Стимулирование синтеза диэлектрических слоев в кремнии дальнодействующим ионным облучением тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

РГб од

2 в кюн гят

МАРКОВ Кирилл Александрович

СТИМУЛИРОВАНИЕ СИНТЕЗА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ В КРЕМНИИ ДАЛЬНОДЕЙСТВУЮЩИМ ИОННЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ

01.04.10 -физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Нижний Новгород, 2000 г.

Работа выполнена на кафедре электроники твердого тела Нижегородского государственного университета им.Н.И.Лобачевского г. Нижний Новгород

Научные руководители

доктор физико-математических наук, профессор Демидов Е.С., кандидат физико-математических наук, доцент Карзанов В.В.

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук профессор, чл.-корр. РАН Гапонов С.В. доктор физико-математических наук Киселев В. К.

Ведущая организация

Санкт-Петербургский государственный технический университет

Защита состоится 7 июня 2000 г. в_часов на заседании

диссертационного совета Д 063.77.03 при Нижегородском государственном университете им .Н.И.Лобачевского по адресу: Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп.З.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ННГУ им.Н.И.Лобачевского.

Автореферат разослан " 6 " 2000 г.

Отзывы направлять по адресу: 603600, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп.З.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 063.77.03 при ННГУ, доктор физико-математических наук, профессор

в^гз.я&у-^оз въ оз

Е.В.Чупрунов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы обусловлена необходимостью совершенствования методов синтеза диэлектрических слоев при помощи ионной имплантации. Задача получения приповерхностных и, в особенности, захороненных изолирующих слоев является насущной проблемой микроэлектроники. В частности, поиск новых способов формирования структур "кремний на изоляторе" (КНИ-структур), или усовершенствования уже известных активно ведется как у нас в стране, так и за рубежом. Данная работа вносит свой вклад в исследование эффекта дальнодействия (ЭД) - одной из наиболее дискутируемых проблем ионной имплантации, а также предлагает качественную модель этого эффекта. Тем самым демонстрируется возможность использовать ЭД как способ модификации свойств материалов с улучшением диэлектрических характеристик встроенных в кристалл кремния слоев 5102.

Целью данной работы является исследование дальнодействующего влияния ионно-лучевой обработки на синтез диэлектрических слоев нитрида кремния в предварительно обогащенных азотом также ионно-лучевым методом кристаллов кремния. Данные, представленные в диссертации, относятся к синтезу скрытых и приповерхностных слоев нитрида кремния. Выбор нитрида кремния в таких экспериментах с двойным облучением обусловлен тем, что экспериментальное определение его свойств не вызывает больших проблем, в литературе подробно описаны способы ионно-лучевого синтеза 3|'зЫ4 и сформулированы трудности его получения - проблема кристаллизации при постим-плантационном отжиге, образование пузырьков азота в слое, проявление азотом донорных свойств. При успешном развитии исследований открывается перспектива практического использования результатов в технологии получения КНИ-структур. Такие систематические исследования с применением комплекса методов оптической спектроскопии, электрофизических методов, зондовой микроскопии были также направлены на дальнейшее прояснение природы ЭД и эффективности его применения для управляемого влияния на твердотельные реакции взаимодействия азота с кремнием. Планировались аналогичные эксперименты по синтезу фазы БЮг в слоях кремния, предварительно насыщенных кислородом с помощью ионного облучения.

Научная новизна заключается в следующем. Впервые:

1. Получены данные по стимулированию реакции ионного синтеза скрытых и приповерхностных слоев аморфной фазы нитрида кремния с помощью эффекта дальнодействия при ионной имплантации.

2. Исследованы дозовые зависимости наблюдаемых изменений усиления оптического поглощения в ИК-области и удельного сопротивления синтезируемых слоев, связанные с формированием фазы 31зК4.

3. Исследована дозовая зависимость процессов зарождения, роста, коалесцен-ции и микровзрывах блистеров аргона в кремнии с образованием кратеров диаметром порядка 1 мкм.

4. Полученные результаты улучшения диэлектрических качеств слоев Б1<Ы> связываются с блистерованием нерабочей поверхности образцов кремния, облучаемой ионами аргона с дозами, превышающими 1017 см"2.

5. Предложена оригинальная физическая модель спонтанного формирования ударно-акустической волны, вызывающей наблюдаемые изменения в синтезируемых изолирующих слоях на большом расстоянии от зоны торможения ионов аргона.

Практическая значимость

1. Имеется перспектива создания альтернативного метода получения и улучшения свойств ионио-синтезированных диэлектрических слоев 513Ы4 и БЮг в кремнии. Этот метод может позволить избежать основной трудности при синтезе диэлектрических слоев - длительного высокотемпературного постимплан-тационного отжига, который приводит к кристаллизации получаемого диэлектрика.

2. Метод с применением двойной ионной имплантации может использоваться для создания структур типа "кремний на изоляторе".

3. Имеются предпосылки для распространения метода для формирования других диэлектрических фаз в полупроводниковых кристаллах.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Методами ИК-спектроскопии и электрофизических измерений установлено, что дальнодействующее ионное облучение аргоном Аг+ с Е=40 кэВ, Т=500°С, Ф >1017 см"2 монокристаллов кремния, предварительно обогащенных азотом или кислородом, стимулирует синтез диэлектрических фаз в кремнии. При этом улучшаются изолирующие свойства синтезируемых диэлектрических слоев.

2. Эффекты стимулирования синтеза диэлектрических слоев имеют пороговый эффект по дозам облучения аргоном, составляющий Ф=10п см"2, который проявляется как в оптических, так и в электрических свойствах синтезируемых слоев.

3. Облучение аргоном поверхности кремния с различными дозами приводит к зарождению и росту блистеров, начиная с Фаг~10'6 см'2, их последующей коалесценции и микровзрывам с образованием кратеров диаметром около 1 мкм при Фдг-Ю17 см"2.

4. Спонтанно-акустическая модель ЭД, объясняющая ряд экспериментальных закономерностей проявления ЭД, в частности,' наличие пороговых эффектов по дозе и энергии. Согласно этой модели, в результате спонтанного взрыва блистеров в облучаемом кристалле возникают акустические волны

давления, ответственные за стимулирование ионного синтеза на границе раздела "кремний-нитрид кремния". Апробация работы Основные результаты диссертации отражены в публикациях [1-19]. Результаты проведенных исследований докладывались на конференции "ВНКСФ-3" (Екатеринбург, 1995 г.), "Структура и свойства кристаллических и аморфных материалов" (Нижний Новгород, 1996 г.), конференции E-MRS, 1996 Spring meeting, (Страсбург, 1996), конференции "XVI Научные чтения имени академика Н.В.Белова", (Нижний Новгород, 1997 г.), II, III и IV Всероссийском семинаре "Физические и физико-химические основы ионной имплантации" (Нижний Новгород, 1994 г., 1996 г., 1998 г.), VIII Межнациональном совещание "Радиационная физика твердого тела" (Украина, Севастополь, 1998 г.), международной конференции "Оптика полупроводников" (Ульяновск, 1998 г.), llth International Conférence on Ion Beam Modification of Materials (IBMM98), (Amsterdam, 1998), конференции "Структура и свойства твердых тел", (Нижний Новгород, 1999 г.), Международной конференции "Взаимодействие ионов с поверхностью" ВИП-14, (Звенигород, 1999 г.), Всероссийском совещании "Зондо-вая микроскопия - 99", "Зондовая микроскопия - 2000", (Нижний Новгород, 1999 г., 2000 г.), Второй Российской конференции по материаловедению и физико-химическим основам технологий получения легированных кристаллов кремния ("Кремний-2000"), а также на ежегодных сессиях молодых ученых (Нижний Новгород, 1996-1999 гг.).

Диссертационная работа выполнялась при поддержке следующих грантов и целевых программ:

Грант Минобразования РФ Конкурсного центра по фундаментальному естествознанию, тема НГ-109 по НИЧ ННГУ, 1995-1996 гг.;

Федеральная целевая программа "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 гг.", Учебно-научный центр "Физика и химия твердого тела" (проект № 0541), тема НИЧ ННГУ Н-231 ;

Грант Минобразования РФ Конкурсного центра по исследованиям в области ядерной физики и физики пучков ионизирующих излучений, тема НГ-172 по НИЧ ННГУ, 1998-2000 гг (грант №97-12-9.2-4).

Программа Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы в области производственных технологий", раздел "Радиационные технологии создания и исследования объектов в машиностроении и приборостроении", тема Н-223 по НИЧ ННГУ, 2000 г. (проект №01.12.01.15).

Структура п объем диссертационной работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Объем

диссертации составляет 140 страниц машинописного текста, включая 46 рисунков и 2 таблицы. Список литературы состоит из 119 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование выбора темы диссертационной работы и ее актуальность. Сформулированы цель работы, научная новизна и практическая значимость. Описаны экспериментальные методы, применявшиеся в работе.

В первой главе (ее первой части) содержится обзор литературных данных, посвященных синтезу диэлектрических слоев с помощью ионной имплантации. Приводится обзор применяемых методик ионного синтеза диэлектрических слоев, основное внимание уделено рассмотрению режимов облучения кремния ионами азота и кислорода. Рассматриваются преимущества и основные недостатки использования в качестве рабочих ионов азота и кислорода. По литературным данным для создания скрытых аморфных слоев Б1зЫ4 используется имплантация в кристаллы кремния ионов азота с Е=40 кэВ, Ф~1018 см"2, Т„м,ш=400°С. Затем проводится многочасовой высокотемпературный отжиг при Т=1100-1200°С. При этом основной проблемой является кристаллизация диэлектрического слоя при постимплантационном отжиге.

