Разработка и применение комплекса атомно- и ядерно-физических методов для исследования модифицированных слоев материалов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

На правах рукописи

Шулепов Иван Анисимович

Разработка и применение комплекса атомно-и ядерно- физических методов для исследования модифицированных слоев материалов

Специальность 01.04.01. Приборы и методы экспериментальной

физики.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ТОМСК-2004

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете» Министерства образования РФ.

Защита состоится 26 марта 2004г., в 14 час. ЗОмин., в 228 аудитории 10 корпуса на заседании диссертационного совета ДС 212.025.01 при Томском политехническом университете. Адрес: 634050 г. Томск, пр. Ленина, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского политехнического университета. Автореферат разослан 19 февраля 2004г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

д.т.н., профессор Орлов А.А.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты-

Ведущая организация

д.ф.м.н., профессор Крючков Юрий Юрьевич. д.ф.м.н., профессор Тюрин Юрий Иванович, к.ф.м.н. Шадрин Владимир Николаевич. Институт физики прочности и материаловедения СО РАН.

Актуальность темы.

Более эффективное применение ионных и электронных технологий при целенаправленной модификации свойств твердого тела влечет за собой обязательное изучение явлений. протекающих при взаимодействии ускоренных ионов и электронов с модифицируемой поверхностью. Наиболее информативными методами при анализе элементного и химического состава поверхности твердого тела и тонких плёнок являются ядерно- и атомно-физические методы, такие как электронная оже-спектроскопия (ЭОС), энерго- масс- спектрометрия вторичных ионов (ЭМСВИ), резефордовское обратное рассеяние ионов (POP). спектрометрия ядер отдачи (СЯО), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), рентгено-структурный анализ (РСА).

Использование одного из названных методов для исследования тонких плёнок и границ раздела недостаточно для получения информации о количественном составе, химических превращениях на границах раздела тонких плёнок и в приповерхностных слоях твердого тела. Возможности методов ограничивают недостатки, по причине которых в:

ЭМСВИ:

1. Возникают неизбежные сложности при идентификации массовых линий из-за их взаимного наложения.

2. Существуют большие погрешности (>100%) при определении величин концентраций элементов.

3. Эффект преимущественного распыления искажает профили распределения элементов.

ЭОС:

элементная

концентрации в

1. Слабая (по сравнению с МСВИ) чувствительность (0,1 -0.5 %).

2. В некоторых случаях из-за наложения оже-линий затруднена идентификация элементов.

3. Возникают ошибки (до 50%) при определении многоэлементных материалах.

4. Невозможно обнаружение водорода и гелия.

5. Затруднено исследование диэлектриков :

6. Эффекты преимущественного распыления при послойной ЭОС увеличивают погрешность определения концентраций элементов.

POP:

1. Затруднена идентификация элементов в образцах, состоящих из элементов близких по массам.

2. Невозможно определять примеси в образцах, если атомные массы элементов примесей меньше атомных масс основных элементов, составляющих образец.

3. Относительно невысокое разрешение по глубине > 20 - 50 нм.

Актуальным является получение достоверных результатов по исследованию изменений химического состава поверхности твердого тела. Это задача, которую можно решить только при использовании нескольких методов анализа. Вместе с тем. существует проблема стыковки результатов исследований, полученных различными методами, однако не достаточное развитие методов не позволяет в полной мере использовать их в комплексе. В частности, в оже-электронных спектрах могут проявляться детали (изменения формы и ширины), вследствие изменения химических связей и строения энергетических зон твёрдого тела. При анализе этих деталей и для их учёта в количественном элементном анализе необходимо использовать истинные оже-спектры. Для этого нужно выявить и учесть фон. обусловленный другими видами вторичной электронной эмиссии и искажения, вносимые трактом регистрации в оже-спектр.

Настоящая работа посвящена устранению трудностей, возникающих при анализе результатов, полученных разными методами, а именно, разработке комплекса атомно- и ядерно- физических методов, включающего в себя последовательность реализации методик, способов, процедур и позволяющего объединять и стыковать результаты исследований полученных каждым из методов отдельно.

Цель работы:

Применение комплекса поверхностно-чувствительных атомно- и ядерно- физических методов (ЭОС, ЭМСВИ, POP, СЯО) для исследования поверхности твердого тела с целью получения более

полной информации об элементном и химическом составе поверхности

твёрдого тела.

Для достижения указанной цели ставились следующие задачи:

1. Разработать способ извлечения методом ЭОС информации- об концентрации элементов в единицах атомной плотности (ат/см2).

2. Разработать способ восстановления оже-спектров для сопоставления результатов химического анализа твердого тела методом оже-спектроскопии с результатами полученными другими поверхностно-чувствительными методами.

3. Разработать пакет прикладных программ для реализации способа извлечения информации о концентрации элементов в единицах атомной плотности.

4. Исследовать комплексом методов тонкоплёночные полупроводниковые системы и модифицированные поверхности металлов.

Научная новизна

1. Впервые, на основе детальной проработки существующих методик количественной ЭОС, использования новых достижений в теоретических разработках по атомным и электронным взаимодействиям, разработан новый способ количественной эос с матичными поправками, позволяющий существенно повысить точность при анализе многоэлементных образцов.

2. Разработан оригинальный способ численного восстановления оже-спектров, включающий в себя интегрирование дифференциальных спектров оже-электронов, с вычитанием фона и учётом транспортной функции.

3. Впервые комплексом методов ЭОС, POP, ЭМСВИ, СЯО выполнены экспериментальные исследования тонкоплёночных полупроводниковых систем на основе Si и модифицированных ускоренными ионами Ti+ приповерхностных областей образцов бериллия.

Практическая ценность работы.

Способ определения концентраций элементов (в том числе и в

абсолютных единицах) методом ЭОС с учетом матричных поправок позволяет повысить точность при исследовании многоэлементных образцов и сократить время, необходимое для обработки экспериментальных оже-спектров.

Практическое использование метода восстановления оже-спектров позволяет на более высоком уровне исследовать изменение химического окружения элементов вследствии различных воздействий на твёрдое тело, повысить точность определения концентраций элементов.

Применение комплекса поверхностно-чувствительных атомно- и ядерно- физических методов (ЭОС. ЭМСВК POP, СЯО) даёт возможность получать более достоверную информацию об химическом составе поверхности твёрдого тела, а использование полученных результатов позволит отрабатывать новые технологические процессы модификации свойств материалов и формирования покрытий.

В результате использования комплекса атомно- и ядерно-физических методов исследования поверхности были предложены рекомендации с целью корректировки технологий получения систем Si-SiO2-Si. фосфоросиликатных стёкол (ФСС), боросиликатных стёкол (БСС), бор- фосфоросиликатных стёкол (БФСС), очистки поверхностей кремниевых пластин для микроэлектронной промышленности. Проведены измерения распределений концентраций

имплантированных ионов в различные материалы с использованием ускорителей в ГНУ НИИ ЯФ при ТПУ, в ОмГУ, в ИФПМ и ИСЭ Томского научного центра РАН.

С использованием разработанных способов исследованы химические взаимодействия на поверхности металлов и сплавов, вследствие имплантации ионов. Проведен комплекс работ по исследованию систем на основе GaAs.

Положения, выносимые на защиту:

1. Способ определения концентраций элементов в абсолютных единицах методом электронной оже-спектроскопии с учётом матричных поправок.

2. Метод восстановления спектров оже-электронов посредством численного интегрирования дифференциальных оже-спектров, вычитания фона и учёта транспортной функции.

