS transistors and related devices// IEE Trans, electron devices, ED-23. 1976. - P.655.

3. Зи С. Физика полупроводниковых приборов М.: Мир, 1984, в 2т

4. Р. Маллер, Т. Кейминс Элементы интегральных схем.- М.: Мир, 1989-С.99.

5. Авт. свид. 830964 СССР. Способ получения окисных пленок/ Дурмышев В.А., Кулаков В.М. , Малышев М.М.- зарег. 14.01.1981 в Гос. реестре изобретений.

6. Munoz М.С., Sacedon J.L. Electron stimulated oxidation of silicon surfaces// J. Chem. Phys-1981. vol.74, N8. - P.4693- 4699.

7. Kunz R.R., Mayer Т. M. Summary abstracts surface reactions enhancement via low energy electron emission;/ J. Va. Tech. B5. - 1989. - P. 427-429.

8. Sun P., Yu Z.Q., Li F.M., Du Y.C. and Wang H. Rapid Growth of ultra thin Si02 films by large-electron beam// App. Phys. A48. - 1989 - P. 567-571.

9. Hallberg Т., Sundstrom J., Lehnart H. Enhanced oxygen precipitation in electron irradiated silicon//J. App. Phys. 1992. - V.72, №11. - S.5130-5138.

10. Васильева И.В., Ефремов Г.А., Козловский В.В. и др. Радиационные процессы в технологии материалов и изделий электронной техники/ М.: Энергоатомиздат 1997. - 84 с.

11. Auslender V.L. Electron Accelerators in Material Research Studies// Sixth International Conference on Electron Beam Technologies. EBT' 2000. Abstract book. Bulgaria. Varna, 2000. - P.80.

12. И.В.Васильева, В.Г.Корсаков, C.B. Мякин, Е.В.Рылова. Влияние электронно-лучевого модифицирования на структуру поверхности оксидных материалов (Si02,BaTi03)ll ЖФХ.-2001.-Т.76, № 1.-С.92-97.

13. Угай Я.А., Ховив A.M., Назаренко И.Н., Дубай С.И. Увеличение скорости окисления при воздействии на кремний лазерного излучения// ЖФХ 1986.-Т.60, №6 - С. 1554-1556.

14. Миттова И.Я., Ховив A.M., Дубов С.В., И.Н. Назаренко Влияние лазерного излучения среднего ИК-диапазона на формирование гетероструктуры кремний/оксид кремния, Неорганические материалы, 1995, т.31, №2, С.276-277.

15. Ховив A.M., Миттова И.Я., Дубов С.И. Нетермическое влияние излучения ближнего и среднего ИК-диапазонов на оксидирование кремния// ЖТФ-1996.-Т.66, №7-С. 151-155.

16. Ховив A.M. Лазерный метод формирования оксидных пленок на поверхности проводящих твердых тел.- Воронеж: Изд. Воронежского университета, 1997-73с.

17. Ховив A.M., Назаренко И.Н. Влияние лазерного излучения на массоперенос окислителя и самоорганизацию переходного слоя при термооксидировании кремния// Неорганические материалы- 2000- Т.36, №2.-С.135-137.

18. Багишев А.Ф., Голубев И.С., Кремнев А.Ю. Инициируемая лазерным воздействием аномальная диффузия кислорода в обогащенном дефектами поверхностном слое кремния// Письма в ЖТФ 2000.- №2 - С.8-12.

19. Osamu Т., Toshiaki Т., Massato О. Study of the surface oxidation of silicon using silent discharge ozone with UV irradiation// ISPC-8, 8th Int. Symp. Plasma Chem. Aug. 31-Sept.4 1987.-Tokyo, 1987,-V.3. S.1715-1719.

20. Orlowsky Т.Е., Mantell D.A. Ultraviolet laser induced oxidation of silicon: The effect of oxygen, photodissociation upon oxide growth kinetics// J. App. Phys. -1988. -V.64, N9. P. 4410-4423.

