Рентгенодифрактометрические исследования структуры монокристаллов кремния, легированных бором

Шилов, Сергей Владимирович

Рентгенодифрактометрические исследования структуры монокристаллов кремния, легированных бором тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

Шилов, Сергей Владимирович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Сыктывкар МЕСТО ЗАЩИТЫ

2008 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Рентгенодифрактометрические исследования структуры монокристаллов кремния, легированных бором»

Автореферат диссертации на тему "Рентгенодифрактометрические исследования структуры монокристаллов кремния, легированных бором"

08-3 2784

• " На правах рукописи /

ШИЛОВ Сергей Владимирович

РЕНТГЕНОДИФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ БОРОМ

01.04.04. - Физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Архангельск - 2008

Работа выполнена на кафедре физики твердого тела ГОУ ВПО «Сыктывкарский государственный университет»

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Петраков Анатолий Павлович Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

профессор Фофанов Анатолий Дмитриевич кандидат физико-математических наук, доцент Есеев Марат Каналбекович Ведущая организация ГОУ ВПО «Удмуртский государственный уни-

заседании совета п .... с диссертаций

К 212.191.04 при Поморском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 163002, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 4, ауд. 37

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Автореферат разослан « -/г» сентября 2008 года

верситет»

Защита состоится

2008 года в^/сГ часов на

Ученый секретарь совета

по защите кандидатских диссертаций К 212.191.04, кандидат физико-математических наук ^—СГГ

Е.С. Гусаревич

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Фундаментальные исследования в области физической электроники привели к созданию широкого класса приборов твердотельной микроэлектроники на основе высокосовершенных полупроводниковых материалов и, прежде всего, кремния [1]. Свойства современных полупроводниковых приборов обусловлены физическими процессами в тонком приповерхностном слое, получаемом эпитаксиальной кристаллизацией или легированием. Легирование кристаллов осуществляется термической диффузией примеси, либо более современным методом - ионной имплантацией. Однако оба метода имеют известные недостатки, как с точки зрения совершенства получаемых легированных областей, так и определенных технических трудностей. Появление нового способа легирования с помощью импульсного нагрева было вызвано как обнаружением аномально высоких скоростей диффузии примесей замещения в кремнии [2], так и поиском более простого и совершенного (с точки зрения получаемой приповерхностной структуры) способа создания р - п переходов. Однако и в случае импульсного диффузионного легирования неизбежно возникают дефекты, тип, расположение и концентрацию которых необходимо исследовать.

Явление дифракции рентгеновских лучей было и остается мощным и наиболее распространенным средством изучения структурных характеристик кристаллов, в силу своей экспрессности, относительной простоты и доступности применяемого оборудования и высокой чувствительности [3, 4, 5].

В связи с большой информативностью метода ТРД в изучении структуры монокристаллов, а также необходимостью исследования де-

фектообразования в процессе лазерной диффузии и ее сравнения с такими традиционными способами легирования, как термическая диффузия и ионная имплантация видятся актуальными данные исследования.

Цель работы заключалась в экспериментальном исследовании методами двух - и трехкристальной рентгеновской дифрактометрии изменений структуры приповерхностных слоев монокристаллов кремния в результате термической и лазерной диффузии, а также ионной имплантации бора с последующим термическим отжигом.

Научная новизна работы заключалась в следующем:

1. Впервые систематически методом двух - и трехкристальной рентгеновской дифрактометрии исследованы изменения структуры приповерхностных слоев монокристаллов кремния в результате лазерной диффузии бора из пленки.

2. Показано наличие минимального времени воздействия С02 -лазера на пленку диффузанта, приводящее к образованию заметного диффузионного слоя.

3. Анализ диффузного рассеяния и уширения главного пика на трехкристальных спектрах образцов, подвергнутых лазерной диффузии, позволили установить тип дефектов и их плотность, а применение послойного травления выявило толщину нарушенного слоя.

4. На основании результатов численного моделирования кривых дифракционного отражения были получены профили деформации Ас1/с1 и статфактора Дебая-Валлера образцов после проведения термической диффузии, а также рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии.

5. Найдено, что коэффициент диффузии бора в кремнии, в случае диффузии под действием рубинового лазера, существенно превышает значение, получаемое при обычной термообработке. Линейное уши-рение главного пика на трехкристальных кривых в зависимости от угла поворота образца позволило определить параметр крупномасштабного рельефа поверхности. Показано, что данный рельеф обусловлен областями локального плавления.

6. Для ионно-имплантированных кристаллов определены параметры термического отжига, при которых наблюдается наибольшая активация внедренной примеси, наибольшая нарушенность приповерхностных слоев, а также отсутствие макроскопических напряжений.

7. Показано, что при дозе имплантации 0,=6.251015 см"2 эффект вытеснения узельных атомов бора проявляется при температуре Т=700°С.

Достоверность и научная обоснованность полученных результатов и выводов обеспечивается надежностью применяемых методик и

формул, неоднократной проверкой основных экспериментальных данных, а также сравнением с экспериментальными результатами других авторов.

Научная и практическая ценность работы:

1. Результаты по лазерной диффузии бора под действием рубинового и ССЬ - лазеров и установленная толщина легированного слоя могут быть использованы в технологическом процессе изготовления полупроводниковых приборов.

2. По результатам рентгенодифракционных исследований можно сделать вывод, что не следует использовать термический отжиг при температурах Т = 900-1000°С и длительности 1-60 минут. Показано, что в этом случае образуются дислокационные петли и, как следствие, существенные нарушения кристаллической структуры. Уменьшается также концентрация внедренного бора вблизи поверхности за счет его диффузии вглубь и на поверхность кристалла.

3. Экспериментально определены параметры термического отжига ионно-имплантированных кристаллов (Т=800°С, 1=10 мин) при которых происходит компенсация деформации сжатия и растяжения и, как следствие, отсутствие макроскопических напряжений в приповерхностном слое.

4. Показано, что в случае термической диффузии бора из пленки, нанесенной на поверхность кристалла, происходит ее испарение и наблюдается легирование обратной стороны кристалла бором из газовой фазы. Таким образом, в технологическом производстве следует учесть, что диффузия может происходить не только под пленкой диффузанта, но и в других областях кристалла.

5. Использование рубинового лазера с миллисекундной длительностью импульса позволяет получить существенно ббльшую концентрацию примеси замещения в приповерхностном слое, т.е. приводит к большему легированию кристалла, чем при термической диффузии.

6. Исследование влияния ширины вертикальной щели, стоящей после монохроматора в дифрактометре, на двух - и трехкристальные кривые могут быть учтены при настройке и использованы для повышения точности измерений.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика определения коэффициента термической диффузии по профилю деформации внедренной примеси, полученного путем численного моделирования.

2. Методика изменения дефектности и статфактора Дебая-Валлера приповерхностных слоев монокристаллов кремния, благодаря регулированию длительности процесса термической диффузии из пленки-источника.

3. Эффект значительного отличия отрицательной деформации в приповерхностном слое при диффузии атомов бора из пленки под действием рубинового лазера, по сравнению с СОг - лазером.

4. Эффект вытеснения кремнием узловых атомов бора после ионной имплантации и термического отжига при более высоких температурах.

5. Явление возникновения значительных нарушений структуры имплантированных бором монокристаллов кремния при дозе облучения Dj=6.25-1015cm"2 с последующим отжигом при температуре Т=1000°С.

Апробация работы и публикации.

Результаты исследований, представленных в диссертации, докладывались и обсуждались на Всероссийских научных конференциях ВНКСФ'94 (Екатеринбург, 1994) и ВНКСФ'95 (Екатеринбург, 1995), на двух Национальных конференциях по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ'97, Москва, 1997 и РСНЭ'99, Москва, 1999), на международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (Махачкала, 2007), на международном семинаре «Структура и разнообразие минерального мира» (Сыктывкар, 2008) а также на внутри вузовских научных семинарах Сыктывкарского государственного университета. Результаты работы опубликованы в 4 статьях центральной печати, в статье Вестника СыктГУ, в 5 сборниках тезисов научных конференций, в двух сборниках трудов международных конференций.

Список публикаций по материалам диссертации:

1. Петраков, А.П. Двух- и трехкристальная рентгеновская дифрактометрия монокристаллов кремния после ионной имплантации бора и термического отжига [Текст] / А.П. Петраков, H.A. Тихонов, C.B. Шилов, A.B. Широков // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -1996.№3-4.-С. 321-324.

2. Тихонов, H.A. Анализ структурных нарушений имплантированных бором монокристаллов кремния по результатам двух - и трехкристальной рентгеновской дифрактометрии [Текст] / H.A. Тихонов, А.П. Петраков, C.B. Шилов //Журнал технической физики. - 1998. - Т. 68, № 6. - С. 91-96.

3. Петраков, А.П. Рентгенодифракгометрические исследования зависимости изменения структуры кремния от времени термической диффузии бора

[Текст] / А.П. Петраков, C.B. Шилов, Г.Г. Зайнуллин // Кристаллография. -2000.-Т. 45,№6.-С. 1097-1101.