3. Экспериментальные результаты, полученные с использованием

комплекса методов (ЭМСВИ, ЭОС, POP, СЯО) при исследовании:

а) тонкоплёночных систем бор- фосфоросиликатных стёкол на кремниевых подложках;

б) поверхности бериллия модифицированной ускоренными ионами титана;

в) зависимости параметров вторичной ионной и оже-электронной эмиссии от типа легирующей примеси.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Всесоюзном совещании-семинаре по диагностике поверхности ионными пучками (Одесса, 1990г., 1991г.), Всесоюзном симпозиуме по растровой электронной микроскопии- и аналитическим методам исследования (Звенигород. 1991), 6-ом Всесоюзном семинаре по вторично-ионной и ионно фотонной эмиссии, г. Харьков, 29-31 окт. 1991, 5th Conference no Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows (Tomsk. Russia, 2000), 6th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows (23-28 September 2002 Tomsk, Russia).

Объём и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы (89 наименований), приложения. Работа изложена на 141 странице, содержит 46 рисунков и 3 таблицы.

Личный вклад автора состоит в: постановке цели и задач, анализе состояния оже-спектроскопии, теоретической разработке способа количественной оже-спектроскопии- и написании программы для компьютера реализующей этот способ, разработке метода восстановления оже-спектров, проведении экспериментов и обработке результатов экспериментальных исследований, проведении совместных экспериментов комплексом методов ЭОС, POP, ЭМСВИ, СЯО, написании диссертации.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ: статей - 5, докладов на конференциях - 3, тезисов докладов - 3, авторское свидетельство -1.

Содержание работы.

Во введении обосновывается актуальность использования комплекса аналитических методов при исследовании модифицированных поверхностей и планарных тонкоплёночных полупроводниковых систем (ТИС): Кратко рассмотрена необходимость применения различных поверхностно- чувствительных методов для исследования поверхности твердого тела. Это связано с широким внедрением в

модификацию поверхности твердого тела ионно- и электронно- лучевых технологий и применением тонкоплёночных систем для улучшения и изменения свойств твердого тела.

Формулируется цель работы. Приводятся основные положения, представленные к защите. Содержатся сведения об апробации работы.

В первой главе содержится постановка задачи. На основе литературного обзора, проведен анализ проблем исследования поверхности плёнок на кремнии и арсениде галлия, а так же поверхностей металлов и сплавов, модифицированных лучевыми технологиями.

Рассмотрено многообразие методов диагностики элементного и химического состава поверхности твёрдого тела и на примерах показано, что оптимально использовать четыре метода в комплексе: ЭОС,. ЭМСВИ, POP. СЯО. При сочетании этих методов можно решать большой круг задач, наиболее часто интересующих исследователей. К примеру. такими задачами являются:

1. Выявление профилей распределения элементного и химического состава по поверхности и по толщине приповерхностной области.

2. Определение толщин плёнок и границ раздела между ними.

3. Изучение химических, реакций и превращений на границах раздела плёнок, исследование изменений электронной структуры атомов.

4. Изучение динамики роста плёнок.

5. Изучение диффузионных процессов и сегрегации, в том числе в такой области микроэлектроники, как формирование и стабилизация барьеров Шоттки различными технологиями.

6. Изучение механизмов распыления поверхности ионами.

7. Микроскопия поверхности.

8. Контроль степени загрязнения и качества очистки поверхности, в том числе и при получении атомарно-чистой поверхности.

9. Анализ изменения изотопного состава.

10. Получение информации о распределении дефектов при радиационных воздействиях на монокристаллические структуры.

11. Выяснение причин деградации и разрушения конструкционных материалов.

12. Изучение механизмов формирования и утраты свойств высокоэнергетических магнитов и т.д.

Во второй главе проведен анализ современного состояния количественной ЭОС.

Наиболее применяемым в количественной ЭОС является метод коэффициентов элементной чувствительности Однако величины необходимо уточнять для конкретного оже-спектрометра. Большие погрешности определения величин концентраций элементов в многоэлементных матрицах (до 50 %) позволяют использовать данный метод только для полуколичественных оценок. На основании обзора литературы проведено сравнение способов решения проблемы повышения точности извлечения концентраций из оже-спектров.

Показано, что во всех рассмотренных способах

используются приемы учета матричных эффектов, влияющих на выход оже-электронов, которые несут информацию о концентрации элементов в исследуемой матрице.

Предложен способ определения атомной плотности твердого тела методом ЭОС, который основан на следующем. Можно измерить (прямо или косвенно) ток оже-электронов от того или иного

химического элемента и связать эту величину с концентрацией.

Ток оже-электронов можно вычислить, используя

выражение:

I = 1р-а(Ер) ■ R(E, z) • Т(Е) • D(E) Jn(z) • exp[-z/( ЦЕ) • cos 6)]dz , (l)

где Ip - ток первичного пучка электронов; ст(Ер)- сечение ионизации внутренней оболочки атома элемента электроном с энергией Ер; R(E, z)-фактор обратного рассеяния, зависит от кристаллической решетки, в которую входят атомы элемента; Т(Е)- коэффициент пропускания оже-спектрометра; D(E)- эффективная чувствительность электронного умножителя; N(z)- распределение атомов элемента по глубине (z),

отсчитываемой от поверхности вглубь образца; 0 -угол эмиссии оже-электронов по отношению нормали к поверхности; Х(Е)-характеристическая глубина, с которой могут быть испущены оже-электроны с энергией Е. Величину X-(eos в) называют глубиной выхода оже-электронов X.

Соотношение (I) содержит параметры, которые не могут быть вычислены с необходимой точностью. Но поскольку некоторые параметры одинаковы для оже-электронов от одних и тех же атомов (такими параметрами являются Т(Е), D(E), б(Ер)). их можно исключить, если использовать отношение Io/Im. где индекс "о" относится к чистому стандарту, а индекс "т" ОТНОСИТСЯ К исследуемому образцу.

Го R0fN0(z)exp[-zfl.0(E)]-dz

I

т-

RmÍN

(2)

Если система гомогенна на толщине, равной глубине выхода оже-электронов (т.е. ^(2)=К0=:соп^ и Итф^Мпг^сош!;), и принимая во внимание то. что вторичные электроны могут покинуть образец с глубины их зарождения, не превышающей 5Х, в (2) пределы интегрирования экспоненты можно с приемлемой точностью взять от 0 до 5 А,. Тогда:

(3)

Из этого следует, что атомная плотность элемента в матрице будет определяться:

(4)

В выражении (4) неизвестны только Ящ и Ящ для сложной матрицы. В данной работе для определения Лщ и используются формулы:

Ri = 1 +(4.35 - 3.93- Zal) U;0'25 + 4.85-Z0'1 - 5.45

(5)

hA = ln[Q/3J32]' (lI96 - 0,34- InE) + 0,94- InE - 3,26; (6)

taX = ln[Q/3,32]-(2,25 - 0,385- lnE)+ 0,94- InE - 3,26; (7)

11Л = ln[Q/4,5]-(l,79 -0,32- InE) + 0,823- InE - 2,572; (8)

TiX = ln[Q/4,5]-(0,0197 - 0,0153- InE) + 0,26- InE + 0,722, (9)

где: Q = Z-p/A; A - атомный вес; E - энергия оже-электронов.

Формулы (6-9) дают значения глубины выхода оже-электронов X из моноэлементных образцов с погрешностью <20%. Определить глубину выхода оже-электронов i-oro элемента из многоэлементной матрицы, состоящей из j элементов, при Е < 350 эВ, 42 Z < 74, можно из соотношения:

lnXj = ln[Qj/4,5]-(l,79 -0,32- InEi) + 0,823- InEj - 2,572; (10)

в зависимости от Zj и Ei.

QJ = Zj-p/Aj, Zj=I(Ci.Zi), pj=I(Ci.pi), Aj=I(Ci.Ai).