21. Boyd I.W. Photo-oxidation of silicon, reaction mechanisms and films structure// Electronic & Electrical Engineering University College London, Mat. Res. Symp. Proc.-London. 1988.-V. 105.-P. 23-34.

22. Айзенберг И.А., Апаршина Л.И., Максимов И.А. Фотостимулированное осаждение пленок диоксида кремния// Поверхность. Физика, химия, механика,- 1989. №5. - С. 110-1155.

23. Электрофизические характеристики МДП-прибора с подзатворным диэлектриком, полученным фототермическим окислением кремния/ Золотарев В.И., Масловский В.М., Махов Е.В., Хафизов Р.З.// Электронная техника. Сер.З. -М., 1989. -№1.- С.73-74.

24. B.C. Вавилов. Дефекты в полупроводниках. M.: Физматгиз - 1963.

25. Угай Я.А. О химии полупроводников// Соросовский образовательный журнал. 1997. - №6. - С. 37-39.

26. Бедный Б.И. Электронные ловушки на поверхности полупроводников// Соросовский образовательный журнал. 1998. - №7. - С. 114-121.

27. Соколов В.И. Проблемы микроэлектроники// Физика и техника полупроводников. 1995. - т.29, вып.5 - С. 842-856.

28. Ржанов A.B. Электронные процессы на поверхности полупроводников. -М.: Наука, 1971.-479 с.

29. Лившиц В.Г. Электронная спектроскопия и атомные процессы на поверхности кремния. М.: Наука. - 1985. - С. 88-89.

30. Лифшиц В.Г. Процессы на поверхности полупроводниковых структур при вакуумном методе эпитаксии. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. - 1981. - С. 100.

31. Лифшиц В.Г., Гаврилюк Ю.Л., Саранин A.A. L 2,3VV Оже-спектры Si (111)/ ИАПУ ДВНЦ АН СССР. Владивосток, 1984. - Юс. - Деп. в ВИНИТИ 23.04.81 № 1852.

32. В.Н. Вертопрахов, Б.М. Кучумов, Е.Г. Сальман Строение и свойства структуры Si-Si02-М, Новосибирск: Изд. "Наука" Сибирское отделение, 1981 С.8.

33. Румак Н.В. Система кремний-двуокись кремния в МОП-структурах; Под ред. В.М. Колешко. Минск: Наука и техника. - 1986. - 240 с.

34. Mott N.F., Rigo S., Rochet F., Stoneham A.M. Oxidation of silicon// Phil. Mag.- B. 1989. - №2. - P. 189-212.

35. Revesz A. G. Noncristalline structure and electronic conduction of silicon dioxide films//Phys. state. Sol. 1967. - Vol. 24, N1.-P. 115-126.

36. Mende G., Flietner H., Dentseher M., Optimization of anodic silicon oxide films for low temperature passivation of silicon surfaces// J. Electrochemical Soc. -1993.-Vol. 140, №1. P.188-194.

37. Watanabe M., Tooi A. Formation of SiC>2 films bay oxygen ion bombardment// Japan J. App. Phys. -1966. Vol. 5, N8. - P.737-738.

38. Павлов П.В., Шитова Э.В. Структура окисных пленок полученных бомбардировкой поверхности кремния ионами кислорода// Докл. АН СССР. -1967. -т.172, №3. С.588-590.

39. Гусева М.Б. Ионная стимуляция в процессах образования тонких пленок на поверхности твердого тела// Соросовский образовательный журнал. 1998.- №10. С.106-112.

40. Ahilea Т., Zolotoyabko Е. Si02 formation in oxygen-implanted silicon. Pap. 12th international Conference on Crystal Growth and the 10th international Conference on Vapor Growth and Epitaxy, Jerusalem, July 26-31, 1998// J. Crystal Growth. 1999.

41. Назарова P.И. Исследование процесса окисления германия и кремния в условиях тлеющего разряда в кислороде// Журн. физ. химии. 1962. - т.36, №5. - С. 1001-1004.

42. Ligenza J.R. Silicon oxidation in an oxygen plasma excited by microwaves// J. App. Phys. 1965. - Vol. 36, № 9. - P.2703-2707.