4. Каблис, Г.Н. Исследование струюурных характеристик кристаллов флюорита методами рентгеновской дифрактометрии и топографии [Текст] / Г.Н. Каблис, В.И. Пунегов, C.B. Шилов, А.П Петраков // Заводская лаборатория. - 2000. - Т. 66, №11. - С. 26-28.

5. Петраков, А.П. Двух - и трехкристальная рентгеновская дифракто-метрия имплантированных ионами бора монокристаллов кремния, подвергнутых термическому отжигу [Текст] / А.П. Петраков, H.A. Тихонов, C.B. Шилов // Вестник Сыктывкарского университета. Серия 2. Сыктывкар: изд-во СыктГУ. - 1996. №1. - С. 60-72.

6. Шилов, С. В. Двух - и трехкристальное рентгенодифракционное исследование решетки кремния после термической диффузии примеси [Текст] / C.B. Шилов, А.П. Петраков, H.A. Тихонов // Национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ'97) : тез. докл. (Москва, Дубна, 1997). - Москва, 1997. - С. 3 86.

7. Kablis, G. Reseach breaches of fluorit structure dy double crystal X-ray topography and high resolution diffractometry [Техт] / G. Kablis, G. Lysiuk, V. Punegov, A. Petrakov, S. Shilov // Eighteen Europen Crystallographic Meeting: prog. & abstr (Praha, 1998). - Praha, 1998. Issue B. - Vol. 5. - P. 196.

8. Петраков, А.П. Рентгеновская рефлектометрия углеродной пленки, нанесенной на кремниевую подложку в процессе лазерного облучения шунгита [Текст] / А.П. Петраков, C.B. Шилов, Е.А. Голубев // Второе уральское кристаллографическое совещание (Кристаллография-98): матер, совещ. (Сыктывкар, 1998). - Сыктывкар, 1998. - С. 25.

9. Петраков, А.П. Двух - и трехкристальное рентгенодифракционное исследование лазерной диффузии бора в кремнии. [Текст] / А.П. Петраков, C.B. Шилов // Вторая национальная конференция по применению рентгеновского и синхротронного излучений, нейтронов и электронов: тез. докл. (Москва, 1999). - Москва, 1999. - С. 224.

10. Каблис, Г.Н. Исследование структурных характеристик кристаллов флюорита методами рентгеновской дифрактометрии и топографии [Текст] / Г.Н. Каблис, В.И. Пунегов, C.B. Шилов, А.П. Петраков // Вторая национальная конференция по применению рентгеновского и синхротронного излучений, нейтронов и электронов: тез. докл. (Москва, 1999). - Москва, 1999.-С. 195.

11. IJlmoe, C.B. Рентгенодифрактометрические исследования изменений структуры монокристаллов кремния в результате термической и лазерной диффузии бора [Текст] / C.B. Шилов // Международный минералогический семинар: матер, семинара (Сыктывкар, 17-19 июня 2008 г.). — Сыктывкар, 2008. - С. 381-382.

12. Шилов, C.B. Рентгеновская дифрактометрия монокристаллов кремния, подвергнутых термической и лазерной диффузии бора [Текст] / C.B. Шилов, А.П. Петраков, JI.H. Котов // "Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах": труды VI междунар. науч. конф. (Томск 8-15 августа 2008 г.). - Томск: изд. ТПУ, 2008 г.-С. 513-517.

Личный вклад автора. Для проведения термической и лазерной диффузии автором была разработана методика и определены оптимальные условия по нанесению пленок бора и его окиси на поверхность кремниевых пластин. Для более точного определения коэффициента термической диффузии Шиловым C.B. предложено использование численного моделирования профиля деформации. Автором было исследовано изменение структуры монокристаллов кремния в результате термической и лазерной диффузии, а также ионной имплантации бора. Данные результаты показали преимущества и недостатки различных способов легирования. На основе анализа двух - и трехкристальных рентгенодиф-ракционных кривых совершенных монокристаллов кремния, Шилов C.B. предложил способ оптимального расположения вертикальной щели, стоящей после монохроматора в рентгеновском дифрактометре.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы и авторского списка. Работа изложена на 144 страницах. Список литературы содержит 128 наименований.

Краткое содержание работы

Во введении приведены положения, выносимые на защиту, обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулированы цели и задачи диссертационной работы, обоснована научная новизна, раскрыта научная и практическая значимость.

Первая глава посвящена литературному обзору, в котором описаны методы двух - и трехкристальной рентгеновской дифрактометрии в изучении приповерхностных слоев монокристаллов. Приведены формулы для относительного изменения параметра решетки Ad/d, выражения для определения угла клиновидности и параметра рельефа поверхности. Рассмотрены особенности формирования диффузного рассеяния вблизи узла обратной решетки. Описаны следующие способы легирования: термическая диффузия, импульсное диффузионное легирование и ионная имплантация с последующим термическим отжигом. Указаны причины дефектообразования при каждом способе легирования.

Во второй главе подробно рассмотрена структурная схема установки, особенности ее юстировки и методика рентгенодифрактомет-рических измерений. Продемонстрировано влияние вертикальной щели, стоящей после монохроматора, на двух - и трехкристальные кривые. Приведены рекомендации по оптимальной величине ширины щели и ее правильной установке для отсечения Ка2 - компоненты рентгеновского излучения.

В третьей главе приведены результаты исследований структуры приповерхностных слоев монокристаллов кремния после термической диффузии бора, а также в результате импульсного лазерного легирования бором.

Термическая диффузия исследовалась на трех типах образцов монокристаллов кремния с длительностью нагрева 20, 40 и 60 минут при температуре 1000°С. Диффузия происходила из пленки бора, нанесенной на кремниевую пластину.

Толщины деформированных слоев рассчитывались по уг-

ловому положению (<хо), максимуму Р(а0) на графике функции приведенной интенсивности и полуширине До, этого максимума, с учетом среднего значения статфактора Дебая-Валлера f = exp(-W ) в слое. Графики приведенной интенсивности Р(а) строились согласно уравнению Р(а) = 1гп-а2/ к, где а - угол поворота образца, im- интенсивность главного пика на трехкристальных кривых, к - коэффициент, определяемый из условия Р(а) = 1 для совершенного кристалла. Расчет проводился по формулам [6]:

¿m=AS6pL,K/4foo-[P(ao)-l]1/2, (1)

где Д&бр = 7.03/; - собственная ширина брэгговского пика отражения от совершенного кристалла (СиК« - излучение, (111 )-отражение кремния), !_,„.- глубина экстинкции;

I h = 1 АХ / 27rAa0cos(36p), (2)

где Да0= Доц[2( 1 +ДаУа0)2-1 Г"\ X - длина волны падающего излучения. Величины Да, определялись из условия P(cto± Даэ)=0,5 Р(ао).

Толщина слоя ¿у., определялась по максимуму дополнительного пика R(cto) на кривой дифракционного отражения по формуле [б]:

R(ao)-Ro(ao) = (fílt/U)2, (3)

где Ro(oto) - значение для совершенного кристалла.

Для образцов, подвергнутых термической диффузии, определены: средняя относительная деформация, средний по слою статфактор f, а также толщины деформированных слоев, исходя из полуширины и максимума функции Р(а) приведенной интенсивности, и по максимуму дополнительного пика на кривой дифракционного отражения.

Импульсное лазерное легирование проводилось с использованием газового С02 и рубинового лазеров. В качестве пленки диффузанта использовались нанесенные тонкие слои химически чистого бора, а также его окиси В203. Пленки бора наносились методом импульсного лазерного напыления в вакууме. Диапазон длительности облучения С02 - лазером составил от 0.2 до 240 секунд. Плотность мощности из-

лучения С02 - лазера была равна 300 Вт/см2. Плотность энергии излучения рубинового лазера = 8 Дж/см2.

Для кристаллов с нанесенной пленкой бора, при длительности облучения менее 1 с, средняя величина статфактора составила 6=0.83, а спад максимальной интенсивности на кривой дифракционного отражения менее 10%. Для времени облучения от 1 до 4 с средний стат-фактор 6=0.71, а спад коэффициента отражения 15-17% в зависимости от образца. Уменьшение статфактора и увеличение спада коэффициента отражения свидетельствуют о больших нарушениях структуры кремния при облучении в диапазоне 1-4 с.

Анализ диффузного рассеяния для одного из образцов со временем облучения 2 с, и имеющий наибольший по величине диффузный максимум, показал, что основной тип дефектов - хаотически распределенные дислокации. Рассчитанная по уширению главного пика [6] на трех-кристальных кривых плотность дислокаций, составила г^« 1.7-105 см"2. Соответствующий размер динамически рассеивающих блоков г«21 мкм. Последовательное двукратное воздействие излучения С02 - лазера длительностью 1 с приводит к уширению главного пика на Ъ". Этому значению соответствует плотность дислокаций п<1 »2.8-105 см"2. Был сделан вывод, что однократное лазерное воздействие при проведении диффузии приводит к меньшей дефектности приповерхностного слоя.

Показано, что зависимость Логарифма интенсивности диффузного рассеяния от логарифма угла поворота образца, для кристалла со временем облучения 0.4 с, аппроксимируется прямой с тангенсом угла наклона п=2.50±0.14. Нетрадиционное значение тангенса не позволяет дать ответа о преимущественном типе дефектов. Проведенное химическое травление, показало, что дефекты при облучении длительностью менее 1 с локализуются в узкой приповерхностной области толщиной 0.15-0.35 мкм.