Третья глава посвящена калибровке и экспериментальной апробации способа количественной ЭОС. Сравнение величин атомных плотностей, вычисленных предложенным способом, проводилось с, величинами, полученными методом POP, который, при определённых условиях, позволяет определять концентрации элементов с высокой точностью

Для предварительной оценки способа проведен эксперимент по исследованию эталонного образца. Эталон имеет тонкоплёночную структуру, где на кремниевую подложку осаждалось соединение WTi толщиной 25нм, затем на неё наносился защитный слой SiO, толщиной 25нм. Концентрация вольфрама в эталоне составляет 7,27-1016 ат/см2 (±1 %), а титана отношение величин концентраций W к Ti

составляет 2,15.

На рис.1 приведены результаты исследования эталона методом послойной ЭОС, с использованием разработанного способа, которые показывают зависимость атомных плотностей элементов от глубины.

Чтобы сопоставить результаты эксперимента, с результатами полученными методом POP, были определены интегральные концентрации и после учета преимущественного распыления титана (пунктирная кривая на рис.1), величина концентрации вольфрама составила 6,19-Ю16 ат/см2 -

относительная погрешность 14,9%, относительная погрешность 16%. 0,2 5

а титана

2,82-1016 ат/см2

Is

о о

X

х" О

а &

0,20 0,15 0,10 0,05

!

3

Ьй 0,00

О

Sio £___Л

3i

1 \ J it Ч\ 1

/ кё1

Толщина d, mi

Рис. 1. Профили концентраций элементов в ат/см2 рассчитанные по предлагаемому способу

Для наглядной иллюстрации корреляции результатов POP и ЭОС проведена статистическая обработка полученных данных. Используя методику восстановления выборки экспериментальных данных (величины атомных плотностей азота), получим объём выборки n=19 для ЭОС, n=51 для POP. Используя эти случайные величины, были сформированы вариационные ряды, а затем построены гистограммы и кривые нормального распределения рис.2 для POP. для

ЭОС).

В результате статистической обработки, в соответствии с выражением:

С -t-a< Ci< С +t-a. (11) где

t (степень достоверности) зависит от числа измерений n, показано, что в проведенном эксперименте границы достоверности результата всякого нового определения неизвестной величины Ci соответствуют: для POP:

азота и кривые, аппроксимирующие ступенчатые огибающие: а)-для метода POP, б)-для способа количественной ЭОС

Энергия Е, эВ Энергия Е. эВ

Рис.3, а) Дифференциальный -1 и интегрированный -2 оже-спекгр углерода (сажа), 3 - форма фона; б) I- оже-спекгр углерода, не прошедший тракт электронного дифференцирования ("прямой спектр"), 2 - интегрированный безфоновый соке-спектр

С -1,9< СКС+1,9; для ЭОС:

С-4,64<а<С+4,64. (13)

В четвертой главе рассмотрены недостатки при использовании дифференциальных оже-спектров. С целью повышения точности определения концентраций элементов и химического анализа предложена процедура восстановления истинных оже-спектров.

Восстановление спектров в предлагаемой процедуре производится в три этапа:

- численное интегрирование, полученных в эксперименте дифференциальных оже-спектров.

- вычитание фона,

- учёт транспортной функции.

Интегрирование дифференциальных спектров производилось методом прямоугольников. На рисунке За. приведен дифференциальный (1) и интегрированный (2) оже-спектр углерода (сажа). Кривая 3 демонстрирует форму фона.

В данной процедуре фон вычитается из дифференциального спектра. Форма фона хорошо описывается гауссовой функцией вида:

(14)

На рисунке 36 приведён оже-спектр углерода, не прошедший тракт электронного дифференцирования ("прямой спектр") кривая 1. По причине высокого уровня шумов этот спектр был аппроксимирован гауссовой функцией, а из-за слабого сигнала тонкую структуру в "прямом спектре" зарегистрировать не удалось. Из рисунка видно, что восстановленный оже-спектр 2 шире спектра не прошедшего тракт электронного дифференцирования. Для выявления формы транспортной функции, восстановленный оже-спектр был разложен на составляющие вида:

У = У0 +

■НП

х ехр

-2

х -хс

(15)

(линии 4, 5, 6 рис.4а, которые соответствуют КЪ^Ьз, КЪхЬ^з, КЦЬ] оже-переходам). Линия 6 представляет собой разность между зависимостями 3

и 2, т.е. транспортную функцию, которая хорошо описывается суммой гауссовых функций (14 и 15)

в = О^-НЗз, (16)

которые отличаются величинами параметров А, V/, Хс.

После учёта транспортной функции восстановленный оже-спектр имеет вид представленный на рисунке 46 - кривая 2.

240 270 300 240 270 300

Энергия, эВ Энергия, эВ

Рис.4, а) 2 - гауссова зависимость, аппроксимирующая "прямой спектр"; 3, 4, 5 -КЬ^зЬз, КГ^Ь^з, KLiL! составляющие спектра; 6 - график транспортной функции; б) 1 - восстановленный оже-спектр без учета транспортной функции; 2 - восстановленный оже-спектр с учётом транспортной функции

Пятая глава посвящена, демонстрации примеров исследования комплексом методов ЭОС, ЭМСВИ, POP, СЛО тонкоплёночных систем и модифицированных ионными пучками поверхностей.

Приведены, впервые полученные результаты, исследовании тонкоплёночных систем БФСС на кремнии. Профили распределения элементов по глубине и стехиометрия соединений, составляющих плёнки, представлены на рис.5-7. Показано, что только комплексом методов можно получить информацию, характеризующую в полной мере элементный, химический состав, толщины плёнок и слоев. Определено, что толщина плёнки БСС равна 192 нм и существует три участка с различным содержанием элементов по глубине.

Концентрация Сх, хЮ^ат/см1

О О О О О

°Ъ "м V Ъ от о

Концентрация Сх, х1015ат/см5

оооооооо

о о о о о "-»■

Из М А 51 о о о о

Концентрация Сх, % ат.

- верхний слой: d=8 5 нм - Si-27%, 0-60%, Н-12,3%, Вг-0,7%;

- следующий за верхним слой: d=64нм - Si-26%, 0-56%, Н-17,83%, Вг-0,17%;

- граница раздела: d=43нм - Si-44%, 0-31%, Н-24, 88%, Вг-0,12%. Толщина плёнки БФСС составляет 430 нм. элементы распределены

равномерно по глубине и элементный состав следующий: Si-24%. 0-54%. Н-17,6%, ВГ-0,4%.

Толщина плёнки ФСС составляет 360 нм, элементы распределены равномерно по глубине и состав с учетом водорода следующий: Si-28%, 054%. Н-16.43%. Вг-0.57%. Обнаружено, что кремний находится в Si-H и Si-0 химических связях. Химическое состояние бора также соответствует двум видам. На поверхности подложек присутствуют загрязнения калием и натрием.

Исследование образцов бериллия имплантированного ионами титана

(рис.8) показало, что:

1. Имплантация ионов ТГ произведена с дозой меньше 1013ат/см2.

2. Происходит имплантация азота, когда он является рабочей средой.

3. Происходит имплантация кислорода во всех случаях, а азот так же внедряется, когда рабочей средой является аргон. Это происходит, скорее всего, из-за неконтролируемого натекания атмосферы в вакуумную часть установки.

4. Аргон методом POP фиксировался на уровне меньше 1014ат/см\ Методом послойной ЭОС корректные результаты по концентрации аргона получить нельзя, так как распыление поверхности проводилось ионами

5. Реплантированные ионы кислорода и азота образовали на глубине своего пробега соединения ВеО и Ве2О

1 о о

Толщина й, нм.