43. Abe M., Emoto H., Formation of thin oxide films of silicon by gas plasma// Japan. J. App. Phys. -1976. Vol.15, № 9. p. 925-926.

44. Данилин B.C., Киреев В.Ю. Ионное травление микроструктур. М.: Сов., 1979.-С. 104

45. Данилин Б.С., Киреев В.Ю. Применение низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - С. 264.

46. Крапивина С.А. Высокочастотный тлеющий разряд и его активационное действие. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1987. - 35 с.

47. Крапивина С.А. Неизотермическая газоразрядная плазма и ее применение в технологических процессах: Учебное пособие. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1989.-С. 80.

48. Devin R.A.B. On the structure of low-temperature PECVD silicon dioxide films//J. Electron. Mater. 1990. - Vol. 19, №11.-P. 1299-1301.

49. Цветкова Ю.В. Осаждение диэлектрических пленок методом динамической плазменной обработки с целью применения в электронной технике: Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. тех. наук/ МИЭТ. М.: 1991.-26 с.

50. Lorenz Н., Eise I., Ramm J., Edinger J.,Buler M. Characterization of low temperature SiO, and S13N4 films deposited by plasma enhanced evaporation// J. Va. Sc. and Technol.-B. 1991. -Vol. 9, №2.-P. 298-214.

51. Eljabaly K., Reisman A. Species charge and oxidation mechanism in the "cathodic" plasma oxidation of silicon// J. Electrochemical Soc. 1991. - Vol. 138, №4.-P. 1071-1076.

52. Guenter P., Klemberg-Sapiega J.E., Martines L.,Werteimer M.R. Charge storage in plasma deposited thin films//Con. Elec. Insul. And Dielec. Phoneme, Victoria, Oct. 18-21 1992. Ann.Rep., Piscataway (N.Y.). - 1992. - P.63-73.

53. Taylor S., Zhang J.F., Eccleston W. A review of the plasma oxidation of silicon and its application// Semicond. Sc. and Technol. 1993. - Vol. 8, №7/ - P. 14261433.

54. Kennedy G.P., Taylor S., Eceleston W., Uren M. Plasma-growth oxides on silicon with extremely low interface state densities// Microelectronic. J. 1994. -№7.-P. 485-489.

55. Kawai I., Konoshi N., Watanabe J. Ultra-low-temperature growth of high-integrity gate oxide film by low-energy ion-assisted oxidation// App. Phys. Let. -1994. Vol. 64, №17. - P. 2223-2225.

56. Бибилашвили А.П., Венхадзе M.T., Герасимов А.Б., Нодия С.С. Каталитическое плазменное анодирование кремния на поверхности с радиационными дефектами// Физ. и химия обраб. матер. 1999. - №2. - С. 5052.

57. Klerer J. Metod for the deposition of Si02 at low temperatures of silica by pyrolitic decompositionen of silanes// J. Electrochem. Soc. 1961. - Vol. 108, №11.- P. 1070-1071.

58. Klerer J. On the mechanism of the deposition of silica by prolitic decompositionen of silanes//J. Electrochem. Soc. 1 965.- Vol.112, № 5. - P. 502-506.

59. Влияние несущего газа на свойства пиролитических пленок Si02/ Калныня Р.П., Лаукманис Л.А., Фелтинь И.А. и др.// Изв. АН Латв.ССР. Сер. физ. и тех. Наук. - 1969. - №2. - С. 121-123.

60. Goldsmith N., Kern W. The deposition of vitreous silicon dioxide films from silane// RCA Rev. 1967,- Vol. 28, №1,-P. 153-165.

61. Devin R.A.B. On the structure of low-temperature PECVD silicon dioxide films, J. Electron. Mater, 1990, 19, №11, S. 1299-1301

62. Grener E., Kraus Th., Ritter E. Uber das Absorbtion vermögen dunner Sliciumoxidschichten in Abhängigkeit vom Oxidationsgerad// Z. Electrochem. -1958.-Band 62, №9.-S. 939-941.