Исследования с пленкой В2Оэ и увеличенным временем воздействия С02 - лазера показали, что эффект диффузии атомов бора проявляется достаточно отчетливо (в виде максимума на функции приведенной интенсивности) при облучении в течение ~ 240 секунд. Средняя величина деформации в приповерхностном слое, определенная по функции приведенной интенсивности Дс1/с1 = - 5.3-10^ по модулю меньше, чем в случае термической диффузии. Величина статфактора, рассчитанная по трехкристальным спектрам, составляет Г = 0.60. По формуле (1) определена толщина слоя с уменьшенным параметром

решетки. Согласно расчетам, (т = 1400 а ( 0.14 мкм ). Принимая дан-

ную толщину за диффузионную глубину Ь проникновения атомов бора, можно оценить коэффициент диффузии О из формулы [2]:

Ь=л/ЁК, (4)

где I - время проведения диффузии. Полученное значение составило О = 0.8-10"14 см /с.

Длительность облучения рубиновым лазером была равна 0.5 мс. Источником диффузанта служила нанесенная в вакууме пленка бора

толщиной 1300а. Облучение рубиновым лазером проводили со стороны пленки диффузанта (т.к. энергия кванта падающего излучения Ьу = 1.79 эВ больше ширины запрещенной зоны ДЕв= 1.1 эВ). Кривая дифракционного отражения кристалла после лазерного воздействия испытывает существенные изменения (рис. 1). Трехкристальная кривая, полученная путем сканирования анализатором с фиксированным углом поворота образца, представлена на рис. 2.

Из кривой следует, что общий подъем "хвостов" на КДО обусловлен диффузным рассеянием, а их асимметрия вкладом в правой части когерентного рассеяния на слое с уменьшенным параметром решетки. Об этом свидетельствует большая разница в интенсивностях главных пиков при положительных и отрицательных углах поворота образца.

а, угл. сек.

Рис. I. Влияние лазерной диффузии бора на КДО кристалла кремния (пунктирная кривая - КДО совершенного кристалла, сплошная - КДО облученного).

Тот факт, что главный пик в отрицательной области существенно ниже, чем у совершенного образца, говорит о присутствии дефектов в приповерхностном слое, приводящих к ослаблению интенсивности когерентного рассеяния. Зная среднее значение статфактора, рассчитанное

по интенсивностям главных пиков на трехкристальных кривых, по величине максимума на графике функции приведенной интенсивности можно оценить по формуле (1) толщину ¿т слоя с уменьшенным параметром решетки.

9, угл. сек

Рис. 2. Влияние лазерной диффузии Dopa на кривую ТРД образца Si. Кривые 1 и 3 - для облученного кристалла (а = + 60 и - 60" соответственно), 2 - для совершенного кристалла.

Толщина слоя составляет i m ~ 700 А. Средняя деформация в приповерхностном слое Ad/d = - 20.8- 1Q"4 и, соответствующая средняя концентрация атомов бора, 02.9-Ю20 см"3. Принимая диффузионную длину

L«700 А, можно оценить из формулы (4) коэффициент диффузии бора D за время лазерного воздействия и остывания кристалла (для оценки t~l мс). Получающееся значение D~5T0'8 см2/с значительно превосходит коэффициент диффузии бора в условиях термической диффузии (D-10-13 - Ю-14 см2/с). Такое увеличение можно объяснить локальным образованием жидкой фазы. На существование областей локального плавления и рельефа поверхности указывает линейное увеличение ширины главного пика на трехкристальных кривых от угла поворота образца. Параметр рельефа (V)1/2~15' (для сравнения, при плотности энергии 10 Дж/см2 параметр рельефа увеличивается до 37 [6]).

В четвертой главе приведены исследования монокристаллов кремния, подвергнутых ионной имплантации и термическому отжигу. Показано, что при дозе облучения Di=6.25-10i5cm'2 и последующем отжиге при температуре Т=300-900°С присутствует слой с положительной деформацией, обусловленный межузельными атомами кремния, смещенными при имплантации. Слой с отрицательной деформа-

цией, образуемый за счет занятия бором узельных позиций в решетке, появляется при температуре 900°С.

В работе рассчитаны толщины слоев с положительной и отрицательной деформацией несколькими методами, а также определен средний по каждому из слоев статфактор. Для образца, подвергнутого отжигу при Т=1000°С, было исследовано диффузное рассеяние. Зависимость логарифма интенсивности симметричной компоненты диффузного рассеяния ln(Is) от логарифма Ln(a) угла поворота образца аппроксимируется двумя прямыми с тангенсами угла наклона п=1.0±0.1 и п=3.0±0.2. Такая зависимость характерна для дислокационных петель [4]. По точке перехода а0 от спада по закону Is ~ 1/а1 к спаду как Is ~ 1/а3 можно оценить радиус дислокационных петель [7]: r«7r/(hao(bh)1/2), (5)

О 0 |

где Ь=а/3<111>=3.14 А - вектор Бюргерса [1], h =2а" - величина вектора обратной решетки. Поскольку экспериментальное значение а0«7(У', то радиус петель г«0.19 мкм. Значение, близкое к этому, получается при оценке радиуса петель, исходя из ширины максимума диффузного рассеяния на ТРД - спектрах (г«0.16 мкм).

Проведены исследования изменений структуры приповерхностных слоев монокристаллов кремния в зависимости от дозы имплантации ионов бора. Показано, что кривые дифракционного отражения и функции приведенной интенсивности испытывают существенные изменения при увеличении дозы от D¡=6.2510l4flo D¡=6.25-10I5cm'2. Рассчитаны значения средней деформации и толщины нарушенных слоев. Значения толщин рассчитывались по полуширине функции приведенной интенсивности (2) и методом интегральных характеристик [6]:

Л = 2|_„>Д36р- ] (R(a) - Ro(a)) da. (6)

Как видно из таблицы 1, метод интегральных характеристик критичен к выбору пределов интегрирования.

Таблица J

Зависимость средней деформации и толщины деформированных слоев от дозы имплантации ионов бора

Доза, см"' Ad/d-103 lh, мкм ^ i (20"), мкм ¿ ¡ (30"), мкм

6.25-10"1 0.8 0.28 0.05 0.04

1.875-Ю15 1.2 0.26 0.07 0.05

3.125-Ю'3 1.9 0.24 0.11 0.09

6.25-10" 3.2 0.20 0.12 0.11

Значения толщин, определенных по полуширине функции приведенной интенсивности, получаются больше, чем в методе интегральных характеристик. Это объясняется более высокой чувствительностью метода к слабо деформированным слоям. Уменьшение с ростом дозы происходит за счет частичной аморфизации слоя в максимуме распределения дефектов. В работе показано, что зависимость средней деформации в приповерхностном слое от дозы имплантации носит практически линейный характер до значения дозы 0,=6.25-1015см"2.

Исследования образцов, имплантированных с дозой 0;=1.875 10|5см"2 и подвергнутых последующему термическому отжигу, показали, что слой с положительной деформацией, образованный за счет смещенных атомов кремния, исчезает при Т=1000°С и длительности отжига 1=60 минут. Аналогичный результат получен при дозе В;=6.25 1015см"2. Слой с отрицательной деформацией, возникающий за счет того, что атомы бора занимают узельные позиции в решетке, появляется при температуре Т=800°С, что на 100°С меньше, чем при дозе имплантации В;=6.251015см'2. Данный факт можно объяснить меньшими деформационными полями растяжения, поскольку количество смещенных атомов кремния при дозе 0|=1.875 Ю15см"2 уменьшается в 3.3 раза. График зависимости логарифма интенсивности диффузного рассеяния 1п(1) от логарифма 1п(а) угла поворота образца представляет собой две прямые с тангенсами угла наклона близкими к 1 и 3, что характерно для дислокационных петель [4]. Оценка радиуса петель дает значение г«0.19 мкм. Таким образом, радиус петель получается не меньше, чем при дозе □¡=6.25-10 5см"2. Поскольку, при рассматриваемой дозе, интенсивность диффузного рассеяния существенно меньше, то можно утверждать, что уменьшается концентрация дислокационных петель.

В заключении приводятся выводы по диссертационной работе. Наиболее значимые из них:

1. Для каждого из образцов после термической диффузии бора определена средняя деформация и статфактор в приповерхностном слое, рассчитана толщина нарушенного слоя и путем численного моделирования получены профили деформации и статфактора по глубине. Определен коэффициент диффузии атомов бора в кристалле кремния.

2. Исследована диффузия бора и нарушения кристаллической структуры кремния под действием излучения СОг - лазера. Установлена толщина пленки и время лазерного воздействия, приводящие к появлению диффузионного слоя. Определена плотность дислокаций и размер блоков в приповерхностной области.

3. Исследована миллнсекундная лазерная диффузия бора и установлены: средняя деформация, толщина диффузионного слоя, коэффициент диффузии и определен параметр крупномасштабного рельефа поверхности.