Рис.8.Профили распределения элементов и соединений в образце бериллия имплантированного ионами титана: 1-ВеО; 2 - Ве2М, 3 -Ве; 4 — С

На примере исследования пластин кремния, легированного бором и легированного фосфором, с применением процедуры восстановления оже-спектров, наблюдаемые смещения энергии в спектрах оже-электронов (рис.9) при переходе от поверхности, легированной фосфором, к поверхности, легированной бором, на основании данных известных литературных источников, можно объяснить существующими сдвигами максимума плотности электронных состояний в валентной зоне кремния. Вместе с тем, анализируя данные ЭОС и различия в зависимостях параметров ВИЭ для случая легирования кремния бором и фосфором, можно интерпретировать полученные результаты по выходам ионов в рамках схемы, предполагающей двухстадийное новообразование, при котором на первой стадии происходит формирование положительных ионов путем разрыва ионных связей, а на второй, с конечной вероятностью

нейтрализация положительных поверхности.

ионов свободными электронами ДЕ? 0,7-5-1,5313

4 0 6 0

Энергия Е. эВ

2 0 4 0 6 0 Энергия Е, эВ

Рис. 9. а) - ЭСВИ при распылении поверхности пластин кремния; 1.2- легированного фосфором, 3,4 - легированного бором; 1.3 - при распылении естественного окисла, 2,4 -при распылении чистой поверхности, б) - нормированные интегральные энергетические спектры оже-электронов кремния: 1,2 - из естественного окисла на поверхности: 3,4 - от чистой поверхности: 1.3 - легированного бором; 2,4 -легированного фосфором

Основные результаты и выводы.

1. Впервые в практике ЭОС разработан способ определения атомной плотности (в единицах атом/V. где V-объем) в тонких (~ 1нм) приповерхностных слоях твердого тела. Способ прошёл успешную апробацию при измерении доз имплантированных примесей и при исследовании элементного и химического состава тонкоплёночных систем. Точность способа определена на уровне 22%. Разработана программа для компьютера, реализующая предложенный способ.

2. Разработан оригинальный способ восстановления оже-спектров. включающий в себя численное интегрирование дифференциальных оже-спектров. вычитание фона и учёт транспортной функции. Апробация способа произведена в рамках совместного ЭМСВИ-ЭОС эксперимента по исследованию влияния электронной структуры кремния на истинные спектры оже-электронов и энергетические спектры вторичных ионов.

3. Впервые комплексом методов ЭМСВИ, ЭОС, POP. СЯО проведены исследования одних и тех же образцов

тонкоплёночных систем бор-фосфоросиликатных стёкол. Результаты исследований позволили представить полную картину распределения входящих в ТПС элементов, химический состав, толщины плёнок и слоев.

4. Впервые обнаружено сильное влияние смещения уровня Ферми, в пределах запрещённой зоны кремния на форму и наиболее вероятную энергию спектров оже-электронов и вторичных ионов: изменение уровня Ферми в сторону увеличения на 2эВ -приводит к сдвигу энергии оже-электронов от кремния, легированного бором относительно кремния легированного фосфором на 0,7-1,5 эВ.

5. Впервые методами ЭОС и POP были исследованы, модифицированные ускоренными до 30 кэВ ионами Ti+ приповерхностные области образцов бериллия. На основании полученной информации впервые были определены химические формулы соединений, образовавшихся в результате ионно-лучевого воздействия. Обнаруженные концентрации титана соответствуют дозе меньше 1014 ат/см2. что на два порядка ниже расчётной. Вместе с этим обнаружена имплантация рабочего газа и элементов остаточной атмосферы - углерода и кислорода с дозой 1016 - 1017 ат/см2, что ранее не принималось во внимание при целенаправленной модификации поверхности.

6. На основании проведённых исследований показано, что наиболее полную информацию об элементном и химическом составе поверхности и приповерхностных слоев твердого тела, тонких плёнок, границ раздела и химические превращения при их получении и (или) модификации (в этой связи и о возможностях соответствующих технологий), можно получить при использовании комплекса атомно- и ядерно- физических методов ЭМСВИ. ЭОС, POP, СЯО. элементов и химических соединений.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Блинков И. В., Иванов А.В.., Никитенков Н.Н., Шулепов И.А. Спектральные исследования дисперсных композиционных порошков-продуктов плазмохимического синтеза. - Физика и химия обработки материалов, 1989, № 12, с. 64-68.

2. Филимонов В.М. Мелев В.Г., Шулепов И.А. Электронно-микро-

скопические исследования омических контактов со стоп-слоем. -Аналитические методы исследования материалов и изделий микроэлектроники. "Микроэлектроника", Сер. 3. вып. 1(297). 1989. с.251.

3. Филимонова И.Д., Мелев В.Г., Никитенков Н.Н., Шулепов И.А., Зоркальцев Н.Н. Исследование гетероструктур In/GaAs, полученных методом газо-фазовой эпитаксии. - Электронная техника сер. "Материалы", 1990г., выл.6(251), с.46-50.

4. Шулепов И.А., Косицын Л.Г.. Никитенков Н.Н. и др. Послойный анализ боросиликатных стекол методом ЭМСВИ, в сочетании с ЭОС, POP и ЯО. - В кн.: Тезисы докладов Всесоюзного совещания-семинара по диагностике поверхности ионными пучками, г. Одесса. 1991г.с.171.

5. Шулепов И.А., Никитенков Н.Н., Косицын Л.Г. Методика определения атомной плотности элементов в послойной ЭОС. - В кн.: Тезисы докладов на 7 Всесоюзном симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел. -М, 1991г.. с. 128.6. Никитенков Н.Н.. Маркова Н.М., Косицын Л.Г., Шулепов И.А. Способ определения химического состава металлов и полупроводников. А/С N1651724 ОТ 21.01.91 г.

7. Зависимость параметров вторичной ионной и оже-электронной эмиссии кремния от типа легирующей примеси. /Никитенков Н.Н., Шулепов И.А., Чернова Е.Е. и др.- В кн.: Тезисы докладов на 6 всесоюзном семинаре по вторично-ионной и ионно фотонной эмиссии, г. Харьков, 29-31 окт. 1991 г. Харьков, 1991,c.58-60.

8. Шулепов И.А. , Сергеев О.В. Исследование покрытий TiAl , TiN4OyCz мждСйМ ОЖЕ - спектроскопии // Труды 5-й Международной конференции "Плёнки и покрытия 9 8". Санкт-Петербург, 1998 .-1998.-С.384-388.

9. И.А. Шулепов, В.В. Сохорева. Исследование поверхности Be модифицированного ионами Ti+ методами ЭОС и POP. Материалы пятнадцатой международной конференции "Взаимодействие ионов с поверхностью ВИП-2001. 27-31 августа 2001г., Звенигород, с. 181-184.

10. A.I. Ryabchikov, A.V. Petrov, I.B. Stepanov, LA Shulepov, and V.G. Tolmacheva High current and high intensity pulsed ion beam sources for combined treatment of materials. Rev. Sci. Instram. 71, 783-785 (2000). А.И.Рябчиков, А.В. Петров. И.Б. Степанов, И.А. Шулепов и В.Г. Толмачёва. Источники сильноточных и высокоинтенсивных импульсных ионных пучков для комбинированной обработки

материалов.

И. Э.В. Козлов, АИ. Рябчиков. Ю.П. Шаркеев, СВ. Фортуна, ИА Курзина, ИА Мельник, Е.С. Прокопова, И.Б. Степанов. ИА Щулепов. Проблемы формирования твёрдых растворов и интерметаллидных фаз системы А1-М при высокоинтенсивной ионной имплантации. Известия Академии наук. Серия физическая, 2002, том 66, №6, с. 818-822. 12. И.Б. Степанов. ИА Шулепов, А.И. Солдатов, П.В. Сорокин. Автоматическое управление и регастрация оже-спектрометром 09 ИОС-3. Приборы и техника эксперимента, 2003, №3 с.166-167.