63. Холленд JI. Нанесение тонких пленок в вакууме. М.: Госэнергоиздат, 1963.-С. 561-565.

64. Основы технологии кремниевых интегральных схем. Окисление, диффузия, эпитаксия; Под ред. Р. Бургера, Р.Донована. М.: Мир, 1969. - С. 54-57.

65. Волькенштейн Ф.Ф. Физикохимия поверхности полупроводников. М.: Наука, 1973.-С. 399.

66. Сафаров A.C. Взаимодействие кислорода с поверхностью кремния и начальная стадия образования оксида кремния// Матер. 12-ой Межд. конф., 58 сент., 1995, Звенигород. Москва, 1995. -Т.2. - С. 318-321.

67. Лившиц В.Г. Поверхностные фазы и выращивание микроэлектронных структур на кремнии// Соросовский образовательный журнал. 1997. - №2. -С. 107-114.

68. Бехштедт Ф., Эндрелайн Р., Поверхности и границы раздела полупроводников. М.: «Мир», 1990. - С. 451.

69. Копылов В.Б., Лосева Н.И., Пак В.Н. Десорбция и термоэмиссия кислорода с поверхности стекол// ЖПХ. 1996. - Т. 69, вып.6. - С. 926-930.

70. Копылов В.Б., Лосева Н.И., Пак В.Н. Особенности термоэмиссии кислорода алюмосиликатной керамикой// ЖПХ. 1996. - Т. 69, вып. 11. -С.1852-1856.

71. Копылов В.Б. Спектры продуктов десорбции кислорода с поверхности стекол в ИК-области// ЖПХ. 1998. - Т. 72, №12. - С. 2261-2263.

72. Копылов В.Б., Лосева Н.И. Газохроматографическое разделение компонентов смеси, десорбируемой с поверхности стекол// ЖПХ. 1998. -Т.72, №12. - С. 2226-2229.

73. Струков В.М., Воронцов Е.С. Дистанционное каталитическое влияние платины и палладия на окисление монокристаллического кремния// ЖПХ. -1976. Т.49, №5. - С.978.

74. Активированное окисление кремния. 1. Влияние давления и скорости потока газа/ Белова В.М., Карасева Н.С., Ланской Э.С., Некрасов J1.H., Рубцова Е.А.// ЖФХ. 1989. -Т.52, вып.6. - С. 1699-1702.

75. Реакции кремния с активированным азотом и кислородом в послесвечении конденсированного разряда/ Рубцова Е.А., Белова В.М., Некрасов J1.H., Медников К.А.// ЖФХ. 1989. - Т.52, вып.6. - С.1702-1705.

76. Активированное окисление кремния. 2. Влияние температуры и концентрации кислорода/ Белова В.М., Карасева Н.С., Ланской Э.С., Некрасов Л.Н., Рубцова Е.А.//ЖФХ, 1989.-Т.52, вып.6.-С. 1061-1604.

77. Ghamnia М., Jardine С. Behaviour of Insulators Surfaces Subjected to Electron Beam Irradiation // Sixth International Conference on Electron Beam Technologies. EBT' 2000. Abstract book. Bulgaria, Varna, 2000. P. 130.

78. Munoz M.C., Martinez V.,Tagle J.A., Sacedon J.L. Observation of surface states in the Auger spectra of clean and oxygen-chemisorbed Si (111), 7x7// Phys. Rev. Let. -1980. Vol. 44. - P.814-817.

79. Sun P. Rapid Growth of ultra thin SiC>2 films by large-electron beam // Appl. Phys.- 1989. A48. - P.567-571.

80. Hauffe K. Treatise on Solid State Chemistry; Ed. by N.M. Hanney. New York: Plenum Press, 1976.

81. Вавилов А.Г., Кив А.Е., Ниезова О.Р., Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках. М.: Наука, 1981.

82. Амосов A.B. Новая концепция механизма образования радиационных парамагнитных центров окраски в кварцевых стеклах, Физика и химия стекла, т. 9, № 5, 1983, с. 569-583

83. Милинчук В.К. Радиационная химия// Соросовский образовательный журнал. 2000. - Т. 6, №4. - С.24-29.