4. Исследования монокристаллов кремния, имплантированных ионами бора, показали линейную зависимость деформации в приповерхностном слое от дозы имплантации при увеличении дозы до Dj=6.25-1015CM2.

5. Исследовано изменение средней деформации толщины и дефектности образцов кремния, подвергнутых облучению с дозами Di=1.875 1015CM"2 и D|=6.251015cm"2 в зависимости от температуры и времени термического отжига.

6. В кристалле, облученном дозой 0;=6.25-1015см"2 и отожженном при Т=800°С в течение t= 10 минут обнаружено отсутствие макроскопической деформации. Установлено, что наибольшая активация атомов бора при ионной имплантации с дозами Dj=1.875-10l5cM"2 и Dj=6.25-10I5CM"2 наблюдается, соответственно, при отжигах с параметрами Т=800°С, t = 10 минут и Т=900°С, t=60 минут.

Список литературы

[1] Комаров, Ф.Ф. Дефекты структуры в ионно-имплантированном кремнии [Текст] / Ф.Ф. Комаров., А.П Новиков., B.C. Соловьев, С.Ю. Ширяев - Минск: БГУ, - 1990. - 320 с.

[2] Борисенко, В.Е. Твердофазные процессы в полупроводниках при импульсном нагреве. [Текст] / В.Е. Борисенко - Минск: Наука и техника, -1992.-248 с.

[3] Афанасьев, A.M. Рентгенодифракционная диагностика субмикронных слоев [Текст] / А.М Афанасьев, П.А. Александров, P.M. Имамов. - М.: Наука, - 1989,- 152 с.

[4] Петраков, А.П. Исследования приповерхностных слоев веществ рентгеновскими методами дифракции, рефлектометрии и фазового контраста [Текст] / А.П. Петраков. Сыктывкар: изд-во СыктГУ, - 2007. - 148 с.

[5] Dederics, Р.Н. Diffuse Scattering from Defect Clasters neare Bragg Reflections [Текст] / Р.Н. Dederics // Physical Review B. - 1971. - V. 4, № 4. -P. 1041-1050.

[6] Бушуев, В.А. Исследование влияния лазерного отжига на структуру приповерхностных слоев ионно-имплантированного кремния методом рентгеновской дифрактометгрии [Текст] / В.А. Бушуев, А.П. Петраков // Физика твердого тела. - 1993. - Т. 35, № 2. - С. 355-364.

[7] Морозов, А.Н. Идентификация скоплений междоузельных атомов в монокристаллах арсенида галлия, легированного кремнием, методом диффузного рассеяния рентгеновских лучей [Текст] / А.Н. Морозов, В.Т. Бублик // Физика твердого тела. - 1989. - Т. 31, № 6. - С. 50-56.

2007512440

ИПО СыктГУ. Заказ № 282. Тираж 100 экз.

2007512440

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Шилов, Сергей Владимирович

Список сокращений и обозначений.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Методы двух - и трехкристальной рентгеновской дифрактометрии в изучении приповерхностных слоев монокристаллов.

1.2. Термическая диффузия в приповерхностных слоях монокристаллов.

1.3. Импульсное диффузионное легирование.

1.4. Структура приповерхностных слоев после ионной имплантации и термического отжига.

1.5. Постановка задачи.

Глава 2. Аппаратура, особенности ее юстировки и методика рентгенодифрактометрических измерений.

2.1. Аппаратура и методика рентгеновских измерений.

2.2. Влияние ширины вертикальной щели после монохроматора на двух - и трехкристальные спектры.

Глава 3. Термическая и лазерная диффузия бора в кремнии.

3.1. Изменение структуры приповерхностных слоев кремния после термической диффузии бора.

3.2. Импульсное лазерное легирование бором монокристаллов кремния.

3.3. Выводы по главе 3.

Глава 4. Рентгенодифрактометрические исследования монокристаллов кремния после ионной имплантации бора и термического отжига.

4.1. Влияние изохронного отжига с температурой до 800°С на структуру приповерхностных слоев имплантированных ионами бора.

4.2. Изменения в имплантированных слоях в результате отжига с температурой Т = 900 и 1000°С.

4.3. Изменения в приповерхностных слоях при различных дозах имплантации.

4.4. Влияние отжига на структуру слоев кремния, имплантированных дозой значительно ниже порога аморфизации.

4.5. Выводы по главе 4.

Введение диссертация по физике, на тему "Рентгенодифрактометрические исследования структуры монокристаллов кремния, легированных бором"

Фундаментальные исследования в области физической электроники привели к созданию широкого класса приборов твердотельной микроэлектроники на основе высокосовершенных полупроводниковых материалов и, прежде всего, кремния [1]. Свойства современных полупроводниковых приборов обусловлены физическими процессами в тонком приповерхностном слое, получаемом эпитаксиальной кристаллизацией или легированием поверхности [2]. Легирование кристаллов осуществляется термической диффузией примеси [3-5] (первая попытка систематического подхода к данному явлению в полупроводниках была предпринята Болтаксом в 1961 г), либо более современным методом - ионной имплантацией (предложенным и осуществленным в 1954 г. Бредовым М. М. и его коллегами и почти одновременно запатентованным Шокли в США). Оба метода имеют известные недостатки, как с точки зрения совершенства получаемых легированных областей, так и определенных технических трудностей. Появление нового способа легирования с помощью импульсного нагрева было вызвано как обнаружением аномально высоких скоростей диффузии примесей замещения в кремнии [6], так и поиском более простого и совершенного (с точки зрения получаемой приповерхностной структуры) способа создания р - п переходов [7]. Однако и в случае импульсного диффузионного легирования неизбежно возникают дефекты, тип, расположение, концентрацию и условия возникновения которых необходимо детально исследовать.

Явление дифракции рентгеновских лучей (РЛ) было и остается мощным и наиболее распространенным средством изучения структурных характеристик кристаллов [8-40], в силу своей экспрессности, относительной простоты и доступности применяемого оборудования и высокой чувствительности. Кроме того, не требуется сложной предварительной подготовки образца, возможны измерения на воздухе.

В случае брэгговского отражения, рассеяние на атомах кристалла происходит когерентно и даже их относительно небольшие статические смещения вызывают значительные изменения на кривых дифракционного отражения (КДО), получаемых с помощью двухкристального дифрактометра [8]. По форме КДО удается определить среднюю деформацию в слое, а также, в ряде случаев, построить ее профиль. Возможности двухкристального дифрактометра сильно ограничены в силу интегральной регистрации рассеянного излучения в пределах телесного угла детектора, что не позволяет разделять когерентную интенсивность и диффузную на различного рода несовершенствах (дефектах) структуры. Более широкие возможности имеет метод трехкри-стальной рентгеновской дифрактометрии (ТРД). Его применение позволяет судить об искажениях поверхности [8, 41, 42], изгибе кристаллов [43], деформации кристаллических плоскостей и разупорядочении атомов [44], исследовать диффузное рассеяние от кластеров, дислокаций и дислокационных петель [45], а также позволяет исследовать слои толщиной порядка монослоев [18]. Кроме того, рентгеновская дифрактометрия является неразрушающим методом исследования.

В связи с большой информативностью метода ТРД в изучении структуры монокристаллов, а также необходимости исследования дефектообразова-ния в результате лазерной диффузии и ее сравнения с такими традиционными способами легирования как термическая диффузия и ионная имплантация видятся актуальными данные рентгенодифрактометрические исследования.

Цель работы заключалась в экспериментальном исследовании методами двух - и трехкристальной рентгеновской дифрактометрии изменений структуры приповерхностных слоев монокристаллов кремния в результате термической, лазерной диффузии, а также ионной имплантации бора с последующим термическим отжигом.

Научная новизна работы заключалась в следующем:

1. Впервые систематически методом двух - и трехкристальной рентгеновской дифрактометрии исследовано изменение структуры приповерхностных слоев монокристаллов кремния в результате лазерной диффузии бора из пленки.

2. Показано наличие минимального времени воздействия С02 - лазера на пленку диффузанта, приводящее к образованию заметного диффузионного слоя.

3. Анализ диффузного рассеяния и уширения главного пика на трехкристаль-ных спектрах образцов, подвергнутых лазерной диффузии, позволили установить тип дефектов и их плотность, а применение послойного травления выявило толщину нарушенного слоя.

4. На основании результатов численного моделирования кривых дифракционного отражения были получены профили деформации Ad/d и статфактора Дебая-Валлера образцов после проведения термической диффузии, а также рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии.

5. Найдено, что коэффициент диффузии бора в кремнии в случае диффузии под действием рубинового лазера существенно превышает значение при обычной термообработке. Линейное уширение главного пика на трехкри-стальных кривых в зависимости от угла поворота образца позволило определить величину крупномасштабного рельефа поверхности. Показано, что данный рельеф обусловлен областями локального плавления.

I с 'У

7. Показано, что при дозе имплантации 6.25-10 см'" эффект вытеснения узельных атомов бора проявляется при температуре 700°С.

Достоверность и научная обоснованность полученных результатов и выводов обеспечивается надежностью применяемых методик и формул, неоднократной проверкой основных экспериментальных данных, а также сравнением с экспериментальными результатами других авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. Методика изменения дефектности и статфактора Дебая-Валлера приповерхностных слоев монокристаллов кремния благодаря регулированию длительности процесса термической диффузии из пленки-источника.