Вторая часть первой главы посвящена эффекту дальнодействия при ионной имплантации. Суть эффекта заключается в изменении дефектной системы материалов на расстояниях, значительно превышающих среднепроецированный пробег ионов. Обнаружено, что при ионном облучении полупроводниковых кристаллов влияние воздействия проявляется на расстояниях порядка 104 мкм, что в десятки тысяч раз превышает пробег внедряемых ионов в твердые тела. В части, посвященной эффекту дальнодействия, рассматриваются основные экспериментальные проявления ЭД, систематизируются его зависимости от параметров облучения кристаллических полупроводников. Приводятся основные теоретические модели ЭД, описанные в литературе. Отмечается, что единой модели, описывающей ЭД, пока не создано. Несмотря на это, ЭД уже сейчас некоторыми авторами рассматривается как новый метод модификации различных (электрофизических или прочностных) свойств материалов.

На основе данных, представленных в работах [1-3], возникла идея исследовать возможность стимулирования с помощью дапьнодействующей ионной имплантации реакции ионного синтеза. Для решения поставленной задачи была запланирована серия экспериментов по двойному ионному облучению кристаллов. Для изучения закономерностей процессов, происходящих в слоях кремния, обогащенных азотом, проводились эксперименты с применением методик исследования оптических, электрических, структурных свойств азотированных

слоев, а также изучалась морфология облучаемой аргоном поверхности кремния с помощью сканирующей зондовой микроскопии. Часть экспериментов была запланирована с использованием кислорода вместо азота с целью стимулирования аналогичной реакции синтеза фазы 8102.

Вторая глава посвящена исследованию диэлектрических слоев нитрида и оксида кремния с помощью просвечивающей инфракрасной (ИК)-спектроско-пии. Приводятся литературные данные характерных пиков поглощения связями ЭнМ, рассматриваются различия спектров для аморфных и поликристаллических модификаций 5|зИ4. Рассматриваются формы кристаллизации нитрида кремния в а и р-модификациях. Излагается методика приготовления исследуемых в данной работе структур методом двойного ионного облучения.

Для решения поставленной задачи эксперимент ставился следующим образом. В образцы кремния толщиной -600 мкм имплантировались ионы азота (рис.1) с энергиями 40-150 кэВ, ТИШ1Л=22-450оС и дозами (1-5) 1017 см"2 (ряд экспериментов был проведен, используя в качестве рабочих ионов кислород). Затем с обратной стороны проводилось дополнительное облучение образцов ионами Аг+ с энергией 40-50 кэВ, ТИШШ=22-500°С и дозами 1015-5'1017 см"2 в зависимости от конкретного этапа экспериментов.

Аг+

Рис.1. Схема облучения образцов ионами ЬГ и Аг+.

Оптимальные параметры облучения определялись экспериментально, в качестве исходных приближений использовались литературные данные по ЭД.

В данной главе приводятся результаты ИК-измерений на спектрометрах 1Ж-20 и Вгискег №8113У и обсуждаются полученные результаты. На рис.2 показана разница ИК-спектров образцов кремния с имплантированным азотом (Е=150 кэВ, Тимга1=400°С, Фм=5 1017 см"2) до и после облучения ионами аргона (Е=40 кэВ, ТИМПЛ=500°С, Фа,=3 1017см"2).

Видно, что облучение ионами аргона дает заметное усиление полосы поглощения (уменьшение пропускания) фазой нитрида кремния в области 850-860 см"1. Это означает, что выросло число оптически активных валентных связей 81-N. т.е. увеличилось количество стехиометрической фазы 813^ и созданный слой становится более упорядоченным (аналогичные данные получены и при

использовании в качестве рабочих атомов ионов кислорода). Наблюдаемый эффект усиления ИК-поглощения имеет порог по дозе аргона в районе ФЛг ~1017 см"2. Усиление поглощения в 4% определяется относительно полного пропускания, принятого за 100% (относительная ошибка измерения не превышает 1%). При этом с помощью шаровых шлифов и электронной микроскопии визуально наблюдается образование слоистой структуры на расстояниях, соответствующих среднепроецированному пробегу азота в кремнии.

Рис.2. Дифференциальные ИК-спектры пропускания.

1 - Дифференциальный ИК-спектр пропускания образца кремния после им-

плантации N. Е=150 кэВ, Фм=5 1017 см"2, Тимп=400°С до и после дополнительного облучения Аг с Е=40 кэВ, Фд^ЗЮ17 см'2, ТИМП=500°С.

2 - Дифференциальный ИК-спектр пропускания образца кремния после им-

плантации N. Е=150 кэВ, Фм=5 10п см'2, Тимп=400°С до и после отжига при Тотж=500°С (температурный режим имплантации аргона).

3 - Дифференциальный ИК-спектр пропускания образца чистого кремния до и

после облучения Аг с Е=40 кэВ, Фдг=3 1017 см'2, ТИМП=500°С

Производилась проверка того, что усиление поглощения связано именно с процессом ионной имплантации, а не повышенной температурой при облучении. Для этого образец с внедренным азотом отжигался в режиме ионной имплантации аргона (2 часа при Т=500°С). Влияние температурного режима ионной имплантации (рис.2, пунктирная кривая 2) мало. С целью определения вносимых внедренными ионами аргона искажений в ИК - измерения была по-

строена разница ИК - спектров до и после облучения чистого кремния ионами аргона (рис.2, точечная кривая 3) Видно, что в области у=850-860 см"' в пределах ошибки эта разница; пренебрежимо мала. ;

:. .Исследование этих же образцов методом: Оже-спектроскопии показало, что Оже-электроны, соответствующие атомам азота,- в наших образцах имеют энергию 387-390 эВ (у свободных-атомов азота — 379-380 эВ), т.е. присутствует характерный энергетический сдвиг. Это говорит о том, что азот в наших образцах вступает в химическую связь с кремнием.

В заключение главы приводятся выводы о полученных результатах и даются ссылки на работы, в которых, были опубликованы представленные в данной главе результаты:

Третья глава пбсвящена исследованию изменения электрических свойств диэлектрических слоев 81зЫ4 под влиянием дальнодействующего ионного облучения. Обобщаются литературные данные об электрических характеристиках слоев 31зЫ4, полученных традиционными способами, описываются литературные модели протекания токов в диэлектриках. Приводится методика измерений удельного сопротивления, описывается используемая методика импульсных измерений диэлектрической проницаемости слоев ЗЬ^. Измеренные ВАХ у всех облученных образцов в двойном логарифмическом масштабе имеют два участка - линейный и параболический, что соответствует протеканию токов в диэлектрике, описанному Лампертом [4]. Удельное сопротивление измерялось на линейном участке. Характерная ВАХ образца кремния, облученного азотом (Фм=1017 см"2), до и после облучения аргоном, в прямом и обратном направлениях представлена в двойном логарифмическом масштабе на рис.3. Как следует из рис.3, после облучения азотом (кривая 2 - прямая ветвь, кривая 3 - обратная ветвь ВАХ) удельное сопротивление слоя 5|<Ы> толщиной ~0.13 мкм составило р=1,5 10' Ом см, а после облучения аргоном (кривая 4 - прямая ветвь, кривая 5 - обратная ветвь ВАХ) оно возросло до р=1 108 Ом см, т.е. почти на порядок улучшаются изолирующие свойства синтезируемого слоя Б^Иу. Эффект роста удельного сопротивления в зависимости от дозы внедрения аргона имеет пороговый характер с ростом в районе Фдг-Ю17 см"2. Если доза внедренного азота была близка к стехиометрической Фм=5 1017 см'2, то качественно эффект был такой же, но значение удельного сопротивления поСле имплантации азота достигало р=1,510" Ом см, а после облучения ионами аргона обратной стороны р=4,5'10п Омсм. Данные значения р сопоставимы с удельными сопротивлениями слоев, применяемых в производстве. Были выполнены контрольные измерения, в которых образцы с имплантированным азотом отжигались при температуре 500°С в течение часа, но не подвергались облучению аргоном. В этом случае ВАХ оставалась практически неизменной, т.е. температурное влияние режимов ионного облучения аргоном не сказывается на элек-

трических свойствах наших образцов. Для определения вклада в сопротивление ионно-нарушенного слоя, образованного имплантацией аргона, со стороны, облученной аргоном, динамическим травлением стравливался слой толщиной ~ 0,15 мкм, что почти в 2 раза превышает RP+ARP (~ 0,076 мкм) при данных параметрах имплантации. "Азотная" сторона закрывалась химически стойким лаком. ВАХ образца после этой операции приведена на рис.3 (кривая 6 - прямая ветвь, кривая 7 - обратная ветвь ВАХ) и в пределах ошибки совпадает с таковой до травления, т.е. слой, образующийся после имплантации аргона не вносит существенных искажений в наши измерения. На рис.3 (кривая 1) показана также ВАХ контактов Al-Si, откуда видно, что их вклад в общее сопротивление около 3%. Все это дает нам основания полагать, что в измеряемых нами структурах практически все напряжение падает на слое Si<N>, и вид ВАХ определяется свойствами именно этого слоя.