Подписано к печати 06.02.2004. Формат 60х8416. Бумага офсетная. Печать - ризограф. Печ. л.: 1.0. Уч-изд. л.: 0.94. Заказ №12. Тираж 100 экз. Типография "Аудит-Информ". Лицензия ТОМ 1 ид от 06.01.98. Томск, пр. Ленина, 2а.

Р-4025

Введение.

Глава 1. Анализ проблем диагностики методами электронной оже-спектроскопии (ЭОС), знерго-масс-спектрометрии вторичных ионов (ЭМСВИ), резерфордовского обратного рассеяния ионов (POP), спектрометрии ядер отдачи (СЯО) планарных тонкопленочных покрытий и модифицированных поверхностей твердого тела (обзор литературы).

1.1. Проблемы диагностики структур микроэлектроники на основе кремния и арсенида галлия. Проблемы диагностики поверхности модифицированной лучевыми технологиями.

1.2. Многообразие методов исследования поверхности.

Возможности и недостатки методов ЭОС, ЭМСВИ,

POP, СЯО.

1.3. Примеры использования атомно- и ядерно- физических методов для диагностики планарных тонкопленочных покрытий и модифицированных поверхностей твердого тела.J

Глава 2. Теоретические основы количественной ЭОС с матричными поправками.

2.1. Современное состояние развития количественной ЭОС.

2.1.1. Фактор обратного рассеяния.

2.1.2. Глубина выхода оже-электоронов.

2.2. Способ определения атомной плотности твердого тела методом ЭОС.

Глава 3. Калибровка и экспериментальная апробация способа элементной количественной ЭОС.

3.1. Исследование эталона методами POP, МСВИ, ЭОС.

3.2. Исследование образцов бериллия, имплантированного ионами титана, способом элементной количественной

ЭОС и POP.

3.3. Оценка погрешностей.

3.3.1. Погрешность при определении концентраций методом POP.

3.3.2. Погрешность при определении концентраций способом элементной количественной ЭОС.

3.3.3. Восстановление и сравнение функций распределения погрешностей для метода POP и способа элементной количественной ЭОС. ^

Глава 4. Процедура извлечения информации из структуры спектров оже-электронов.

4.1. Необходимость использования интегральных ожеспектров.

4.2.Процедура восстановления истинных оже-спектров из дифференциальных.

4.2.1. Численное интегрирование.

4.2.2. Вычитание фона.

4.2.3. Учёт транспортной функции.

4.2.4. Примеры использования восстановленных спектров.

Глава 5. Примеры практического совместного использования методов ЭМСВИ, ЭОС, POP, СЯО для исследования тонкопленочных структур приповерхностных областей твердого тела.

5.1. Послойный анализ бор-фосфоро-силикатных стекол методом ЭМСВИ в сочетании с ЭОС, POP и СЯО.

5.2. Исследование методами POP и ЭОС поверхности бериллия, модифицированной ускоренными ионами титана. Ю

5.3. Совместное использование ЭМСВИ и ЭОС с целью изучения зависимости параметров вторичной ионной и оже-электронной эмиссии от типа легирующей примеси.

Выводы по диссертации.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ

ПОВЕРХНОСТИ

Более эффективное применение ионных и электронных технологий при целенаправленной модификации поверхности влечет за собой обязательное изучение явлений, протекающих при взаимодействии ускоренных ионов и электронов с модифицируемой поверхностью.

Прогресс в области тонкопленочной микроэлектроники обусловлен не только разработкой и совершенствованием сложнейших технологий нанесения пленок, но и развитием методов контроля элементного, химического, фазового состава и толщин этих пленок.

Наиболее информативными методами при анализе элементного и химического состава тонких пленок являются ядерно- и атомно-физические методы, такие как электронная оже-спектроскопия (ЭОС), знерго-масс-спектрометрия вторичных ионов (ЭМСВИ), резефордовское обратное рассеяние ионов (POP), спектрометрия ядер отдачи (СЯО), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), рентгено-структурный анализ (PCА) и т.д. [1-6].

Использование одного из названных методов для исследования тонких пленок и границ раздела недостаточно для получения информации о количественном составе, химических превращениях на границах раздела тонких пленок и в приповерхностных слоях твердого тела.

Модификация поверхности твердого тела ионно- и электроннолучевыми технологиями в настоящее время получает широкое распространение. Об актуальности использования указанных технологий можно судить по большому количеству публикаций [7,8], в которых рассматриваются проблемы и возможности использования ионной имплантации, электроннолучевого перемешивания пленок и т.д.

Одно из перспективных направлений использования ионных пучков - получение различных пленок, создание слоистых структур, а также соединений в тонких приповерхностных слоях. В полупроводниковой микроэлектронике: это получение диэлектрических пленок, в частности, оксидов, нитридов, карбидов кремния, после внедрения ионов азота, кислорода, углерода; формирование р-n переходов имплантацией в поверхность кремния ионов бора. Воздействие на многослойные структуры на основе полупроводников АЗВ5 электронными и ионными пучками вызывает упорядочивание структур на границах раздела пленок [9].

Ионная имплантация используется для целенаправленной модификации структуры и свойств приповерхностных слоев стекол (изменение коэффициентов преломления, поверхностной электропроводности, изменение механических свойств) [10].

Область применения ионной имплантации распространяется на технологию упрочнения режущего инструмента, включая модификацию поверхностей твердосплавных пластин, когда износостойкость режущих кромок возрастает в 2-гб раз.

Быстрая термообработка поверхностных слоев осуществляет закалку, отжиг, перемешивание компонентов в слое с созданием неравновесного твердого раствора, что приводит к появлению новых свойств поверхности. Одним из методов модификации поверхности

6 8 является нагрев импульсным, длительностью 10" -10' сек., электронным пучком. Электроннолучевое перемешивание и модификация поверхности низкоэнергетическими пучками используется при увеличении адгезии пленок, изменении стехиометрии соединений поверхностных слоев. В настоящее время этот метод наименее развит по сравнению с импульсным ионным и лазерным воздействием. В работе [11] рассмотрены результаты формирования новых метастабильных структур, элементы которых не смешиваются в равновесных условиях, например Tao^Feo^, Ago^Feo.s АиодСио,б5 и т.д.

Научно-технический прогресс в настоящее время невозможен без приоритетного развития микроэлектроники. В свою очередь создание высоконадежных, многофункциональных, быстродействующих полупроводниковых приборов естественно связано с привлечением новых, более перспективных материалов, требования к которым: особая чистота, совершенство кристаллического строения, соответствие заданным распределениям концентраций легирующих примесей, как по поверхности, так и по глубине и т.д. Эти требования влекут за собой совершенствование старых или создание новых технологий для микроэлектроники. Основой полупроводниковых приборов являются многослойные тонкопленочные структуры такие как: металл-полупроводник, металл - диэлектрик - полупроводник, полупроводник -полупроводник, а также более сложные "сэндвичи", из тонких пленок с различным составом и назначением. Разнообразные электронные и атомные процессы в подобных структурах во многом определяются элементным составом и межфазными взаимодействиями на границах раздела между пленками. В дополнение к этому тонкие слои загрязнений, окислов, состав приповерхностного слоя, структура тонких пленок и состав тонких переходных слоев оказывает существенное влияние на работу микроэлектронных полупроводниковых приборов.