4. Эффект вытеснения кремнием узловых атомов бора после ионной имплантации и термического отжига при более высоких температурах. f

5. Явление возникновения значительных нарушений структуры имплантироif ванных бором монокристаллов кремния при дозе облучения D; = 6.25-10 см" с последующим отжигом при температуре Т = 1000°С.

Научная и практическая ценность работы:

1. Результаты по лазерной диффузии бора под действием рубинового и СО2 -лазеров и установленная толщина легированного слоя могут быть использованы в технологическом процессе изготовления полупроводниковых приборов.

2. По результатам рентгенодифракционных исследований можно сделать вывод, что не следует использовать термический отжиг при температурах Т =

900 - 1000°С и длительности t ~ 60 минут. Показано, что в этом случае образуются дислокационные петли и, как следствие, существенные нарушения кристаллической структуры. Уменьшается также концентрация внедренного бора вблизи поверхности за счет его диффузии вглубь и на поверхность кристалла.

3. Экспериментально определены параметры термического отжига ионно-имплантированных кристаллов (Т = 800°С, t = 10 мин) при которых происходит компенсация деформации сжатия и растяжения и, как следствие, отсутствие макроскопических напряжений в приповерхностном слое.

5. Использование рубинового лазера с миллисекундной длительностью импульса позволяет получить существенно большую концентрацию примеси замещения в приповерхностном слое, т. е. приводит к большему легированию кристалла, чем при термической диффузии.

6. Исследование влияния ширины вертикальной щели, стоящей после моно-хроматора в дифрактометре, на двух - и трехкристальные спектры могут быть учтены при настройке и использованы для повышения точности измерений.

Апробация работы и публикации.

Результаты исследований, представленных в диссертации, докладывались и обсуждались на Всероссийских научных конференциях ВНКСФ'94 (Екатеринбург, 1994) и ВНКСФ'95 (Екатеринбург, 1995), на двух Национальных конференциях по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ'97, Москва, 1997 и РСНЭ'99, Москва, 1999), на международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (Махачкала, 2007), на международном семинаре «Структура и разнообразие минерального мира» (Сыктывкар, 2008) а также на внутри вузовских и научных семинарах Сыктывкарского государственного университета. Результаты работы опубликованы в 4 статьях центральной печати, в статье Вестника СыктГУ, в 5 сборниках тезисов научных конференций, в двух сборниках трудов международных конференций.

Личный вклад автора. Для проведения термической и лазерной диффузии автором была разработана методика и определены оптимальные условия по нанесению пленок бора и его окиси на поверхность кремниевых пластин. Для более точного определения коэффициента термической диффузии Шиловым С. В. было предложено использование численного моделирования профиля деформации. Автором было исследовано изменение структуры монокристаллов кремния в результате термической и лазерной диффузии, а также ионной имплантации бора. Данные результаты показали преимущества и недостатки различных способов легирования. На основе анализа двух — и трехкристаль-ных рентгенодифракционных кривых совершенных монокристаллов кремния, Шилов С. В. предложил способ оптимального расположения вертикальной щели, стоящей после монохроматора в рентгеновском дифрактометре.

Заключение диссертации по теме "Физическая электроника"

4.5. Выводы по главе 4

На основании проведенных двух - и трехкристальных рентгенодифрак-тометрических исследований имплантированных бором монокристаллов кремния следует, что ионная имплантация приводит к существенным изменениям приповерхностных слоев.

При изменении дозы имплантации от D; = 6.25-1014 до D; = 6.25-1015 см "2 средняя деформация в слое растет практически линейно. Сама деформация обусловлена смещенными из узлов атомами кремния, которые, попадая в междоузлия, расширяют решетку. Толщины деформированных слоев составляют 0.20-0.28 мкм. Отсутствие диффузного пика на ТРД - спектрах свидетельствует о дефектах достаточно малого размера (это дефекты типа точечных и их небольшие скопления).

Термический отжиг с температурой Т = 300 - 600°С приводит к заметному уменьшению положительной деформации при высоких дозах облучения, что связано с подвижностью межузельных атомов кремния при данных температурах. При повышении температуры темпы уменьшения деформации замедляются, а при температуре Т = 700°С происходит резкое увеличение по модулю отрицательной деформации, что зафиксировано при дозе Dj =

1 f А

6.25-10 см . Для образца имплантированного с вышеуказанной дозой и отожженного при Т = 800°С замечено отсутствие макроскопических деформаций кристаллической решетки за счет компенсации полей напряжения и сжатия. с о

Данное явление при более низкой дозе (D, = 1.875-10 см" ) не наблюдается.

Слои с уменьшенным параметром решетки за счет занятия бором узловых положений появляются при Т = 800°С и Т = 900°С, соответственно при дозах D; = 1.875-1015 см-2 и Д = 6.25-1015 см-2.

Отжиг при 1000°С приводит к сильному увеличению ДР, что свидетельствует об ассоциации точечных дефектов в дислокационные петли, с дально-действующими полями упругих напряжений. Зависимость интенсивности диффузного рассеяния от угла поворота образца в двойном логарифмическом масштабе характерна для дефектов типа дислокационных петель. Размеры петель при дозах D; = 1.875-1015 см"2 и D; = 6.25-1015 см"2 приблизительно одинаковы и составляют г « 0.16-0.19 мкм. Судя по интенсивности ДР, концентрация петель при дозе D; = 1.875-1015 см"2 существенно ниже. Следует заметить, что выводы о наличии дислокационных петель из анализа интенсивности диффузного рассеяния не означает, что данные дефекты являются единственными. После ионной имплантации и термического отжига имеется разнообразие других типов дефектов [1]. Однако, судя по трехкристальным кривым, в ДП наибольший вклад вносит рассеяние на дислокационных петлях.

Поскольку при дозе Dj = 6.25-1015 см"2 и отжиге с температурой Т = 1000°С величина статфактора в приповерхностном слое приближается к нулю, то можно сделать вывод, что приповерхностная область близка к аморфной.

Исходя из средней деформации в приповерхностной области, концентрация атомов бора после отжига при Т = 1000°С сильно уменьшается при всех дозах имплантации.

Заключение

В работе методом двух - и трехкристальной рентгеновской дифракто-метрии исследовано изменение структуры приповерхностных слоев монокристаллов кремния в результате термической, лазерной диффузии, а также ионной имплантации бора. Толщины исследованных слоев не превышали 1 мкм. На основании проделанных исследований выделим наиболее значимые результаты:

1) Для каждого из образцов после термической диффузии бора определена средняя деформация и статфактор в приповерхностном слое, рассчитана толщина нарушенного слоя и путем численного моделирования получены профили деформации и статфактора по глубине. Из анализа диффузного рассеяния сделаны выводы о природе дефектов. Определен коэффициент диффузии бора. Исследования были проведены для обеих сторон кристаллов.

2) Исследован процесс диффузии бора и нарушений кристаллической структуры кремния под действием излучения СОг — лазера. Установлена толщина пленки и время лазерного воздействия, приводящие к появлению диффузионного слоя, толщину которого можно рассчитать по функции приведенной интенсивности. По уширению главного пика определена плотность дислокаций и размер блоков в приповерхностной области. Для некоторых образцов путем химического травления определена глубина расположения образуемых дефектов.

3) Для миллисекундной лазерной диффузии бора по результатам трехкристальной рентгеновской дифрактометрии рассчитаны: средняя деформация, толщина диффузионного слоя, коэффициент диффузии и определен параметр крупномасштабного рельефа поверхности.

4) Исследования монокристаллов кремния, имплантированных ионами бора показали линейную зависимость деформации в приповерхностном слое от дозы имплантации при увеличении дозы до D, = 6.25-1015 см"2.

5) Для образцов, подвергнутых облучению с дозами D; = 1.875-Ю15 см"2

1 ^ О и Dj = 6.25 10 см" и последующему термическому отжигу исследовано изменение средней деформации толщины и дефектности в зависимости от температуры и времени термического отжига.

6) В кристалле, облученном дозой Dj = 6.25-1015 см"2 и отожженном при Т = 800°С в течение t = 10 минут обнаружено отсутствие макроскопической деформации. При данной дозе имплантации эффект вытеснения атомов бора межузельными атомами кремния активно проявляется при отжиге с параметрами Т = 700°С и t = 10 минут.

7) Исходя из значения средней деформации установлено, что наибольшая активация атомов бора при ионной имплантации с дозами Dj =

15 2 15 2

1.875-10 см" и Di = 6.25-10 см" наблюдается соответственно при отжигах с параметрами Т = 800°С, t = 10 минут и Т = 900°С, t = 60 минут. Так же показано, что наименьшая концентрация узельных атомов бора наблюдается при температуре Т = Ю00°С. Степень дефектности приповерхностных слоев наибольшая при Т = Ю00°С,

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Шилов, Сергей Владимирович, Сыктывкар

1. Комаров, Ф. Ф. Дефекты структуры в ионно-имплантированном кремнии Текст] / Ф.Ф. Комаров, А. П. Новиков, В. С. Соловьев, С. Ю. Ширяев. -Минск: БГУ, 1990. 320 с.