Lg(I,

0,80,40,0-0,4-0,8-1,2-1,6-2,0-2,4-

Lg(U.B)

-1,6 -

-i—■—i—■—i—1—i—1—i—1—i—'—i—'—i— 1,4 -1,2 -1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2

Рис.3. Вольтамперные характеристики образца кремния в двойном логарифмическом масштабе.

1 - после нанесения контактов;

2 - после облучения азотом, прямая ветвь;

3 - после облучения азотом, обратная ветвь;

4 - после дополнительного облучения аргоном, прямая ветвь;

5 - после дополнительного облучения аргоном, обратная ветвь;

6 - после травления слоя с имплантированным аргоном, прямая ветвь;

7 - после травления слоя с имплантированным аргоном, обратная ветвь.

Исследования импульсным методом показали, что диэлектрическая проницаемость синтезируемых слоев после дополнительной ионной обработки аргоном изменяется от 6=11 к е=5, что близко к диэлектрической проницаемости стехиометрического В заключение главы приводятся выводы о получен-

ных результатах и даются ссылки на работы, в которых были опубликованы представленные в данной главе результаты.

Четвертая глава. Анализ полученных оптических и электрофизических экспериментальных данных указывает на то, что наблюдаемые эффекты стимулирования синтеза и совершенствования свойств нитридных слоев связаны именно с процессом имплантации аргона в нерабочую сторону кремниевых подложек. При этом регистрируемые изменения могут быть обусловлены прохождением через кристалл ударной волны, а поскольку эффекты надежно регистрировались при дозах Фаг~Ю17см~2, ударная волна должна быть результатом радикальных изменений в приповерхностном слое пластины кремния, где тормозятся ионы аргона. В первой части четвертой главы приводятся данные атомно-силовой микроскопии по изучению топографии поверхности кремния, облучаемого аргоном. На рис.4 показаны микроскопическое изображение поверхности кремния, подвергнутого бомбардировке Аг с Е=40 кэВ, Ф=3 Ю17 см'2 при температуре имплантации Т=500°С, и профиль ее рельефа. Облученная поверхность имеет развитую структуру, напоминающую губку. "Губчатый" вид поверхности связан с блистерингом - образованием мелких пузырьков аргона с диаметром -100-200 нм, высотой до 40 нм и высокой плотностью - 4 109 см"2 (рис.4). На этом фоне видны кратеры круглой формы с диаметром около 0,7-1 мкм и глубиной около 40-60 нм, плотность кратеров составляет величину ~ 2 107 см"2. Среднее расстояние между кратерами приблизительно равно 3 мкм. Средняя плоскостная площадь кратера составляет около 0,4 мкм2, что в 12 раз превышает аналогичную характеристику для одного блистера, таким образом, кратер является продуктом объединения (коалесценции) и микровзрывов 5-7 блистеров. То, что наблюдаемые нами блистеры и кратеры находятся на поверхности, а не скрыты в глубине кристалла, объясняется эффектом распыления: при дозе ионов аргона около 1017 см'2 распыляется слой кремния толщиной, близкой по величине к значению среднего проецированного пробега аргона в кремнии при Е=40 кэВ. Кратеры образуются в результате взрывов блистеров; по исследованию дозовой кинетики морфологии бомбардируемой поверхности установлено, что взрывы происходят при превышении дозы аргона Ф -1017 см'2. На основе этих данных и данных, полученных исследованием оптических и электрических свойств синтезируемых слоев разработана качественная модель спонтанно-акустического механизма эффекта дальнодействия, которая приводится во второй части главы.

О щп 5вт 10цл>

Рис.4. Микроскопическое изображение поверхности и профиль ее рельефа пластины кремния БКЭ-100 после бомбардировки ионами аргона с Е=40 кэВ, Ф=3 1017 см'2, Т=500°С.

Модель включает в себя следующие положения.

В результате взрывов блистеров в кристалле может возбуждаться ударная акустическая волна давления, ответственная за' изменения в слоях нитрида кремния с противоположной стороны образца. Малые размеры отдельного кратера, образовавшегося в результате взрыва блистера позволяют представлять его как точечный источник. Оценочное время взрыва одного блистера составляет ~10"10 с, а давление в момент взрыва составляет Р0 я 2'109 Па, что близко к пределу прочности кремния. Максимальное результирующее давление от взрыва одного блистера в точке R определяется соотношением Pmax(R)=P0 r/R

Можно оценить, что в отсутствии затухания на расстояниях Я порядка 600 мкм перепад давления в сферической волне от взрыва одного блистера составляет Ртах~1 Ю6Па.

Оценка показывает, что при учете затухания, согласно [5], максимум волны давления от взрыва одного блистера на расстояниях в 600 мкм составляет около (3-5) 105 Па. Оценки показали, что при длительности импульса -10"'° можно не учитывать расплывание волнового пакета из-за дисперсии при распространении волны по кристаллу.

Строгий учет суперпозиции сферических волн от всех блистеров представляет собой довольно сложную задачу. Однако для нашей задачи достаточно приближенных оценок.

Пороговый дозовый характер наблюдаемых нами в главах 2 и 3 эффектов, а также тот факт, что плотность кратеров во всех наблюдаемых нами случаях составляет (2-3) 107 см"2 и по превышении дозы аргона Ф=1017 см'2 не меняется, позволяют предложить спонтанно-акустический механизм усиления волн. В процессе накопления дозы вблизи облучаемой аргоном поверхности кремния образуются блистеры, в которых давление приближается к критическому. В результате взрыва одного блистера образуется упругая волна, которая распространяется и вдоль облучаемой аргоном поверхности. Эта волна является "спусковым крючком" для взрыва соседних блистеров, в результате чего образуется веерный процесс взрывов. При синхронном взрыве блистеров на расстоянии свыше 3 мкм (среднее расстояние между кратерами ) формируется почти плоская волна, интенсивность которой определяется суммой интенсив-ностей от каждого блистера, т.е. давление составляет ~2 109 Па. В пике акустической волны давление будет ослаблено: 1) в число раз, равное отношению суммарной площади взорвавшихся блистеров к полной площади поверхности кристалла, что составляет около 102; 2) в 2-3 раза за счет поглощения энергии акустической волны (расплывание волнового пакета не учитывается). В результате в зоне азотированного слоя давление будет определяться формулой Рт1К=Р() БЫК ехр(-аиЯ) (где Б - площадь кратера, N - плотность кратеров, К - поправочный коэффициент, описывающий расплывание пакета, а - коэффициент затухания) и составит величину -(0,3-1)107 Па. Эта величина близка к давлению, которое, согласно [6], необходимо для поджига реакции синтеза БЬ^ в порошке кремния в атмосфере азота при Т>300°С.

Дополнительное усиление акустических волн может происходить на дислокациях или точечных дефектах. Вблизи границы раздела "нитрид кремния-кремний" находится сильнодефектный слой, в котором концентрация дислокаций довольно велика. Каждая дислокация окружена областью механических напряжений диаметром порядка 103—104 межатомных расстояний, внутри которой имеются сильные смещения атомов по отношению к идеальному кристаллу. Напряженная область имеет переменную скорость

11

Напряженная область имеет переменную скорость звука, т.е. дислокация может фокусировать акустические волны, т.е. действует как акустическая антенна, которая может приводить к многократному усилению давления вплоть до 109 Па.

В ряде работ было показано, что амплитуды упругих волн, возникающих в полупроводниковых кристаллах могут в несколько раз усиливаться за счет взаимодействия с дефектной системой кристалла. В поддержку этого говорит тот факт, что эффект дальнодействия при ионной имплантации сильнее выражен в материалах, обладающих большим структурным несовершенством. Существует несколько механизмов подобного усиления. Например, амплитуда волны может усиливаться при схлопывании кластера дефектов в дислокационную петлю, или при прохождении волны через напряженную локальную дефектную область может происходить эффект "фокусировки", или в результате рекомбинации френкелевских пар будет генерироваться "вторичная" упругая волна, амплитуда давления которой может достигать даже значений 10 ГПа и не затухать по мере распространения. Однако такой механизм усиления волн обладает разовым действием и по мере истощения неравновесных областей в кристалле он будет выключаться, хотя мы не исключаем его в качестве дополнительного в нашем случае.

Предложенный нами механизм спонтанно-акустической эмиссии объясняет и многие другие экспериментальные наблюдения эффекта дальнодействия, например, проявления порогового характера по энергии (> 30 кэВ) ЭД: меньшие энергии просто недостаточны для образования блистеров на облучаемой поверхности.

Стимулирование синтеза нитридного слоя в кремнии и улучшение его диэлектрических качеств по нашему мнению может происходить в результате следующих независимых процессов.

1. При температурах около 400°С и давлениях порядка 107 Па может непосредственно происходить реакция синтеза нитрида кремния в результате взаимодействия порошка кремния и азота [6]. В наших условиях больших доз в слое нитрида могут формироваться включения газовой фазы азота, для вступления в реакцию с кремнием которой и необходимы дополнительные давление и температура; твердому раствору азота необходимо меньшее дополнительное давление, чем 107 Па.