84. Алукер Э.Д., Чернов Е.А. Миграция дырок в ЩГК// Радиационная физика, вып.7. Рига: Зинатне, 1973. - С. 9-59.

85. Пшежецкий С.Я., Дмитриев М.Т. Радиационные физико-химические процессы в воздушных средах. М.: Атомиздат,1978. - 180с.

86. Chanin L.M., Phelps A.V., Biondi М.А. Measurement of the attachment of slow electrons in oxygen// Phys. Rev. Let. 1959. - Vol.2, №8. - P. 344.

87. Chanin L.M., Phelps A.V., Biondi M.A. Measurement of the attachment of low-energy electrons to oxygen molecules// Phys. Rev. 1962. - Vol.18. - P. 219.

88. Schulz G., Dowel J. Excitation of vibration and electronic levels in 02 by electron impact//Phys. Rev. 1962. - Vol. 28. - P. 174.

89. A.K. Пикаев Современная радиационная химия. Радиолиз газов и жидкостей/ М.: "Наука" , 1986. - С. 30

90. B.C. Вавилов. Действие излучений на полупроводники. М.: Гос.изд. физ.-мат. литературы, 1963. - С. 192.

91. B.C. Вавилов. Точечные дефекты в твердых телах.// Новости физики твердого тела. Выпуск 9. Пер. с англ. М.: Мир, 1979. - С. 379.

92. Попов В.Д. Радиационная физика приборов со структурой металлл-диэлектрик-полупроводник. М.: Изд. МИФИ, 1984. - С. 80.

93. Гурев К.П., Израилева Л.К., Коломийцев Л.И. Кибернетика образования положительного объемного заряда в диэлектрике МОП-приборов при облучении// Микроэлектроника. 1977. -Т. 6, № 2. - С. 163-171.

94. Агаханян Т.М., Аствацатурьян Е.Р., Скоробогатов П.К. Радиационные эффекты в интегральных микросхемах. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 253с.

95. Курносов А.И. Материалы. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. Книга 2. - М.: «Высшая школа», 1989. - С. 23.

96. Литовченко В.Г., Горбань А.П. Основы физики микроэлектроники систем металл-диэлектрик-полупроводник. Киев.: «Наукова думка», 1978. -С. 37.

97. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скоков Ю.А. Рентгенографический и электронографический анализ металлов. М.: Гос. изд. цветн. и черн. металлов, 1963. - С. 190-191.

98. Г.В. Самсонов и др. Физико-химические свойства окислов. М.: Металлургия, 1969.-С. 162-165.

99. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М.: Гос. издат физ.-мат литературы, 1961. - С. 488-489.

100. П.В. Ковтуненко. Физическая химия твердого тела. М.: Высшая школа,- 1993.-С.253.

101. Елецкий А.В., Назарян А.О., Смирнов Б.М. Баланс энергии электронов в разряде молекулярного кислорода.// Теплофизика высоких температур. -1983,-№2.-С. 385-387.

102. Хворостовская Л.Э. Исследование процессов с участием нормальных и метастабильных атомов кислорода в тлеющем разряде: Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. физ.-мат. наук/ ЛГУ. Л.: 1972. - 21с.

103. Сергеев П. А., Словецкий Д.И. Колебательное возбуждение и диссоциация молекул N2 Н2> 02 в неравновесной плазме// Тезисы докладов 3-го Всесоюзного симпозиума по плазмохимии. "Плазмохимия -79". М., 1979.-С.132-136.

104. Концентрация е, 02 ('Sg+) и О fp) в кислородном разряде пониженного давления/ Гриневич В.И., Максимов А.И., Рыбкин В.В.// ЖФХ.-1982.- №5.-С.1279-1280.

105. Boenig H.V. Plasma Science and Technology.- Wien: Hanser, 1982.- 299p.

106. Велихов Е.П., Клоповский К.С., Ковалев A.C. Возбуждение метастабильных состояний молекул кислорода в газовом разряде// Докл. АН СССР.- 1983.- т.273, №3,- С.600-604.