2. Броудай, И. Физические основы микротехнологии Текст] / И. Броудай, Дж. Мерей. М.: Мир, 1985. - 494 с.

3. Болтакс, Б. И. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках Текст] / Б. И. Болтакс. Л.: Наука, 1972. - 384 с.

4. Атомная диффузия в полупроводниках Текст] / под ред. Д. Шоу. — М.: Мир, 1975.-246 с.

5. Болтакс, Б. И. Диффузия в полупроводниках Текст] / Б. И. Болтакс. М.: Физматгиз, 1961. - 370 с.

6. Борисенко, В. Е. Твердофазные процессы в полупроводниках при импульсном нагреве Текст] / В. Е. Борисенко. Минск: Наука и техника, 1992.-248 с.

7. Narayan, J. P-n junction formation in boron depositid silicon by laser-induced diffusion Text] / J. Narayan, R. T. Young, R. F. Wood // Appl. Phys. Letter-1978. V. 33, № 4. - P. 338-340.

8. Афанасьев, A. M. Рентгенодифракционная диагностика субмикронных слоев Текст] / А. М. Афанасьев, П. А. Александров, Р. М. Имамов. М.: Наука, 1989. - 152 с.

9. Жданов, Г. С. Дифракционный и резонансный структурный анализ Текст] / Г. С. Жданов, А. С. Илюшин, С. В. Никитина. М.: Наука, 1980. - 262 с.

10. Иверонова, В. И. Теория рассеяния рентгеновских лучей Текст] / В. И. Иверонова, Г. П. Ревкевич. М.: МГУ, 1978. - 278 с.

11. Кривоглаз, М. А. Дифракция рентгеновских лучей и нейтронов в неидеальных кристаллах Текст] / М. А. Кривоглаз. — Киев: Наук, думка, 1983. -408 с.

12. Пинскер, 3. Г. Рентгеновская кристаллооптика Текст] / 3. Г. Пинскер. — М.: Наука, 1982.-392 с.

13. Джеймс, Р. Оптические принципы дифракции рентгеновских лучей Текст] / Р. Джеймс. М: Мир, 1950. - 567 с.

14. Афанасьев, С. М. Анализ кристаллической структуры тонких пленок с помощью дифракции рентгеновских лучей в скользящей Брэгг-Лауэ геометрии Текст] / С. М. Афанасьев // Физика твердого тела. 1986. - Т. 28, № 1.-С. 3-8.

15. Ломов, А. А. Методика исследования приповерхностных слоев монокристаллов кремния методом трехкристальной рентгеновской дифрактомет-рии Текст] / А. А. Ломов, А. Ф. Осипов, В. П. Сироченко // Заводская лаборатория. 1993. - Т. 59, № 5. - С, 41-43.

16. Лабунов, В. А. Рентгенодифракционное исследование деформаций кристаллической решетки в ионно-легированном кремнии после импульсного отжига Текст] / Е. А. Кондрашкина, А. К. Полонин, Н. Л. Прохоренко // Поверхность. 1989. - № 4. - С. 90-95.

17. Петраков, А. П. Рентгенодифрактометрические исследования изменений структуры приповерхностных слоев кремния в процессе лазерной диффузии бора Текст. / А. П. Петраков, Е. А. Голубев // Физика твердого тела. — 1988.-Т. 40, № 1.-е. 156-160.

18. Бугиуев, В. А. Влияние изохронного отжига на структуру кристаллов кремния, облученных ионами бора Текст] / В. А. Бушуев, А. П. Петраков // Кристаллография. 1995. - Т. 40, № 6. - С. 1050-1055.

19. Ковъев, Э. К Исследование дефектов распада в кристаллах германия, легированных мышьяком методом трехкристального спектрометра Текст] /

20. К. Ковьев, В. А. Ратников, Л. М. Сорокин // Физика твердого тела. -1981.-Т. 23, №6.-С. 1626-1629.

21. Юотт, Р. Н. Брэгговская дифракция рентгеновских лучей в кристалле с дислокациями Текст] / Р. Н. Кютт // Кристаллография. 1988. — Т. 33, №4.-С. 827-830.

22. Ломов, А. А. Влияние длины волны на формирование спектров трехкристальной рентгеновской дифрактометрии почти совершенных кристаллов Текст] / А. А. Ломов, А. Ю. Казимиров, А. А. Завьялова // Кристаллография. 1984. - Т. 29, №1. - С. 177-178.

23. Петраков, А. П. Рентгенодифракционные исследования точечных дефектов, образующихся в монокристаллах кремния при импульсном лазерном воздействии Текст] / А. П. Петраков, В. А. Бушуев // Письма в ЖТФ. -1993.-Т. 19,№ 19.-С. 92-95.

24. Бушуев, В. А. Влияние дефектов структуры на угловое распределение рентгеновской дифракции в кристаллах с нарушенным приповерхностным слоем Текст] /В. А. Бушуев // Физика твердого тела. -1989.-Т. 31, № И. -С. 70-78.

25. Ратников, В. В. Распределение диффузного рассеяния вблизи брэггов-ских отражений и его особенности при дифракции рентгеновских лучеймонокристаллами Ge с примесью As Текст. / В. В. Ратников, Э. К. Ковьев,

26. JI. М. Сорокин // Физика твердого тела. 1984. - Т. 26, №. 7. - С. 21552158.

27. Ковьев, Э. К. Диффузное рассеяние рентгеновских лучей микродефектами в кремнии, полученном по методу Чохральского Текст] / Э. К. Ковьев, В. Т. Бублик, В. Г. Постолов // Физика твердого тела. 1985. — Т. 27, №4.-С. 1246-1248.

28. Бублик, В. Т. Природа центров закрепления доменных границ в феррит-гранатовых пленках нестехиометрического состава Текст] / В. Т. Бублик, А. К. Ткалич, М. JI. Шупегин // Кристаллография. 1991. - Т. 36, № 3. - С. 789-790.

29. Zaumseil, P. Triple Crystal Difractometer Investigations of Silicon Crystals with Different Collimator-Analyser Arrangements Text] / P. Zaumseil, U. Winter // Phys. stat. sol. A. 1982. - V. 70, № 2. - P. 497-505.

30. Соболев, H. А. Исследование кремния методами диффузного рассеяния гамма и рентгеновских лучей Текст] / Н. А. Соболев, А. И. Курбаков, Р. Н. Кютт, Э. Э. Рубинова, А. Е. Соколов, Е. И. Шек // Физика твердого тела. — 1992. Т. 34, № 8. - С. 2548-2554.

31. Александров, О. В. Кинетика распада фосфора в диффузионных слоях кремния Текст] / О. В. Александров, Р. Н. Кютт, В. И. Прохоров, JI. М. Сорокин // Физика твердого тела. Т. 31, № 10. - С. 182-188.

32. Ратников, В. В. Экспериментальное наблюдение динамических эффектов в диффузном рассеянии рентгеновских лучей Текст] / В. В. Ратников, JI. М. Сорокин // Физика твердого тела. 1984. - Т. 26, № 11. - С. 3445-3447.

33. Национальная конференция по применению рентгеновского, синхро-тронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ' 97) Текст] / Сборник тезисов конф. Москва, 1997. - 637 с.

34. Смирнов, И. Н. Изменения периода кристаллической решетки кремния, вызываемые диффузией бора, мышьяка и сурьмы Текст] / И. Н. Смирнов // Доклады Академии наук СССР. 1975. - Т. 221, № 2. - С. 332-334.

35. Iida, A. Application of Tripl Crystal Difractometry to Studies on the Diffusion-Induced Defect in the Silicon Crystals Text] / A. Iida // Phys. stat. sol. A — 1979. -V. 54, № 2. P. 701-706.

36. Zaumseil, P. Triple Crystal Diffractometry Investigation of Imperfections in Silicon Crystals with Laue-Case Diffraction Text] / P. Zaumseil, U. Winter // Phys. Stat. Sol. A. 1982. - V. 73, № 2. - P. 455-466.

37. Александров, П. А. Наблюдение искажений поверхности методом трех-кристальной рентгеновской дифрактометрии Текст] / П. А. Александров, А. А. Завьялова, А. А. Ломов // Кристаллография. 1984. - Т. 29, № 4. - С. 652-656.

38. Завьялова, А. А. Влияние рельефа кристаллической поверхности на дифракционное рассеяние рентгеновских лучей Текст] / А. А. Завьялова, А. А. Ломов, 3. Ч. Маргушев // Поверхность. 1990. - № 4. - С. 152-154.

39. Завьялова, А. А. Трехкристальная рентгеновская дифрактометрия в исследовании изогнутых монокристаллов Текст] / А. А. Завьялова, А. А. Ломов, 3. Ч. Маргушев // Кристаллография. 1991. - Т. 36, № 1. - С. 20-24.

40. Ломов, А. А. Структурный фазовый переход в приповерхностном слое монокристаллов дейтеросульфата цезия Текст] / А. А. Ломов, Н. В. Шитов, В. А. Бушуев, А. И. Баранов // Письма в ЖЭТФ. 1992. - Т. 55, № 5. -С. 297-300.