2. При синтезе нитрида кремния с помощью ионной имплантации в области максимальной концентрации ионов азота поверхность раздела фаз внутри имплантированного слоя мала из-за дефицита атомов кремния. Рост фазы 513М| при дозах азота, близких к стехиометрическим, идет преимущественно на границе Б^^-кремниевая подложка. При прохождении волны с перепадом давления ~105 - 106 Па через кристалл в нем может происходить передвижение дислокаций к границе формирования фазы нитрида кремния. Поскольку дислока-

ции являются геттером для междоузельных атомов, они восполняют таким образом дефицит атомов кремния на границе формирования диэлектрического слоя и способствуют росту новой фазы.

3. В случае, когда перепад давления, достигающий границы раздела "кремний-диэлектрик" велик и составляет 109 Па, может происходить образование связей БьЫ, т.к. этом случае энергия, передаваемая волной элементарной ячейке объемом около 3'10"28 м"3 составляет порядка единиц электрон-вольт.

В заключение главы приводятся выводы о полученных результатах и даются ссылки на работы, в которых были опубликованы представленные в данной главе результаты.

В заключении сформулированы основные результаты работы. Основные результаты и выводы

1. Впервые экспериментально установлена возможность стимулирования реакции ионного синтеза диэлектрических фаз в кремнии с помощью эффекта дальнодействия при ионной имплантации.

2. Определены условия, при которых происходит модификация имплантированного нитридного слоя в кремнии. Экспериментально установлены режимы облучения ионами Аг монокристаллов кремния, которые привели к изменениям структурных, электрических, оптических характеристик слоев 5к№>: Е=40 кэВ, Т=500°С, Ф >10|7см"2.

3. По данным ИК-спектроскопии и электрофизических измерений установлено, что ионно-лучевая обработка аргоном обратной стороны пластины кремния стимулирует синтез диэлектрической фазы 5!зИ4 в слое 5к№> на другой стороне кристалла, при этом улучшаются изолирующие свойства диэлектрических слоев Б^Ыу - увеличивается удельное сопротивление, а диэлектрическая проницаемость приближается к приводимой в справочниках для сте-хиометрического 31зЫ4. Аналогичные данные ИК-спетроскопии получены при стимулировании эффектом дальнодействия образования фазы БЮг в слоях кремния, обогащенных кислородом.

4. Эффекты стимулирования синтеза диэлектрических слоев имеют пороговый эффект при дозах облучения аргоном, превышающих Ф=1017 см"2, который проявляется как в оптических, так и в электрических свойствах синтезируемых слоев.

5. Исследования изменений морфологии поверхности кремния, облучаемого аргоном, в зависимости от дозы облучения, выявили зарождение, рост блистеров, начиная с Фдг-Ю16 см"2, их последующую коалесценцию и микровзрывы с образованием кратеров диаметром около 1 мкм при Фдг-Ю17 см"2.

6. Наблюдаемые изменения в синтезируемых слоях связываются с зарождением, ростом и взрывом блистеров на облученной аргоном поверхности образцов. Предложена спонтанно-акустическая модель ЭД, которая объясняет не

только экспериментальные результаты данной работы, но и проявления ЭД, описанные в литературе для других объектов исследования: в результате спонтанного взрыва блистеров возникают ударные волны, ответственные за стимулирование ионного синтеза на границе раздела "кремний - нитрид кремния".

Список цитированной литературы

1.Мордкович В.Н.//Электронная промышленность. 1991. №4. с.13.

2. Dziesiaty J., Kircht F.-G., Mai M., and Sprung K.-R.// Phys. Stat. Sol. 1983. (a), p.105.

3. Павлов П.В., Демидов E.C., Карзанов B.B. // Высокочистые вещества. 1993. №3. с.31.

4. Ламперт М., Марк П. Инжекционные токи в твердых телах. М.: Мир. 1973. 416 с.

5. Павлов П.В., Семин Ю.А., Скупов В.Д., Тетельбаум Д.И. // ФТП. 1986. т.20. в.З. с.503.

6. Химия синтеза сжиганием. Под. ред. М.Коидзуми. Пер. с японск. М.: Мир. 1998. 247 с.

Перечень работ, опубликованных по теме диссертации

1 Марков К.А. Дальнодействующее влияние ионной имплантации на поведение примесей азота и кислорода, внедренных в кремний ионной имплантацией // Тезисы докладов конференции "ВНКСФ-3". Екатеринбург, 31 марта -5 апреля 1995 года, с.115.

2 Павлов П.В., Марков К.А., Карзанов В.В., Демидов Е.С. Дальнодействующее влияние бомбардировки ионами аргона на химическое состояние азота, имплантированного в пластины монокристаллического кремния. // Высокочистые вещества. 1995. №2. с.56.

3 Карзанов В.В., Марков К.А. Исследование дальнодействующего влияния ионной имплантации на поведение примесей азота и кислорода в кремнии. // Тезисы докладов конференции "Структура и свойства кристаллических и аморфных материалов". Нижний Новгород, 12 -14 марта 1996 года. с.73.

4 Марков К.А., Карзанов В.В. Изменение свойств слоев SÍ3N4 и S1O2 под влиянием эффекта дальнодействия при ионной имплантации. // Тезисы докладов второй нижегородской сессии молодых ученых, 21-25 апреля 1997 г., Нижний Новгород, с. 37.

5 Карзанов В.В. Марков К.А., Шестерикова С.С. Изменение сопротивления слоя SixNy, созданного ионной имплантацией, под дальнодействующим влиянием ионного облучения аргоном обратной стороны пластины. // Тезисы докладов конференции "XVI Научные чтения имени академика Н.В.Белова", 15-16 декабря 1997 г., Нижний Новгород, с.180.

6 Марков К.А., Карзанов В.В., Демидов Е.С., Курицын Д.И. Стимулирование реакции синтеза фазы SÍ3N4 в кремнии ионно-лучевой обработкой обратной стороны пластины. // Тезисы докладов IV Всероссийского семинара "Физические и физико-химические основы ионной имплантации", Нижний Новгород, 9-11 июня 1998 г., с.112.

7 Демидов Е.С., Карзанов В.В., Марков К.А., Курицын Д.И. Исследование методом ИК-спектроскопии дальнодействующего влияния ионной имплантации на синтез фазы SÍ3N4 в кремнии. // Труды международной конференции "Оптика полупроводников", Ульяновск, 1998, с.174.

8 Demidov E.S., Karsanov V.V., Markov К.А. The long-range effect influence of ion irradiation on dielectric layers in silicon, received by ion implantation/ Book of abstract of 11th International Conference on Ion Beam Modification of Materials (IBMM98), Amsterdam, 1998, August31-September 4, P13.11, p.100.

9 Карзанов В.В., Марков К.А., Мастеров Д.В. Исследование дальнодействующего влияния ионной бомбардировки на состояния атомов азота и кислорода в кремнии, введенных ионной имплантацией // Неорганические материалы. 1998. №9. т.34. c.t 138.

10 Демидов Е.С., Карзанов В.В., Марков К.А., Курицын Д.И. Изменение оптических и электрофизических свойств слоев Si:N под дальнодействующим влиянием ионной бомбардировки. // Вестник Нижегородского университета им.Н.И.Лобачевского. Серия Физика твердого тела. В.2. 1998. с.105.

11 Карзанов В.В., Марков К.А., Зубков С.Ю., Филатов Д.О., Максимов Г.А., Демидов Е.С. Морфология поверхности кремния, облученного сверхбольшими дозами ионов аргона // Материалы Всероссийского совещания "Зон-довая микроскопия - 99", Нижний Новгород, 10-13 марта 1999 г. с.185.

12 Марков К.А., Карзанов В.В. Холодный синтез диэлектрических слоев в кремнии, стимулированный дальнодействующей ионной обработкой. // Тезисы докладов Третьей Нижегородской сессии молодых ученых, 20-24 апреля 1998 г., Нижний Новгород, с.23.

13 Лобанов Д.А., Марков К.А. Дальнодействующее влияние ионной бомбардировки аргоном обратной стороны пластины кремния на изолирующие свойства слоев SixNy, синтезированных при помощи ионной имплантации. // Тезисы докладов научной студенческой конференции, 22 мая 1999 г., Нижний Новгород, с.24.

14 Марков К.А., Карзанов В.В., Демидов Е.С., Курицын Д.И., Лобанов Д А., Сдобняков В.В. Стимулирование реакции синтеза фазы SÍ3N4 в слоях Si:N дальнодействующей ионной обработкой. // Тезисы докладов конференции "Структура и свойства твердых тел", Нижний Новгород, 27-28 сентября 1999 г., с.148.

15 Демидов Е.С., Карзанов В .В., Лобанов Д.А., Марков К.А. Влияние ионной бомбардировки аргоном обратной стороны пластины кремния на свойства ионно-синтезированных слоев S13N4 // Материалы 14 Международной конференции "Взаимодействие ионов с поверхностью" ВИП-14, Звенигород, 30 августа-3 сентября 1999 г. т.2. с. 154.

16 Демидов Е.С., Карзанов В.В., Марков К.А. Изменение сопротивления слоя кремния, обогащенного азотом, при дальнодействующем влиянии ионной имплантации IIФТП. 2000. т.34. в.2. с.170.

17 Демидов Е.С., Карзанов В.В., Марков К.А. Дальнодействующее влияние ионной бомбардировки на синтез фазы слоев S13N4 в кремнии. // Важнейшие научные результаты Нижегородского университета им.Н.И.Лобачевского. Сборник кратких описаний. Нижний Новгород. 1999. с.200.