Цель работы

Целью работы являлось применение комплекса поверхностно-чувствительных атомно- и ядерно- физических методов (ЭОС, ЭМСВИ, POP, СЯО) для исследования поверхности твердого тела с целью получения более полной информации об элементном и химическом составе поверхности твёрдого тела.

Для достижения указанной цели ставились следующие задачи:

1. Разработать способ извлечения информации о концентрации л элементов в единицах атомной плотности (ат/см) методом электронной оже-спектроскопии.

2. Разработать способ восстановления оже-спектров для сопоставления результатов химического анализа твердого тела методом оже-спектроскопии с результатами, полученными другими поверхностно-чувствительными методами.

3. Разработать пакет прикладных программ для реализации способа извлечения информации о концентрации элементов в единицах атомной плотности.

4. Исследовать комплексом методов тонкоплёночные полупроводниковые системы и модифицированные поверхности металлов.

Объекты и методы исследования:

При исследовании тонкоплёночных систем и модифицированных поверхностей определялись:

1. Методом послойной ЭОС концентрационные профили элементов путем одновременного распыления тонких слоев поверхности (1ч-10нм) пучком положительных ионов аргона энергией 3 кэВ и регистрацией оже-спектров. Особое внимание уделялось исследованию границ раздела между пленками и пленкой-подложкой.

2. Методом POP толщина пленок, элементный состав структур, профили концентраций примесей, оценивалась стехиометрия соединений.

3. Методом спектроскопии ядер отдачи измерялись концентрационные профили водорода в тонкопленочных структурах.

4. Методом ЭМСВИ определялись профили распределения элементов, составляющих структуры, путем многократного повтора масс-спектров в диапазоне масс от 1 до 200 а.е.м. в процессе распыления структуры пучком ионов Nj с энергией г ч

ЗкэВ и плотностью тока 10 А/см . Цикл измерения состоял из двух частей: регистрации энергетического спектра ионов и регистрации масс-спектра. Профили распределения элементов по глубине при этом получены о разрешением 8-г10нм. Интенсивности токов вторичных ионов получали путем нормирования величины токов массовых линий на сумму величин всех массовых линий. Такой способ обработки масс-спектров позволяет избавиться от ошибок, связанных с флуктуациями интенсивностей вторичных ионов из-за заряда, наводимого первичным пучком на распыляемой поверхности. Это так же позволяет компенсировать изменение выхода вторичных ионов при изменении условий распыления поверхности. Перед каждым циклом измерений проводилась регистрация тока через образец. Послойное изменение величины этого тока, наряду с послойным изменением энергетического спектра вторичных ионов и послойным изменением интенсивности массовых линий позволяет судить об окончании стравливания отдельных слоев системы. Отметим недостатки каждого из методов, которые можно исключить использованием комплекса методов.

ЭОС - не чувствителен к водороду, гелию, возможны значительные (до 100%) ошибки при определении концентраций в многоэлементных структурах.

POP - как правило, не имеет возможности определять содержание легких элементов (до 11 а.е.м.). Без знания плотности исследуемого слоя возникают большие ошибки в определении толщины пленок. При исследовании многокомпонентных структур, так же как в ЭОС, возможны значительные ошибки при определении концентраций.

ЯО - чувствителен лишь к легким элементам.

ЭМСВИ - в большинстве случаев не количественный метод, т.к. величина выхода вторичных ионов не пропорциональна концентрации элементов в образце и зависит от многих факторов, включая физико-химические свойства образца, вакуумные условия в камере анализа, сорт ионов первичного пучка.

Положения, выносимые на защиту:

1. Способ определения концентраций элементов в абсолютных единицах методом электронной оже-спектроскопии с учетом матричных поправок.

2. Метод восстановления спектров оже-электронов посредством численного интегрирования дифференциальных оже-спектров, вычитания фона и учета погрешности электронного дифференцирования.

3. Экспериментальные результаты, полученные с использованием комплекса методов (ЭМСВИ, ЭОС, POP, СЯО) при исследовании: а) тонкопленочных систем бор- фосфоросиликатных стекол на кремниевых подложках; б) поверхности бериллия модифицированной ускоренными ионами титана; в) зависимости параметров вторичной ионной и оже-электронной эмиссии от типа легирующей примеси.

Научная новизна

1. Впервые, на основе детальной проработки существующих методик количественной ЭОС, использования новых достижений в теоретических разработках по атомным и электронным взаимодействиям, разработан новый способ количественной ЭОС с матичными поправками, позволяющий существенно повысить точность при анализе многоэлементных образцов.

2. Разработан оригинальный способ численного восстановления оже-спектров, включающий в себя интегрирование дифференциальных спектров оже-электронов, с вычитанием фона и учётом транспортной функции.

3. Впервые комплексом методов ЭОС, POP, ЭМСВИ, СЯО выполнены экспериментальные исследования тонкопленочных полупроводниковых систем на основе Si и модифицированных ускоренными ионами Ti+ приповерхностных областей образцов бериллия.

Практическая ценность работы.

Способ определения концентраций элементов (в том числе и в абсолютных единицах) методом ЭОС с учетом матричных поправок позволяет повысить точность при исследовании многоэлементных образцов и сократить время, необходимое для обработки экспериментальных оже-спектров.

Практическое использование метода восстановления оже-спектров позволяет на более высоком уровне исследовать изменение химического окружения элементов вследствии различных воздействий на твёрдое тело, повысить точность определения концентраций элементов.

Применение комплекса поверхностно-чувствительных атомно- и ядерно- физических методов (ЭОС, ЭМСВИ, POP, СЯО) даёт возможность получать более достоверную информацию об химическом составе поверхности твёрдого тела, а использование полученных результатов позволит отрабатывать новые технологические процессы модификации свойств материалов и формирования покрытий.

В результате использования комплекса атомно- и ядерно-физических методов исследования поверхности были предложены рекомендации с целью корректировки технологий получения систем Si-Si02-Si, фосфоросиликатных стёкол (ФСС), боросиликатных стёкол (БСС), бор- фосфоросиликатных стёкол (БФСС), очистки поверхностей кремниевых пластин для микроэлектронной промышленности. Проведены измерения распределений концентраций имплантированных ионов в различные материалы с использованием ускорителей в ГНУ НИИ ЯФ при ТПУ, в ОмГУ, в ИФПМ и ИСЭ Томского научного центра РАН.

С использованием разработанных способов исследованы химические взаимодействия на поверхности металлов и сплавов, вследствие имплантации ионов. Проведен комплекс работ по исследованию систем на основе GaAs.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Всесоюзном совещании-семинаре по диагностике поверхности ионными пучками (Одесса, 1990г., 1991г.), Всесоюзном симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования (Звенигород, 1991), 6-ом всесоюзном семинаре по вторично-ионной и ионно фотонной эмиссии, г. Харьков, 29-31 окт. 1991, 5th Conference no Modification of Materials with Particle Beams and Л

Plasma Flows, Tomsk, Russia, 2000, 6 International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. 23-28 September 2002 Tomsk, Russia.

Объём и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы (89 наименований), приложения. Работа изложена на 141 странице, содержит 46 рисунков и 3 таблицы.

Выводы по диссертации.

1. Впервые в практике ЭОС разработан способ определения атомной плотности (в единицах атом/V, где V-объём) в тонких 1нм) приповерхностных слоях твердого тела. Способ прошёл успешную апробацию при измерении доз имплантированных примесей и при исследовании элементного и химического состава ТПС. Точность способа определена на уровне 22%. Разработана программа для компьютера, реализующая предложенный способ.