41. Александров, П. А. Диффузные пики от объемных дефектов в методе трехкристального рентгеновского спектрометра Текст] / П. А. Александров, А. М. Афанасьев // Кристаллография. 1984. - Т. 29, №1. - С. 48-53.

42. Takagi, S. Dinamical theory of diffraction applicable to crystals with any kind of small distortion. Text] / S. Takagi // Acta Cryst. 1962. - V. 15, № 12. - P. 1311-1312.

43. Taupin, D. Theorie dynamique de la diffraction des rayons X par les crystaux deformes Text] / D. Taupin // Bull. Soc. Franc. Miner. Cryst. 1964. - V. 87, № 3. - P. 469-511.

44. Афанасьев, A. M. Трехкристальная рентгеновская дифрактометрия в исследовании тонких нарушенных слоев Текст] / А. М. Афанасьев, М. В. Ковальчук, Э. Ф. Лобанович // Кристаллография. 1981. - Т. 26, №1. - С. 28-35.

45. Смирнов, И. Н. Деформация кристаллической решетки кремния, вызываемая бомбардировкой бора и кислорода Текст] / И. Н. Смирнов // Доклады Академии наук СССР. 1975. - Т. 225, №3. - С. 621-623.

46. Lomov, A. A. Characterisatin of Process-Induced Defects in Silicon with Triple-Crystal Diffractometry Text] / A. A. Lomov, P. Zaumseil, U. Winter // Acta Cryst. 1985. -V. A 41. -P. 223-227.

47. Zaumseil, P. X-ray Diffraction Studies of Annealed Czochralski-grown Silicon. II. Triple-Crystal Diffractometry Text] / P. Zaumseil, S. Joksch, W. Zulehner // J. Appl. Cryst. 1993. - V. 26. - P. 192-197.

48. Holy, V. X-ray rockign curves on ingomogeneous sarface layers on Si single crystals. I. Diffusion layers Text] / V. Holy, J. Kubena // Czech. Phys. 1979. -V. 29.-P. 1161-1172.

49. Kyutt, R. N. Strain Profiles in Ion-Doped Silicon Obtained from X-Ray Rocking Curves Text] / R. N. Kyutt, P. V. Petrashen, L. M. Sorokin // Phys. Stat. Sol. A. 1980. - V. 60, № 2. - P. 381-389.

50. Имамов, P. M. Использование асимметричной дифракции рентгеновских лучей для исследования сверхтонких аморфных пленок на поверхности совершенных монокристаллов Текст] / Р. М. Имамов, А. А. Ломов, Д. В. Новиков // Поверхность. 1990. - № 12. - С. 148-149.

51. Servidori, M. Residual Lattice Disoder in Sef-Implanted Silicon after Pulsed Laser Irradiation Text] / M. Servidori, A. Zani, G. Garullu // Phys. Stat. Sol. A. — 1982.-V. 70.-P. 691-701.

52. Holy, V. X-ray Reflection Curves of Crystals with Randomly Distributed Microdefects in the Bragg Case Text] / V. Holy // Acta Cryst. 1983. - V. A 39.-P. 642-646.

53. Iida, A. Separate Mesurements of Dinamical and Kinematical X-Ray Diffractions from Silicon Crystals with a Triple Crystal Diffractometer Text] / A. Iida, K. Kohra // Phys. Stat. Sol. A. 1979. - V. 51, № 2. - P. 533-542.

54. Мордкович, В. Н. Профили деформации в имплантированных слоях арсе-нида галлия Текст] / В. Н. Мордкович, И. М. Сухо древа, Л. Д. Черюканова // Поверхность. 1983. - № 4. - С. 90-95.

55. Kablis, G. Reseach breaches of fluorit structure dy double crystal X-ray topography and high resolution diffractometry Text] / G. Kablis, G. Lysiuk, V.

56. Punegov, A. Petrakov, S. Shilov // Eighteen Europen Crystallographic Meeting: prog. & abstr. Praha. - 1998. - Issue B. - Vol. 5. - P. 196.

57. Tapfer, L. Double- and triple X-ray diffraction analisis of semiconductor quantum wires Text] / L. Tapfer, P. Sciacovelli, L. Caro // Appl. Phys. 1995. -V. 28.-P. 179-183.

58. Holy, V. Elastic strains in GaAs/AlAs quantum dots studied by high-resolution X-ray diffraction Text] / V. Holy, A. Darhuber, G. Bauer // Physical Review B. 1995. - V. 52, № 11. - P. 8348-8357.

59. Петраков, А. П. Особенности формирования спектров трехкристальной рентгеновской дифрактометрии Текст] / А. П. Петраков, В. А. Бушуев. -Сыктывкар: СыктГУ. 1997. — 19 с.

60. Dederics, P. Н. The theory of diffuse X-ray scattering and its application to the study of point defects and their clasters Text] / P. H. Dederics // Metal Phys. -1973. — V. 3. P. 471-495.

61. Dederics, P. H. Diffuse Scattering from Defect Clasters neare Bragg Reflections Text] / P. H. Dederics // Physical Review В. 1971. V. 4, № 4. - P. 1041-1050.

62. Thomas, J. E. Diffuse X-ray scattering in fast-neutron-Irradiated copper crystals Text] / J. E. Thomas, Т. O. Baldwin, P. H. Dederics // Physical review B. 1971.- V.3,№ 4. -P. 1167-1173.

63. Larson, В. С. Comparison of Diffuse Scattering by Defects Measured in Anomalous Transition and Neare Bragg Refactions Text] / B.C. Larson, F. W. Young // Naturforsch. 1973. - V. 28 a. - P. 626-632.

64. Holy, V. The Coherence Description of the Dynamical X-Ray Diffraction from Randomly Disordered Crystals Text] / V. Holy // Phys. Stat. Sol. B. 1982. -V. 112.-P. 161-169.

65. Larson, В. C. Diffuse Scattering from Dislocation Loops Text] / В. C. Larson, W. Schmatz // Phys. Stat. Sol. B. 1980. - V. 99. - P. 267-275.

66. Головин, A. JI. Применение в качестве анализатора в методе ТРД кристалла с асимметричным отражением и детектора со щелью Текст] / A. JI. Головин, Р. М. Имамов // Кристаллография. 1984. - Т. 29, № 2. - С. 379-380.

67. Ковьев, Е. К. Измерение "почти собственных" кривых дифракционного отражения рентгеновских лучей на трехкристальном спектрометре Текст] / Е. К. Ковьев, В. Е. Батурин // Кристаллография. 1975. - Т. 20, № 1. - С. 17-20.

68. Афанасьев, А. М. Трехкристальная рентгеновская дифрактометрия в скользящей Брэгг-Лауэ геометрии Текст] / А. М. Афанасьев, П. А. Александров, А. А. Завьялова // Доклады Академии наук СССР. 1985. - Т. 281, № 3. — С. 581-584.

69. Кривоглаз, М. А. Теория рассеяния рентгеновских лучей кристаллом, содержащим хаотически расположенные дислокации Текст] / М. А. Кривоглаз, К. П. Рябошапка // ФММ. 1963. - Т. 15.-С. 18-31.

70. Ратников, В. В. Диффузное рассеяние рентгеновских лучей на дефектах в монокристаллах германий-литий Текст] / В. В. Ратников, Л. М. Сорокин, Г. Н. Мосина // Физика твердого тела. 1986. - Т. 28, № 12. - С. 3734-3736.

71. Кютт, Р. Н. Идентификация поверхностных и объемных дефектов по интенсивности диффузного рассеяния Текст] / Р. Н. Кютт // Журнал технической физики. 1987. - Т. 37, № 11. - С. 178-180.

72. Ратников, В. В. Измерение углового распределения диффузного рассеяния рентгеновских лучей на трехкристальном спектрометре в случае Лауэдифракции Текст. / В. В. Ратников, Р. Н. Кютт // Журнал технической физики. 1985. - Т. 55, № 2. - С. 391-393.

73. Кютт, Р. Н. Наблюдение динамических эффектов в диффузном рассеянии при Лауэ-дифракции рентгеновских лучей Текст] / Р. Н. Кютт, В. В. Ратников // Металлофизика. 1985. - Т. 7, № 1. - С. 36-41.

74. Петраков, А. 77. Устройство двухкристального рентгеновского спектрометра на базе рентгеновского дифрактометра ДРОН-УМ1 Текст] / А. П. Петраков, Н. А. Тихонов, А. В. Ладанов. Препринт № 7/78. - Сыктывкар: СыктГУ. — 1987. — 5 с.

75. Петраков, А. П. Устройство двухкристальной рентгеновской топографической установки на базе аппарата УРС-2.0 Текст] / А. П. Петраков, Н. А. Тихонов, А. В. Ладанов. Препринт № 10/88. - Сыктывкар: СыктГУ. -1988.-5 с.

76. Асхабов, А. М. Исследование процессов кристаллизации в гелях Текст] / А. М. Асхабов, Г. Г. Зайнуллин. А. П. Петраков [и др.] // Труды института геологии КФАН СССР. 1984, № 46. - С. 14-37.