18 Демидов Е.С., Карзанов В.В., Лобанов Д.А., Марков К.А., Сдобняков В.В. Влияние дополнительной ионно-лучевой обработки на синтез фазы SijN4 в слоях кремния, обогащенных азотом. // Тезисы докладов Второй Российской конференции по материаловедению и физико-химическим основам технологий получения легированных кристаллов кремния ("Кремний-2000"), 9-11 февраля 2000 г., Москва, с.259.

19 Демидов Е.С., Карзанов В В., Марков К.А., Лобанов Д.А., Зубков С.Ю. Зависимость состояния поверхности кремния от дозы имплантации аргона средних энергий. // Материалы Всероссийского совещания "Зондовая микроскопия - 2000", Нижний Новгород, 28 февраля - 2 марта 2000 г. с. 166.

Введение.

Глава 1. Проблемы синтеза диэлектрических слоев и эффект дальнодействия при ионной имплантации (литературный обзор).

1.1. Введение.

1.2. Перспективы применения в микроэлектронике скрытых диэлектрических слоев. КНИ - структуры на основе нитрида кремния.

1.2.1. Способы получения скрытых слоев. Методы получения 81зК

1.2.2. Особенности ионно-лучевого синтеза слоев 8Ю2 и 8131\[

1.2.3. Некоторые разновидности ионного синтеза диэлектрических слоев с применением ионной имплантации.

1.2.4. ИК-спектроскопия нитрида кремния.

1.2.5. Электрофизические свойства КНИ-структур и слоев 81з1Ч4.

1.3. Эффект дальнодействия при ионной имплантации.

1.3.1. Закономерности проявления эффекта дальнодействия.

1.3.1.1. Основные экспериментальные данные по эффекту дальнодействия.

1.3.1.2. Влияние параметров имплантации на проявления эффекта дальнодействия.

1.3.2. Модели эффекта дальнодействия.

1.4. Постановка задачи.

Глава 2. Двойное ионное облучение кремния. Оптические, металлографические и электронно-микроскопические наблюдения ионно-синтезированных слоев 81зК4.

2.1. Введение.

2.2. Приготовление структур с диэлектрическими слоями нитрида кремния двойным последовательным ионным облучением.

2.3. Обеспечение необходимого температурного режима при ионной имплантации.

2.4. Исследование ИК-спектров синтезированных диэлектрических слоев и влияние на них облучения аргоном противоположной стороны пластины кремния.

2.5. Металлографическое и электронно-микроскопическое наблюдение синтезируемых слоев .ЧЬИ).

3.2. Вольтамперные характеристики структур БУ^у-Б! и влияние на них имплантации аргона в тыльную строну пластин.82

3.2.1. Режимы облучения и методика измерения вольтамперных характеристик слоев 813^.82

3.2.2. Результаты и обсуждение исследований вольтамперных характеристик структур БУЧу^.83

3.3. Влияние имплантации аргона в нерабочую сторону пластин на диэлектрическую проницаемость слоев нитрида кремния.89

3.3.1. Методика импульсных измерений диэлектрической проницаемости изолирующих слоев.89

3.3.2. Результаты импульсных измерений диэлектрической проницаемости структур 8УМу-81.91

3.4. Заключение.93

Глава 4. Процессы блистеринга при имплантации аргона в кремний.

Физическая модель дальнодействующего влияния ионного облучения аргоном на синтез нитрида кремния.94

4.1. Введение.94 4

4.2. Изменение топографии поверхности кремния при облучении ионами аргона с различными дозами.95

4.3. Спонтанно-акустическая модель дальнодействуюгцего стимулирования синтеза диэлектрических фаз в кремнии при имплантации аргона.115

4.4. Моделирование распространения волны давления по глубине кристалла.124

4.5. Заключение.132

Общее заключение и выводы.133

Литература.137

Приложение 1.151

Приложение 2.152 5

Введение

К приоритетным задачам современной микроэлектроники относятся исследования, связанные с повышением быстродействия и надежности приборов. В связи с этим уделяется большое внимание разработкам технологий "кремний на изоляторе" (КНИ). Это вызвано высокой радиационной стойкостью интегральных схем на КНИ-основе, повышением быстродействия за счет снижения паразитных емкостей, а также перспективой трехмерной интеграции [1]. Одним из способов создания современных КНИ-структур является метод ионного синтеза, при котором в кремниевую подложку имплантируются ионы азота или кислорода с энергией порядка 100-200 кэВ при повышенной температуре 400-600°С и

18 2 дозами -10 см" , после чего структуры отжигаются при температурах 1100-1200°С в течение нескольких часов. Основные усилия направлены на совершенствование качества синтезируемых скрытых диэлектрических слоев 81зМ4 или 810г, а также отсеченного приповерхностного слоя кремния. Для этого варьируются режимы имплантации, используется прерывистый цикл "имплантация-отжиг" [2], применяется совместная имплантация ионов азота и кислорода [3] и т.д. Например, в [4] проводилось дополнительное облучение структур КНИ на 81зМ4 ионами фтора, в результате чего авторы наблюдали увеличение напряжения пробоя и упорядочение профиля концентрации азота в нитридном слое. Изменения в синтезируемом слое могут происходить и при дополнительном облучении структур с обратной стороны. Так, в работе [5], было обнаружено, что после дополнительного облучения образцов с внедренным азотом ионами аргона с противоположной стороны, произошло перераспределение профиля концентрации азота. Авторы работы [6] обнаружили уменьшение плотности ловушек на границе 6 кремний-приповерхностный оксид кремния при облучении обратной стороны подложки аргоном. Данный эффект изменения свойств материалов при ионной бомбардировке на расстояниях, во много раз превышающих пробег ионов, получил название эффекта дальнодействия (ЭД) при ионной имплантации и изучается уже около 30 лет. К настоящему времени собрано большое количество экспериментальных данных по этому эффекту; проводятся теоретические моделирования. Но, несмотря на это, единой теории, которая согласовывалась бы со всеми экспериментальными данными, до сих пор пока не создано. Некоторые работы показывают, что ЭД может использоваться для модификации эксплуатационных свойств материалов, применяющихся сейчас в микроэлектронике. Кроме того, облучение ионами инертных газов может влиять и на состояние химически активных примесей. В работе [7] было обнаружено, что при облучении образцов кремния, выращенных по Чохральскому, ионами аргона с дозами, превышающими 1016

2 1 см" усиливается поглощение ИК-излучения в области около 1150 см" . Это означает, что увеличилось количество оптически активного кислорода, т.е. возросло количество связей 81-0. Таким образом, было показано, что ионное облучение может стимулировать процессы образования химических связей.

Целью данной работы является исследование дальнодействующего влияния ионно-лучевой обработки на синтез диэлектрических слоев нитрида кремния в предварительно обогащенных азотом также ионно-лучевым методом кристаллов кремния.

Выбор нитрида кремния в таких экспериментах с двойным облучением обусловлен его хорошими диэлектрическими свойствами, близостью к кремнию по термическому расширению и тем, что экспериментальное определение его свойств не вызывает больших сложностей. В литературе подробно описаны способы ионно-лучевого синтеза 813М4 и сформулированы трудности его получения - проблема кристаллизации при постимплантационном отжиге, образование пузырьков азота в слое, 7 проявление азотом донорных свойств. При успешном развитии исследований открывается перспектива практического использования результатов в технологии получения КНИ-структур. Исследования с применением оптической спектроскопии, электрофизических методов, сканирующей зондовой микроскопии были также направлены на дальнейшее прояснение природы ЭД и возможности его применения для управляемого влияния на твердотельные реакции взаимодействия азота с кремнием.

Актуальность работы.

Задача получения высококачественных приповерхностных или "захороненных" в кристалле полупроводника изолирующих диэлектрических слоев является одной из насущных в микроэлектронике. В частности, поиск новых способов формирования гетероструктур "кремний на изоляторе" (КНИ-структур), в том числе с применением ионной имплантации, активно ведется во всем мире. Вместе с тем, при ионном облучении возможны существенные изменения в дефектной системе кристалла далеко за зонной торможения имплантируемых ионов. Природа этого эффекта дальнодействия (ЭД) еще далеко не выяснена. Актуальность данной работы определяется тем, что в ней впервые демонстрируется возможность использования ЭД для улучшения диэлектрических характеристик встроенных в кристалл кремния слоев 81зК4, 8Ю2 без длительного высокотемпературного отжига и предлагается новая физическая модель ЭД.

В качестве используемых методов исследования получаемых структур в работе применялись ИК-спектроскопия, сканирующая зондовая микроскопия (атомно-силовая микроскопия), измерения шарового шлифа, измерения вольтамперных характеристик, емкостные измерения диэлектрической проницаемости.

В результате выполнения работы установлено, что дополнительное облучение тыльной стороны пластины кремния с внедренным ионной имплантацией азотом усиливает ИК-поглощение в области у=850-860 см"1, 8 т.е. в образцах растет количество стехиометрической аморфной фазы 813М4. Кроме того, показано, что улучшаются диэлектрические свойства синтезируемых слоев - растет удельное сопротивление, а диэлектрическая проницаемость приближается к значениям, характерным для стехиометрического нитрида кремния. Исследование морфологии поверхности кремния, облученной ионами Аг+, выявляет процессы блистерования. С процессами эволюции блистеров связывается возникновение в облучаемом кристалле упругой волны давления, способной стимулировать образование связей БьЫ и, как следствие, улучшать диэлектрические свойства слоев SiзN4 на расстояниях, значительно превосходящих область торможения ионов.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

1. Обнаружено дальнодействующее стимулирование ионным облучением реакции синтеза скрытых и приповерхностных слоев аморфной фазы нитрида кремния в кремнии.