2. Разработан оригинальный способ восстановления оже-спектров, включающий в себя численное интегрирование дифференциальных оже-спектров, вычитание фона и учёт транспортной функции. Апробация способа произведена в рамках совместного ЭМСВИ-ЭОС эксперимента по исследованию влияния электронной структуры кремния на истинные спектры оже-электронов и энергетические спектры вторичных ионов.

3. Впервые комплексом методов ЭМСВИ, ЭОС, POP, СЯО проведены исследования одних и тех же образцов тонкоплёночных систем бор-фосфоросиликатных стёкол. Результаты исследований позволили представить полную картину распределения входящих в ТПС элементов, химический состав, толщины плёнок и слоёв.

4. Впервые обнаружено сильное влияние смещения уровня Ферми в кремнии на форму и наиболее вероятную энергию спектров оже-электронов и вторичных ионов: изменение уровня Ферми в сторону увеличения на 2эВ - приводит к сдвигу энергии оже-электронов от кремния легированного бором относительно кремния легированного фосфором на 0,7-4,5 эВ.

5. Впервые методами ЭОС и POP были исследованы, модифицированные ускоренными до 30 кэВ ионами Ti+ приповерхностные области образцов бериллия. На основании полученной информации, I впервые были определены химические формулы соединений, образовавшихся в результате ионно-лучевого воздействия. Обнаруженные концентрации титана соответствуют дозе меньше 1014 ат/см2, что на два порядка ниже расчётной. Вместе с этим обнаружена имплантация рабочего газа и элементов остаточной

1 / 1 *ч л атмосферы - углерода и кислорода с дозой 10ш-10" ат/см , что ранее не принималось во внимание при целенаправленной модификации поверхности. 6. На основании проведённых исследований показано, что полную информацию об элементном и химическом составе поверхности и приповерхностных слоев твёрдого тела, тонких плёнок, границ раздела и химических превращениях при их получении и (или) модификации (в этой связи и о возможностях соответствующих технологий), можно получить при использовании комплекса атомно- и ядерно- физических методов ЭМСВИ, ЭОС, POP, СЯО.

Автор искренне благодарен научному руководителю Крючкову Ю.Ю., доценту ТПУ Никитенкову Н.Н., сотрудникам НИИ ЯФ при ТПУ Рябикову А.И., Сохоревой В.В., Ятису А.А., Косицыну Л.Г., сотруднику ОмГУ Полещенко К.Н. за плодотворную совместную работу.

1. Зандерны А. Методы анализа поверхностей / Пер. с англ. - М.: Мир, 1979.- 582с.

2. Черепнин В.Г. Ионный зонд. Киев: Наукова думка, 1981. - 240 с.

3. Шипатов Э.Т. Обратное рассеяние быстрых ионов. Ростов, Изд-во Ростовского ун-та. 1988. 153с.

4. Чернов И.П., Шадрин В.Н. Анализ содержания водорода и гелия методом ядер отдачи. М. Энергоатомиздат. 1988. 159с.

5. Бриггс Д., Сих Н.П. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. М.: Мир, 1987. -598с.

6. S. М. Thurgate. Auger photoelectron coincidence spectroscopy. Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. Volume 100, Issues 1-3, October 1999, P. 161-165.

7. Дмитрук H.JI. Поверхностно-усиленное радиационное упорядочение в полупроводниковых структурах. В кн.: Фундаментальные вопросы ионной имплантации: Материалы 3 Всесоюзной школы. Алма-Ата 1723 июня 1985г. Алма-Ата, 1987, с.36-60

8. Ю.Дешковская А.А. Ионная имплантация в стекла и ее эффекты. В кн.: Фундаментальные вопросы ионной имплантации: Материалы 3

9. Всесоюзной школы. Алма-Ата 17-23 июня 1985г. Алма-Ата, 1987, с.36-60.

10. Блинков И. В., Иванов А.В., Никитенков Н.Н., Шулепов И.А. Спектральные исследования дисперсных композиционных порошков-продуктов плазмохимического синтеза. Физика и химия обработки материалов, 1989, № 12, с. 64-68.

11. Филимонов В.М. Мелев В.Г., Шулепов И.А. Электронно-микроскопические исследования омических контактов со стоп-слоем. -Аналитические методы исследования материалов и изделий микроэлектроники. 11 Микроэлектроника Сер. 3, вып. 1(297), 1989, с.251.

12. Шулепов И.А., Филимонова И.Д., Мелев В.Г., Никитенков Н.Н., Зоркальцев Н.Н. Исследование гетероструктур In/GaAs, полученных методом газофазовой эпитаксии. -Электронная техника сер. "Материалы", 1990г., вып.6(251), с.46-50.

13. Никитенков Н.Н., Маркова Н.М., Косицын Л.Г., Шулепов И.А. Способ определения химического состава металлов и полупроводников. А/С N1651724 ОТ 21.01.91 г.

14. Шулепов И.А. , Сергеев О.В. Исследование покрытий TiAl , TiNxOyCz методом ОЖЕ спектроскопии // Труды 5-й Международной конференции « Пленки и покрытия 98» .-Санкт-Петербург, 1998 .-1998.-С.384-388.

15. И.А. Шулепов, В.В. Сохорева. Исследование поверхности Be модифицированного ионами Ti+ методами ЭОС и POP. Материалы пятнадцатой международной конференции "Взаимодействие ионов с поверхностью ВИП-2001". 27-31 августа 2001г., Звенигород, с.181-184.

16. И.Б. Степанов, И.А. Шулепов, А.И. Солдатов, П.В. Сорокин. Автоматическое управление и регистрация оже-спекгрометром 09 ИОС-3. Приборы и техника эксперимента, 2003, №3 с. 166-167.

17. Иванов В.Ш. Кораблев В.В., Брытов И.А. Достижения в области количественной электронной оже-спекгроскопии поверхности твердого тела.-Тр. ЛПИ, N412,1989, с. 10.

18. Davis L.E., Мс. Donald N.C., Palmberg P.W., Riach G.E., Weber R.E. Handbook of Auger Electron Spectroscopy // Physical Electronics Industries. Minnesota, 1976.

19. Барбашов М.Ю., Горелик B.H., Протопопов О.Д. и др. Атлас оже-спектров чистых материалов. Рязань: Научно-исследовательский институт, 1984.- 115с.

20. Иванов В.Ш., Брытов И.А., Кораблев В.В. и др. Атлас оже-спектров химических элементов и их соединений. М., 1986,-201с.- Деп. в ВИНИТИ 14.08.86, N 6359-В86.

21. Барбашов М.Ю., Горелик В.Н., Протопопов О.Д. Количественный оже-анализ гомогенных систем // Электронная техника, Сер.8. 1980, вып, 2(80)-3(81).

22. Payling R. Modified elemental sensitivity factors for auger electron spectroscopy // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. -1985 -36, №1.-P. 99- 104.

23. Запорожченко В.И. Применение метода электронной оже-спектроскопии для количественного анализа химического состава твердого тела. Электронная промышленность, 1978, N 11-12, с.36-37.

24. Алешин В.Г., Калинин Г.Н., Немошкаленко В,В. Методы количественного анализа в электронной оже-спектроскопии // Металлофизика.-l987,- Т.9, N 6.- С.3-14.

25. Кумахов М.А., Ташлыков И.С. Анализ поверхности твердых тел с применением пучков ускоренных ионов.//Поверхность, 1983, N2, С.2-20.

26. Никитенков Н.Н. Теоретические и экспериментальные исследования энергетических распределений вторичных ионов при распылении мишеней сложного состава ионами килоэлектронвольтных энергий; Автореф. дис. кандидата физико-математических наук.-М., 1987.-17с.

27. Методы электронной и ионной спектроскопии для исследования поверхности и границ раздела в полупроводниковой электронике. Обзоры по электронной технике. N9-10, 1986.