77. Fukuhara, A. Determination of strain distributions from X-ray Bragg reflection by silicon single crystals Text] / A. Fukuhara, Y. Takano // Acta Cryst. 1977. -V. A33,№ l.-P. 137-142.

78. Карманов, В. Т. Влияние радиационных дефектов на диффузию примеси в кремнии Текст] / В. Т. Карманов, А. Ф. Хохлов, П. В. Павлов, Е. И. Зорин // Физика и техника полупроводников. 1977. - Т. 11, № 10. - С. 18711873.

79. Степина, Н. П. Количественный анализ радиационно-ускоренной диффузии при внедрении в кремний низкоэнергетических ионов Текст] / Н. П. Степина, С. С. Шаймеев, Г. А. Качурин // Поверхность. 1990. - № 9. - С. 37-41.

80. Новиков, И. И. Кристаллография и дефекты кристаллической решетки Текст] / И. И. Новиков, К. М. Розин. М.: Металлургия, 1990. - 336 с.

81. Шасколъская, М. П. Кристаллография Текст] / М. П. Шаскольская. — М.: Высшая школа, 1984. 376 с.

82. Демчук, А. В. Локальное плавление кремния лазерным излучением мил-лисекундной длительности Текст] / А. В. Демчук, А. М. Пристрем, Н. И. Данилович, В. А. Лабунов // Поверхность. 1987. - № 12. - С. 89-97.

83. Бончик, А. Ю. Морфология поверхности полупроводников при воздействии лазерного излучения миллисекундной длительности Текст] / А. Ю. Бончик, В. В. Гафийчук, С. Г. Кияк, Г. В. Савицкий // Поверхность. 1986. -№ 5.-С. 142-144.

84. Демчук, А. В. О механизме образования поверхностных структур на кремнии при обработке импульсным лазерным излучением миллисекундной длительности Текст] / А. В. Демчук, В. А. Лабунов // Поверхность. 1991. - № 2. - С. 103-109.

85. Кияк, С. Г. Модификация полупроводников лазерными импульсами мил-лисекундного и секундного диапазонов Текст] / С. Г. Кияк // Известия Академии Наук СССР. Физическая серия. 1989. - Т. 53, № 3. - С. 417422.

86. Фистулъ, В. И. Лазерная имплантация примесей в кремний Текст] / В. И. Фистуль, А. М. Павлов // Физика и техника полупроводников. 1983. — Т. 17, №5.-С. 854-858.

87. Фистулъ, В. И. Электрические и фотоэлектрические свойства лазерно-имплактированных структур Текст] / В. И. Фистуль, А. М. Павлов, А. П. Агеев, А. Ш. Аронов // Физика и техника полупроводников. 1986. - Т. 20, № 12.-С. 2140-2144.

88. Фистулъ, В. И. Состояние лазерно-имплантированного кремния на границе Si-Al Текст] / В. И. Фистуль, А. М. Павлов, Э. Н. Леваднюк, В. И. Михайлов // Физика и техника полупроводников. 1991. - Т. 25, №1. - С 124-127.

89. Антонов, С. А. Селективное лазерное легирование кремния Текст] / С. А. Антонов, А. А. Маненков, Г. Н. Михайлов, А. А. Орликовский [и др.] // Поверхность. 1991. - № 5. - С. 151.

90. Mc Caldin, J. О. Atom movements occering at solid metal-semiconductor interfaces Text] / J. O. Mc Caldin // J. Vac. Sci. Technol. 1974. - V. 11, №6. -P. 990-995.

91. Емельянов, В. И. Дефектообразование в приповерхностных слоях полупроводников при импульсном лазерном воздействии Текст] / В. И. Емельянов, П. К. Кашкаров // Поверхность. 1990. - № 2. - С. 77-85.

92. Кияк, С. Г. Сплавление полупроводников и формирование гетеропереходов Текст] / С. Г. Кияк, Г. В. Пляцко, М. И. Мойса, И. П. Паливода // Физика и техника полупроводников. 1980. - Т. 14, №7. - С. 1430-1432.

93. Винецкий, В. Л. Ионизационно-стимулированная перестройка дефектов в кремнии Текст] / Винецкий В. Л., Манойло М. А., Матвийчук А. С. [и др.] // Письма в ЖТФ. 1988. - Т. 14, № 22. - С. 2017-2022.

94. Никифоров, Ю. П. Накопление дефектов в полупроводниковых материалах при лазерном воздействии Текст] / Ю. П. Никифоров, В. А. Янушкевич // Физика и техника полупроводников. — 1980. Т. 14. - В. 3. - С. 534-538.

95. Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакции Текст] / под ред. Д. По-ута и Д. Мейера М.: Мир, 1982. - 576 с.

96. Мейер, Дою. Ионное легирование полупроводников Текст] / Дж. Мейер, Л. Эриксон, Дж. Дэвис. М.: Мир, 1973. - 296 с.

97. Вавилов, В. С. Действие излучений на полупроводники Текст] / В. С. Вавилов, Н. П. Кекелидзе, Л. С. Смирнов. М.: Наука, 1988. - 192 с.

98. Вавилов, В. С. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках Текст] / В. С. Вавилов, А. Е. Кив, О. Р. Ниязова. М.: Наука, 1981.-368 с.

99. Гапонов, С. В. Морфологические особенности и структура пленок, конденсированных из лазерной плазмы Текст] / С. В. Гапонов, Б. М. Лускин,

100. Б. А. Нестеров, Н. Н. Салащенко // Физика твердого тела. 1977. - Т. 19, № 10.-С. 2964-2967.

101. Днепровский, В. Г. Влияние условий фокусировки на морфологию поверхности пленок, получаемых с помощью ОКГ Текст] / В. Г. Днепровский, Б. А. Осадин // Журнал технической физики. 1974. - Т. 34, № 2. - С. 442-446.

102. Гапонов, С. В. Процессы в эррозионной плазме при лазерном вакуумном напылении пленок Текст] / С. В. Гапонов, А. А. Гудков, А. А. Фраерман // Журнал технической физики. 1982. - Т. 52, № 9. - с. 1843-1848.

103. Кошкин, H. И. Справочник по физике Текст] / H. И. Кошкин, М. Г. Ширкевич. М.: Наука, 1988. - 256 с.

104. Шполъский, Э. В. Атомная физика Текст] / Э. В. Шпольский. М.: Наука.-1974.-Т. 1.-576 с.

105. Борн, М. Основы оптики Текст] / М. Борн, Э. Вольф. М.: Наука. -1973.-720 с.

106. Яворский, Б. М. Справочник по физике Текст] / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. М.: Наука, 1980. - 512 с.

107. Китаев, В. Е. Электротехника с основами промышленной электроники Текст] / В. Е. Китаев. — М.: Высшая школа, 1985. 224 с.

108. Технология тонких пленок. Справочник Текст] / под ред. Л. Майссела и Р. Глэнга. Т. 1. - М.: Сов. радио, 1970. - 664 с.

109. Справочник химика Текст] / под ред. Б. П. Никольского. Л: Химия, 1964.-1168 с.

110. Баранский, П. И. Полупроводниковая электроника. Справочник Текст] / П. И. Баранский, В. П. Клочков, И. В. Потыкевич. — Киев: Наук, думка, 1975.-704 с.

111. Деуреченский, А. В. Импульсный отжиг полупроводниковых материалов Текст] / А. В. Двуреченский, Г. А. Качурин, В. В. Нидаев, Л. С. Смирнов. -М.: Наука, 1982.-208 с.

112. Young, R. Т. Laser annealing of boron-implanted silicon Text] / R. T. Young, C. W. White, G. J. Clark, at al // Appl. Phys. Lett. 1978. - V. 32, № 3. -P. 139.

113. Cembali, F. Effect of defect scattering in the profile determination by duble X-ray difraction Text] / F. Cembali, M. Servidori, E. Gabilli, R. Lotti // Phys. Stat. Sol. A. 1985. - V. 87, № 1. - P. 225.

114. А2. Петраков, А. П. Рентгенодифрактометрические исследования зависимости изменения структуры кремния от времени термической диффузии бора Текст. / А. П. Петраков, С. В. Шилов, Г. Г. Зайнулин // Кристаллография. 2000. - Т. 45, №6. - С. 1097-1101.

115. А4. Каблис, Г. Н. Исследование структурных характеристик кристаллов флюорита методами рентгеновской дифрактометрии и топографии Текст. / Г. Н. Каблис, В. И. Пунегов, С. В. Шилов, А. П. Петраков // Заводская лаборатория. 2000. - Т. 66, №11.- С. 26-28.

116. А7. Шилов, С. В. Двух и трехкристальное рентгенодифракционное исследование решетки кремния после термической диффузии примеси Текст. / С.

117. B. Шилов, А. П. Петраков, Н. А. Тихонов // Национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ' 97): тез. докл. (Москва, 1997). Москва, 1997. - С. 386.

118. А8. Петраков, А. П. Двух и трехкристальное рентгенодифракционное исследование лазерной диффузии бора в кремнии Текст. / А. П. Петраков,

119. C. В. Шилов // Вторая национальная конференция по применению рентгеновского и синхротронного излучений, нейтронов и электронов (РСНЭ' 99): тез. докл. (Москва, 1999). Москва, 1999. - С. 224.