2. Получены дозовые зависимости оптического поглощения в ИК-области и удельного сопротивления синтезируемых слоев, связанные с формированием фазы 81зМ4.

3. Исследована дозовая зависимость процессов зарождения, роста, коалесценции и микровзрывов блистеров аргона с образованием кратеров диаметром порядка 0,5 мкм.

4. Предложена оригинальная физическая модель спонтанного, или самосогласованного формирования гиперзвуковых акустических импульсов давления, вызывающих наблюдаемые изменения в синтезируемых изолирующих слоях на большом расстоянии от зоны торможения ионов аргона.

Практическая значимость работы. 1. Показана перспектива предлагаемого альтернативного метода получения и улучшения свойств ионно-синтезированных диэлектрических слоев 9

Si3N4 и Si02 в кремнии с применением дополнительного ионного облучения аргоном противоположной стороны пластины кремния. Появляется возможность избежать длительного высокотемпературного постимплантационного отжига, который приводит к крупнозернистой кристаллизации и растрескиванию диэлектрика и не всегда совместим с технологией микроэлектроники.

2. Метод с последовательной двойной имплантацией встречными пучками ионов может использоваться для создания актуальных для микроэлектроники КНИ-структур.

3. Имеются предпосылки для распространения метода двойной имплантации для стимулирования формирования других фаз в полупроводниковых кристаллах ионным облучением.

Степень участия автора в проведенных исследованиях.

Все основные результаты получены автором. ИК-измерения на спектрометре Bruker IFS113V выполнялись в сотрудничестве с аспирантом ИХВВ РАН Курицыным Д.И., исследования с помощью атомно-силовой микроскопии - при участии доцента кафедры ФПО ННГУ Филатова Д.О. и аспирантов физического факультета ННГУ Лобанова Д.А. и Круглова A.C., исследования с помощью электронной микроскопии - при участии аспиранта физического факультета ННГУ Сдобнякова В.В. Методика экспериментов и полученные результаты обсуждались с чл.-корр. РАН, директором ИХВВ Чурбановым М.Ф., проф. Тетельбаумом Д.И., проф. Титовым А.И. Физическая модель ЭД разработана совместно с проф. Демидовым Е.С. и доц. Карзановым В.В.

По материалам диссертации опубликовано в журналах РАН и научных сборниках 6 статей, в материалах конференций 19 работ.

10

Основные результаты апробировались на конференции "ВНКСФ-3" (Екатеринбург, 31 марта - 5 апреля 1995 г.), "Структура и свойства кристаллических и аморфных материалов" (Нижний Новгород, 12-14 марта 1996 г.), конференции E-MRS, 1996 Spring meeting, (Страсбург, 4-7 июня, 1996), конференции "XVI Научные чтения имени академика Н.В.Белова", (Нижний Новгород, 15-16 декабря 1997 г.), 2,3,4,5 Всероссийских семинарах "Физические и физико-химические основы ионной имплантации" (Нижний Новгород, сентябрь 1994 г., сентябрь 1996 г., июнь 1998 г., октябрь 2000 г.), VIII Межнациональном совещание "Радиационная физика твердого тела" (Украина, Севастополь, 29 июня - 4 июля 1998 г.), международной конференции "Оптика полупроводников" (Ульяновск, 1998г.), 11th International Conference on Ion Beam Modification of Materials (IBMM98), (Amsterdam, 1998, August31-September4), конференции "Структура и свойства твердых тел" (Нижний Новгород, 27-28 сентября 1999 г.), Международной конференции "Взаимодействие ионов с поверхностью" ВИП-14, (Звенигород, 30 августа-3 сентября 1999 г.), Всероссийских совещаниях "Зондовая микроскопия - 99" и "Зондовая микроскопия - 2000", (Нижний Новгород, 10-13 марта 1999 г., 28 февраля - 2 марта 2000 г.), Второй Российской конференции по материаловедению и физико-химическим основам технологий получения легированных кристаллов кремния ("Кремний-2000"), 7 Russian-Japanese International Symposium on Interaction of fast charged particles with solids (Нижний Новгород, 9-16 октября 2000 г.), а также на ежегодных сессиях молодых ученых (Нижний Новгород, 1996-1999 гг.).

Диссертационная работа выполнялась при поддержке следующих грантов и целевых программ:

Грант Минобразования РФ Конкурсного центра по фундаментальному естествознанию, тема НГ-109 по НИЧ ННГУ, 1995-1996 гг.;

11

Федеральная целевая программа "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 гг.", Учебно-научный центр "Физика и химия твердого тела" (проект № 0541), тема НИЧ ННГУ Н-231;

Грант Минобразования РФ Конкурсного центра по исследованиям в области ядерной физики и физики пучков ионизирующих излучений, тема НИЧ ННГУ НГ-172, 1998-2000 гг. (грант №97-12-9.2-4).

Программа Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы в области производственных технологий", раздел "Радиационные технологии создания и исследования объектов в машиностроении и приборостроении", тема НИЧ ННГУ Н-223, 2000 г. (проект №01.12.01.15).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Даль но действующее ионное облучение аргоном Аг+ с энергией Е=40 кэВ, дозой Ф>1017 см"2, температурой имплантации Т=500°С монокристаллов кремния, предварительно обогащенных азотом, стимулирует синтез диэлектрических фаз в кремнии. При этом улучшаются изолирующие свойства синтезируемых диэлектрических слоев.

2. Процесс синтеза диэлектрических слоев нелинейно зависит от дозы облучения аргоном. Заметные изменения оптических и электрических свойств синтезируемых слоев проявляются при дозах Фдг+ свыше 1016

2 "Ь 17 2 см" , а при Фдг ~Ю см" достигают максимума и выходят на насыщение.

3. Облучение аргоном поверхности кремния с различными дозами приводит к зарождению и росту блистеров, начиная с Фаг+~Ю16 см"2, их

13

В заключение данной работы можно сформулировать следующие выводы:

1. Впервые экспериментально установлена возможность стимулирования реакции ионного синтеза диэлектрических фаз в кремнии с помощью эффекта дальнодействия при ионной имплантации.

2. Определены условия, при которых происходит модификация имплантированного нитридного слоя в кремнии. Экспериментально установлены режимы облучения ионами Аг+ монокристаллов кремния, которые привели к изменениям структурных, электрических, оптических характеристик слоев 81<№>: Е=40 кэВ, Т=500°С, Ф >1017 см"2.

3. По данным ИК-спектроскопии и электрофизических измерений установлено, что ионно-лучевая обработка аргоном пластины кремния стимулирует синтез диэлектрической фазы 813^ в слое 8тК№> на другой стороне кристалла, при этом улучшаются изолирующие свойства диэлектрических слоев 81ХМУ - увеличивается удельное сопротивление, а диэлектрическая проницаемость приближается к приводимой в справочниках для стехиометрического 81зМф Возможно формирование азотированных диэлектрических слоев с параметрами, пригодными для практического применения в КНИ-структурах. Аналогичные данные ИК-спетроскопии получены при стимулировании эффектом дальнодействия образования фазы 8Юг в слоях кремния, обогащенных

136 кислородом.

4. Исследования изменений морфологии поверхности кремния, облучаемого аргоном, в зависимости от дозы облучения, выявили зарождение, рост блистеров, начиная с ФАг~1016 см 2, их последующую коалесценцию и микровзрывы с образованием кратеров диаметром около 0,5 мкм при Фаг~Ю17 см"2.

5. Наблюдаемые изменения в синтезируемых слоях связываются с зарождением, ростом и взрывом блистеров на облученной аргоном поверхности образцов. Предложена спонтанно-акустическая модель ЭД, согласно которой в результате скачкообразных самосогласованных эволюции и взрыва блистеров возникают гиперзвуковые акустические импульсы давления, стимулирующие формирование диэлектрической фазы 81зМ4 на большом удалении от зоны торможения ионов аргона.

Автор выражает благодарность своим научным руководителям, профессору Демидову Е.С. и доценту Карзанову В.В., за неоценимую помощь в организации и выполнении работы, чл.-корр.РАН Чурбанову М.Ф. и профессору Тетельбауму Д.И. за полезные обсуждения результатов, Васильеву В.К. и Шаргелю В.Л. за ионно-лучевую обработку, Курицыну Д.И. за помощь в ИК-измерениях, профессору Максимову Г.А. за предоставленную возможность проведения исследований с помощью сканирующей зондовой микроскопии, доценту Филатову Д.О. за помощь в этих измерениях, а также студентам физического факультета ННГУ, принимавших участие в экспериментах в ходе выполнения курсовых и дипломных работ.

137

1. Данилин А.Б. Реактивная ионная имплантация как метод создания структур кремний на изоляторе // Зарубежная электронная техника. 1986. № 4. с.62.

2. Вылеталина О.И., Данилин А.Б., Дракин К.А., Малинин A.A., Мордкович В.Н., Петров А.Ф. Ионный синтез скрытых слоев нитрида кремния с использованием прерывистого режима ионной имплантации // Письма в ЖТФ. 1990. т.16. в.22. с.32.