28. Кантер Б.З., Кожухов А.В., Мельник И.Г. и др. Изменение концентрации натрия и лития на границе раздела Si-Si02 при высокотемпературном отжиге./ЯТоверхность, 1986, N5, С.86-89.

29. Саранин А.А., Лифшиц В.Г. Изучение тонких слоев окислов кремния методом электронной оже-спектроскопии и спектроскопии характеристических потерь энергии электронами./ЯТоверхность, N2, 1986, стр. 48-51.

30. Валиев К.А., Данилов В.А., Кузмин JI.E. и др. Изменение скорости плазмохимического травления пленок Si02, имплантированных ионами А1+. //Поверхность, 1986, N11, стр. 62-66,

31. Чокин К.Ш., Переверзев Е.Ю. Метод оже-электронной спектроскопии и его применение к анализу имплантированных слоев. В кн.: Фундаментальные вопросы ионной имплантации: Материалы 3 Всесоюзной школы. Алма-Ата 17-23 июня 1985г. Алма-Ата, 1987, с.36-60.

32. Зотов В.В., Королева Е.А. Применение ионной имплантации в изготовлении кремниевых эпитаксиальных структур со скрытым слоем. Обзоры по электронной технике. Серия 6, "Материалы". Вып. 1(520). М.: ЦНИИ "Электроника", 1978, 32с.

33. Металлохимические свойства элементов Периодической системы элементов./ Корнилов И.И., Матвеев A.M., Пряхин А.А. и др.- М.: Наука. 1966.-351с.

34. Дж. Поут, К. Ту, Дж. Мейер и др. Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакции/ Пер, с английского. Под ред. В.Ф. Киселева, В.В. Поспелова. -М.: "Мир", 1982.-576с.

35. Вяткин А.П., Максимова Н.К. Физико-химическое взаимодействие в контактах металл-полупроводник и свойства барьеров Шоттки. В кн.: Материалы электронной техники. - Новосибирск: Наука, СО АН СССР, 1983, с. 29-47.

36. Andersson T.G., Svensson S.P. The inition growth of Au on Ga (001) с (4x4) // Surface Ski. -1981. - VI10. - №1 -P. L583-L586.

37. Waldrop J.R., Kowalczyk R.P. Grant R.W. Refractory metal contacts to GaAs: interfach chemistry and schottky barrier formation // Journal Vac. Sci. Technol. 1982.-V21.-№2 -P.607-610.

38. Божков В.Г., Солдатенко K,B„ Якубеня М.П. и др. Межфазное взаимодействие в контактах GaAs с металлами I группы и его связь с деградацией структур с барьерами Шоттки. -Изв.вузов. Физика, 1985, №9, с. 16-22.

39. Божков В.Г., Солдатенко К.В., Якубеня М,П, и др. Межфазное взаимодействие в системе Co-GaAs и температурная устойчивость контактов с барьером Шоттки. Электронная техника. Сер. "Полупроводниковые приборы", 1981, вып.3(146), С.55-57.

40. Романова И.Д., Максимова Н.К., Потахова Л.Ю, и др. Влияние подслоев GaAs на межфазные взаимодействия и термостабильность структур Pd-GaAs. // Поверхность, 1984, N1, с. 106-109.

41. Lejcek Pavel. On the determination of Surface composition in auger electron spectroscopy// Surface Sci. 1988, 202, P. 493-508.

42. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой / Под ред. Р.Бериша, М: Мир, 1986,- 484с.

43. Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П., Посухова Т.В., Сергеева Н.Е. Электронно-зондовые методы изучения материалов. М.: МГУ, 1987, -231с.

44. Чокин К.Ш., Переверзев Е.Ю. Фактор обратного рассеяния в количественной оже-спектроскопии. // Поверхность, 1987. №9, с. 105110.

45. Иванов В.Ш., Брытов И.А., Павлик Б.Б., Шалаев Л.Ф. Электронная оже-спектроскопия металлов и сплавов. Физические основы электронной оже-спектроскопии. Рига: Рижский политехнический институт, 1987. - 68с.

46. Seikine Т., Hirata К., Mogami A. Surface Sci. 1983. - 125, №565.

47. Sikine Т., Nagasava Y., Kudoch M. and al. Hanbook of Auger Electron Spectroscopy. J. E. OL. 1982. - №223.

48. Seah M.P., Dench W.A. Quantitative Electron Spectroscopy of Surfaces: Standard database for electron inelastic mean free paths in solids. Surface and Interface Analysis. 1985. - 48, №1 .

49. Tokutaka H., Nishimory K., Hayashi H. Surface Sci. - 1985. - 149, №349.

50. Tokutaka H., Nishimory K., Takashima K., Ichinokawa T. Scrface Sci. -1985.- 133, №349.

51. Фельдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок. / Пер. с англ. В.А. Аркадьева, Л.И. Огнева; Под ред. В.В. Белошитского. М.: Мир, 1989. 344с.

52. Яковенко А.В. О влиянии шероховатости поверхности на оже-сигнал. // Поверхность, 1990, №12, с.44-51.

53. Новицкий П.Ф. Зограф И.А, Оценка результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1985, - 248с.

54. Лавренчик В.Н. Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов; Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986, - 272с.

55. Г. Шарло. Методы аналитической химии. Количественный анализ неорганических соединений. / пер. с французского под ред. В, Ю. Лурье. М.: Химия, 1966, - 976с.

56. Дементьев А.П., Джибути Т.М., Раховский В.И. Оже-спектроскопия силицидов титана и железа. // Поверхность, 1987, №3, с.96-99.

57. Применение электронной спектроскопии для анализа поверхности. Под ред. X. Ибаха. Пер, с анг. под ред. К.К. Шварца, Рига, Знание, 1980г.-315с.

58. Михайлов Г.М., Бородько Ю.Г. Исследование формы (КУУ)-оже-линии азота в некоторых азотсодержащих соединениях. // Поверхность, №2, 1982, с.85-50.

59. М. P. Seah. Quantitative AES and XPS: convergence between theory and experimental databases. Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena V. 100, Issues 1-3 , October 1999, P. 55-73.

60. Загоренко А.И., Запорожченко В.И., Бородянский С.Э., Абашкин Ю.Г. Проблемы измерения интенсивности в электронной оже-спектроскопии. // Поверхность, 1991. №3, с.93-102.

61. Ramaker D.E., Mudrey J.S., Turner N.H. Extracting Auger lineshapes from experimental data. // J. Electr. Spectr. Rel. Phenom., 1979. V.17, p. 45-67.

62. М. P. Seah. Quantitative AES and XPS: convergence between theory and experimental databases. // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena,Volume 100, Issues 1-3 , October 1999, Pages 55-73.

63. Jennison D.R. // Phys. Rev. Lett. 1978. V. №12, P.807.

64. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 564с.

65. Шульга Ю.М., Рубцов В.И., Бородько Ю.Г. Оже-электронная эмиссия от неметаллических атомов карбидов и нитридов Zr и Nb. // Поверхность, 1987, №8. с.43-50,

66. Диденко П.И., Ефремов А.А., Романова Г.Ф. // Поверхность, 1982, №4, с. 102-106.

67. Литовченко В.Г. О некоторых особенностях формирования вторичной ионной эмиссии из полярных слабо проводящих матриц .// Поверхность, 1986, №3, с.23-30.

68. Strouber Z. // Instr. and Met. 1982. - V.94, - P-533.

69. Lang N.D. // Proc. Z Tanigchi. Symp. Kashikojima, sert., 10-11, Berlin, 1985, p.87.

70. Зенгуил Э. Физика поверхности; Пер. с англ. -М.: Мир, 1990.-532с.