3. Борун А.Ф., Данилин А.Б., Иванов В.В., Мордкович В.Н., Темпер Э.М. Ионный синтез при одновременной имплантации азота и кислорода в кремний // Поверхность. Физика, Химия, Механика. 1988. № 5. с. 143.

4. Rauthan C.M.S., Virdi G.S., Pathak B.C. and Karthigeyan A. Improvement in buried silicon nitride silicon-on-insulator structures bu fluorine-ion implantation // J. Appl. Phys. 1998. v.83. №7. p.3668.

5. Мордкович В.H. Физические основы методов стимулированного управления свойствами ионно-легированных полупроводников // Электронная промышленность. 1991. №4. с. 13.

6. Dziesiaty J., Kirscht F.-G., Mai M., and Sprung K.-R. Influence of backside argon implantation on the Si-SiC^ interface // Phys. Stat. Sol. (a). 1983. v.76. p.kl05.

7. Павлов П.В., Демидов Е.С., Карзанов B.B. Дальнодействующее влияние ионной бомбардировки на систему дефектов в монокристаллическом кремнии // Высокочистые вещества. 1993. №3. с.31.

8. Данилин А.Б. Ионный синтез скрытых слоев в кремнии и его перспективы в современной микроэлектронике // Электронная промышленность. 1990. №4. с.55.

9. П.Романюк Б.Н., Попов В.Г., Прокофьев А.Ю. Процессы формирования скрытых диэлектрических слоев в Si при имплантации ионов N4" и 0+ // Украинский физический журнал. 1992. т.37. №3. с.321.

10. Качурин Г.А., Тысченко И.Е., Плотников А.Е., Попов В.П. Рост монокристаллического a-Si3N4 в захороненных слоях, полученных низкоинтенсивной имплантацией ионов N4" в нагретый Si // ФТП. 1992. т.26. №8. с. 1390.

11. Качурин Г.А , Тысченко И.Е., Попов В.П., Тийе С.А., Плотников А.Е. Имплантация азота в кремний при 700-1100°С // ФТП. 1989. т.23. №3. с.434.

12. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. //М.Металлургия, 1988. 574 с.

13. Margail J., Stoemenos J., Jaussaud С., Bruel M. Reduced defect density in silicon-on-insulator structures formed by oxygen implantation in twosteps //Appl. Phys. Lett. 1989. v.54. №6. p.526.

14. Вылеталина О.И., Данилин А.Б., Дракин К.А. и др. Особенности профилей концентрации атомов азота, имплантированного в кремний в условиях термоциклирования//Поверхность. Физика. Химия. Механика. 1991. №6. с.151.

15. Белановский А.С., Баранов Г. Д. Пленки нитрида кремния //Обзоры по электронной технике, инст. "Электроника". 1968. в.15. 125 с.

16. Kazuo О. Properties of thermally grown silicon nitride films // J. Phys. Sos. Japan. 1967. v.23. №3. p.655.

17. Климович A.B., Цырлин А.Д. Применение метода инфракрасной спектроскопии для оценки структуры и состава пленок окислов кремния, силикатных стекол, и нитрида кремния. // Обзоры по электронной технике. Сер.7. 1975. в.3(293) с.2.

18. Satoshi J. Deposition of silicon nitride films by the silane-hydrazine process. // J. Elecrochem. Soc. 1967. v.114. №9. p.962.

19. Прохоров Д. И., Сологуб В.А., Суходаев Б.А. Инфракрасные спектры пропускания и отражения пленок нитрида кремния, полученных в плазме ВЧ разряда. //Журнал прикладной спектроскопии. 1973. т.19. в.З. с.520.

20. Jukinori К. Some properties of silicon nitride films produced by radio frequency glow discharge reaction of silane and nitrogen/ // Japan. J. Appl. Phys. 1969. y.8. №7. p.876.

21. Taft E.A. Characterization of silicon nitride films // J. Electrochem. Sos.: Solid state science. 1971. v.118. №8. p.1341.

22. Gereth R. Properties of ammonia-free nitrogen-Si3N4 films, produced at low temperatures. //J. Electrochem. Sos. 1972. v.119. №9. p.1248.

23. Волгин Ю.Н., Уханов Ю.И. Колебательные спектры нитрида кремния // Оптика и спектроскопия. 1975. т. 38. в.4. с.727.

24. Кокорева И.В. Получение и применение пленок нитрида кремния в производстве полупроводниковых приборов // Обзоры по электронной технике инст. "Электроника". 1968. в.2. 52 с.

25. Грибковский В.В., ГрибковскийР.В., Комаров Ф.Ф., Литвинович Г.В., Новиков А.П. Получение скрытых слоев Si3N4 при высокоинтенсивной ионной имплантации и быстром термическом отжиге. // Журнал прикладной спектроскопии. 1990. №4. т.53. с.628.

26. Бачило И.А., Грибковский Р.В., Комаров Ф.Ф., Мироненко В.А., Новиков А.П. Формирование скрытого слоя (3- Si3N4 при высокоинтенсивном ионном облучении (ВИО) кремния. //ЖТФ. 1989. т.59. в.1. с.200.

27. Gregorkiewicz Т. and H.H.P.Th.Bekman Thermal donors and oxygen-related complexes // Materials Science and Engineering. 1989. B4. p.291.

28. Bourguet P, Dupart J.M., Le Tiran E. Study of buried silicon nitride layers synthesized by ion implantation // J. Appl. Phys. 1980. 51(12). p.6169.

29. Lucovsky G., Yang L., Chao S.S., Tyler J.E., and Czubatyi W. Nitrogen-bonding enviroments in glow-discharge-deposited a-Si:H films // Physical Review B. v.28. №6. p.3234.

30. Белич Т.В., Крузе Т.А., Питиримова Е.А., Тетельбаум Д.И. Влияние кристаллографической ориентации на морфологию и структурное совершенство слоев, сформированных имплантацией азота в кремний. // Высокочистые вещества. 1995. №4. с.99.

31. Белич Т.В., Питиримова Е.А., Тетельбаум Д.И. Ориентационные эффекты при формировании структур "кремний на изоляторе" ионной имплантацией азота. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1995. №12. с.38.

32. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. М.: "Высшая школа", 1985. 384 с.

33. Сканави Г.И. Физика диэлектриков. М.:Физматиздат, 1958. 907 с.

34. Ламперт М., Марк П. Инжекционные токи в твердых телах. М.: Мир, 1973. 416 с.

35. Успенская Г.И., Абрамова Н.Н., Тетельбаум Д.И., Зорин Е.И., Павлов П.В. Исследование структуры и электрических свойств глубоких слоев кремния после ионной бомбардировки. В сб "Физические основы ионно-лучевого легирования". ч.1., Горький, 1972. с.96.

36. Павлов П.В., Пашков В.И., Генкин В.М., Камаева Г.В., Никишин В.И., Огарков Ю.Н., Успенская Г.И. Изменение дислокационной структуры кремния при облучении ионами средних энергий // ФТТ. 1973. т. 15. №2. с.2857.

37. Демидов Е.С., Карзанов В.В., Павлов П.В. Влияние плотности ионного тока при имплантации на эффект дальнодействия в кристаллах кремния с примесью железа// ФТП. 1989. т.23. в.З. с.548.

38. Павлов П.В., Демидов Е.С., Карзанов В.В., Эффект дальнодействия в полуизолирующих полупроводниках GaAs и InP при облучении ионами аргона//ФТП. 1992. т.26. в.6. с. 1148.

39. Карзанов В.В. Влияние ионной бомбардировки на поведение примесей группы железа в кремнии, арсениде галлия и фосфиде галлия // Автореф. дисс. к.ф.-м.н. Горький, 1990, 22 с.

40. Владимиров В.Г., Гусев В.М., Цыпляков B.C. Влияние бомбардировки ионами Не+, Сг+ и Ni+ на микротвердость и коррозионное растрескивание нержавеющих сталей //Атомная энергия. 1979. т.47. в.1. с.50.

41. Владимиров В.Г., Гусева М.И., Иванов С.М. и др. Повышение циклической прочности металлов и сплавов методом ионной имплантации//Поверхность. Физика. Химия. Механика. 1982. №7. с. 139.

42. Курильчик Е.В. и др. Эволюция свойств поликристаллических металлов (на примере пленок Fe, Ni и пермаллоя) при ионной имплантации // Поверхность. Физика. Химия. Механика. 1992. №4. с. 102.

43. Pavlov P.V., Tetelbaum D.I., Scupov V.D., Semin Yu.A., Zorina G.V. Abnormally deep structural changes in ion-implanted silicon // Phys. stat. solid (a). 1986. v.94. p.395.

44. Романов И.Г. и др. Особенности поведения структурных, механических и фрикционных свойств инструментальных сталей, подвергнутых воздействию мощных ионных пучков // Трение и износ. 1992. т. 13. №5.с.865.143

45. Романов И.Г. и др. Влияние структурно-фазовых превращений при воздействии мощных ионных пучков на механические и трибологические свойства инструментальных сталей // Известия РАН, сер. Физическая. 1992. Т.56. №7. с.2.

46. Павлов П.В. Физические проблемы ионной имплантации твердых тел // Вопросы атомной науки и техники, сер. Физика радиац. поврежд. и радиац. матер. 1984. в.3(31). с.95.

47. Морозов Н.П., Скупов В.Д., Тетельбаум Д.И. Дефектообразование в кремнии при ионной бомбардировке за пределами области пробега ионов //ФТП. 1985. Т.19. в.З. с.464.

48. Павлов П.В., Коган В.М., Курицына А.К. Изменение дефектного состояния в объеме арсенида галлия при ионной имплантации // ФХОМ. 1989. №2. с.140.

49. Павлов П.В., Семин Ю.А., Скупов В.Д., Тетельбаум Д.И. Ударно-акустические эффекты в кристаллах при ионном облучении // ФХОМ. 1991. №6. с.53.

50. Куземченко Т.А. Эффекты дальнодействия при ионной имплантации и импульсном лазерном отжиге германия и кремния // Автореферат диссертации кандидата физико-математических наук. М: ИОФАН СССР, 1989. 85 с.

51. Kuzemchenko T.A., Manenkov A.A., Mikhailova G.N. and Sokolov S.Yu. Anomalous defect drift induced in semiconductor crystals at ion implantation and pulsed laser annealing // Physics Letters A. 1988. v.129. №3. p.180.

52. Куземченко Т.А., Соколов С.Ю., Тиходеев С.Г. Исследование дефектообразования в кристаллах германия после ионной имплантации и импульсного лазерного отжига по данным импульсной СВЧ-фотопроводимости // М: Препринт ИОФАН СССР. 1988. №69.18с.144

53. Павлов П.В., Тетельбаум Д.И., Курильчик Е.В. и др. Дальнодействие в металлах и полупроводниках при ионном облучении // Высокочистые вещества. 1993. №4. с.26.

54. Tetelbaum D.I., Kurilchik E.V., Latisheva N.D. Long-range effect at low-dose ion and electron irradiation of metals // Nuclear Inst, and Meth. in Phys. Research. В 127/128. 1997. p.153.

55. Семин Ю.А., Скупов В.Д., Тетельбаум Д.И. Усиление генерируемых ионной бомбардировкой упругих волн при распространении в кристалле с кластерами дефектов//Письма в ЖТФ. 1988. т.14. в.3. с.273.

56. Павлов П.В., Семин Ю.А., Скупов В.Д., Тетельбаум Д.И. Влияние упругих волн, возникающих при ионной бомбардировке, на структурное совершенство полупроводниковых кристаллов // ФТП. 1986. т.20. в.З.с.503.

57. Инденбом B.JI. Новая гипотеза о механизме радиационно-стимулированных процессов // Письма в ЖТФ. 1979. т.5. в.8. с.489.

58. Квасов Н.Т., Климович Б.Ф., Родионов Ю.А. Термоупругие эффекты в полупроводниках при ионно-лучевом травлении и проблема дальнодействия // ФХОМ. 1991. №4. с.35.

59. Мартыненко Ю.В., Москвин П.Г. Ускорение диффузии ионно-имплантированной примеси при больших дозах // Поверхность. Физика. Химия. Механика. 1991. №4. с.44.

60. Риссел X., Руге И. Ионная имплантация. М.: Наука, 1983. 360 с.

61. Зорин Е.И., Павлов П.В., Тетельбаум Д.И. Ионное легированиеполупроводников. 1975. М.: Энергия.145

62. Карзанов В.В., Павлов П.В., Демидов Е.С. Влияние ионной бомбардировки на кинетику распада твердого раствора хрома в кремнии // ФТП.1989. т.23. в.11. с.2064.

63. Hasegawa S. and Zalm P.C. Formation and bonding structure of silicon nitride by 20-keV N+ ion implantation // J. Appl. Phys. 1985. v.58. №7. p. 2539.

64. Таблицы параметров пространственного распределения ионно-имплантированных примесей / Под. ред. Буренкова А.Ф. Минск: Изд-во БГУ. 1980. 352 с.

65. Марков К.А. Дальнодействующее влияние ионной имплантации на поведение примесей азота и кислорода, внедренных в кремний ионной имплантацией // Тезисы докладов конференции "ВНКСФ-3". Екатеринбург, 31 марта 5 апреля 1995 года. с. 115.

66. Павлов П.В., Марков К.А., Карзанов В.В., Демидов Е.С. Дальнодействующее влияние бомбардировки ионами аргона на химическое состояние азота, имплантированного в пластины монокристаллического кремния // Высокочистые вещества. 1995. №2. с.56.

67. Марков К.A., Карзанов В.В., Демидов Е.С., Курицын Д.И. Стимулирование реакции синтеза фазы SisN4 в кремнии ионно-лучевой обработкой обратной стороны пластины //Тезисы докладов IV146

68. Всероссийского семинара "Физические и физико-химические основы ионной имплантации", Нижний Новгород, 9-11 июня 1998 г., с.112.

69. Карзанов В.В., Марков К.А., Мастеров Д.В. Исследование дальнодействующего влияния ионной бомбардировки на состояния атомов азота и кислорода в кремнии, введенных ионной имплантацией // Неорганические материалы. 1998. №9. т.34. с.1138.

70. Демидов Е.С., Карзанов В.В., Лобанов Д.А., Марков К.А. Влияние ионной бомбардировки аргоном обратной стороны пластины кремния на свойства ионно-синтезированных слоев SÍ3N4// Материалы 14147

71. Международной конференции "Взаимодействие ионов с поверхностью" ВИП-14, Звенигород, 30 августа-3 сентября 1999 г. т.2. с. 154.

72. Демидов Е.С., Карзанов В.В., Лобанов Д.А., Марков К.А., Сдобняков В.В. Дальнодействующее влияние облучения ионами аргона на синтез стехиометрической фазы нитрида кремния в слоях SixNy, сформированных ионной имплантацией // ФТП. 2001. т.35. в.1. с.21.

73. Демидов Е.С., Карзанов В.В., Марков К.А. Изменение сопротивления слоя кремния, обогащенного азотом, при дальнодействующем влиянии ионной имплантации // ФТП. 2000. т.34. в.2. с. 170.

74. Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И. Физические основы электронной и ионной технологии // М.Высшая школа. 1984. с.320.

75. Guseva M.I., Martynenko Yu.V. Blistering // Elsevier Science Publishers B. 11. p.621.

76. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой / Под ред. Р.Бериша. // М.:Мир. 1984. т.2. 336 с.

77. Физические величины, справочник под ред. И.С.Григорьева, Е.З.Михайлова. //М.: Энергоатомиздат, 1991. с.1232.

78. Хохлов А.Ф., Машин А.И., Хохлов Д.А. Новая аллотропная форма кремния. // Письма в ЖЭТФ. 1998. т.67. в.9. с.646.

79. Машин А.И., Хохлов А.Ф. Мультисвязи в безводородном аморфном кремнии. // ФТП. 1999. т.ЗЗ. в.8. с.1001.

80. Хохлов А.Ф. Ежевский A.A., Машин А.И., Хохлов Д.А. Новое клатратное соединение SixNey// ДАН. 1994. т.339. №3. с.370.

81. Хохлов А.Ф., Ежевский A.A., Машин А.И., Хохлов Д.А. О роли неона в образовании магнитно-упорядоченных слоев в кремнии при сверхбольших дозах облучения // ФТП. 1995. т.29. в.12. с.2113.

82. Физический энциклопедический словарь, под. ред. А. М. Прохорова// М.: Советская энциклопедия, 1984, с.944.

83. G. В. Whitham, Linear and nonlinear waves, Wiley Int. Publ., N.Y.-Sydn.-Tor. 1974, (пер. с англ.: Уизем Дж., Линейные и нелинейные волны, М.: Мир. 1977, с.568).

84. Блистанов A.A. и др. Акустические кристаллы. Справочник. М.: Наука. 1982.

85. J. W. Tucker, V. W. Rampton, Microwave ultrasonics in solid state, Novth-Holl. Publ. Comp. Amsterdam, 1972 (пер. с англ.: Дж.Такер, В. Рэмптон, Гиперзвук в физике твердого тела, М.:Мир, 1975) с.443).

86. Химия синтеза сжиганием. Под. ред. М.Коидзуми. Пер. с японск. М.: Мир. 1998. 247 с.

87. Лежейко Л.В., Любопытова Е.В., Смирнов Л.С. Кинетика накопления нитрида кремния при бомбардировке кремния ионами азота // ЖТФ. 1981. т.51. в.4. с.818.

88. Демидов Е.С., Карзанов В.В., Марков К.А., Питиримова Е.А., Сдобняков В.В. Влияние процессов образования и взрыва блистеров на поверхности кремния при облучении ионами аргона на свойства ионно-синтезированного слоя SixNy. // Тезисы докладов V

89. Всероссийского семинара "Физические и физико-химические основы ионной имплантации", Нижний Новгород, 11-13 октября 2000 г. с.29.

90. Демидов Е.С., Карзанов В.В., Лобанов Д.А., Марков К.А., Сдобняков В.В. Дальнодействующее влияние облучения ионами аргона на синтез стехиометрической фазы нитрида кремния в слоях SixNy, сформированных ионной имплантацией// ФТП. 2001. т.35. в.1. с.21.

91. Демидов Е.С., Карзанов В.В., Марков К.А., Сдобняков В.В. Спонтанно-акустическое гиперзвуковое дальнодействующее стимулирование синтеза нитрида кремния в кремнии при ионном облучении аргоном. //ЖЭТФ. 2001. т. 120. в.3(9). с.1.152