Структурные преобразования и токовые флуктуации в кремнии с различными видами дефектов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

ЗАПОРОЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Р Г Б О Д на Правах рукописи

СТРОИТЕЛЕВА НИНА ИВАНОВНА

СТРУКТУРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ТОКОВЫЕ ФЛУКТУАЦИИ В КРЕМНИИ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ДЕФЕКТОВ

01.04.10. - физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Запорожье - 1994

Работа выполнена в Запорожском индустриальном институте

Научные руководители: доктор технических наук, профессор ■ Д.И.Левинзон кандидат физико-математических наук, доцент Н.Н.Ткаченко Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор А.Ю.Кудзин кандидат физико-математических наук, доцент' В.Е.Бахрушин

Ведущая организация - Херсонский индустриальный институт. '

Защита состоится " 17" ишя 1994г. в 15 часов на заседании Специализированного совета К 068.52.02 при Запорожском государственном университете по адресу: 330055, г.Зпорожье, ул.Жуковского, 66.

С диссертацией можно.ознакомиться в библиотеке Запорожского государственного университета.

Автореферат разослан " 1994г.

Ученый секретарь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная твердотельная электроника использует широкий спектр кристаллов кремния и пленочных композиций на его основе с большим диапазоном содержащихся в них структурных несовершенств - от точечных дефектов и их ассоциаций до межзерен-ных границ. Исследование характера и механизмов их трансформации в условиях неизбежных высокотемпературных обработок и оценка их электрической активности в функциональных областях приборных структур представляет традиционно актуальную и весьма важную научную и практическую проблему полупроводникового материаловедения. Освоение в промышленном масштабе технологии получения бездислокационного кремния не освобождает от необходимости глубокого изучения проблем, связанных с присутствием в этих монокристаллах термодинамически обусловленных микродефектов.' Поэтому одним из наиболее важных направлений физических исследований является изучение природы их образования и эволюции и, как следствие этого, их влияния на электрофизические свойства полупроводникового кремния и приборов на его основе.

Присутствие дефектов приводит к появлению энергетических уровней в запрещенной зоне, определяющих проводимость кристаллов, а также характер рассеяния носителей заряда, рекомбинационные процессы и особенности избыточного токового шума. Одним из наиболее чувствительных и информативных методов исследования электрической активности дефектов в полупроводниках является метод токовых флуктуации. Наибольший интерес представляет изучение избыточного низкочастотного токового шума типа 1/£, практически всегда сопровождающего протекание тока в полупроводниковых структурах. Исследование особенностей электрического шума в кристаллах кремния, содержащих различные типы струкгрурных несовершенств как микро-, так и макроразмеров (от микродефектов до границ зерен), представляет собой самостоятельную научную проблему, т.к. до сих пор нет единого представления о связи механизма генерации шума с процессами, происходящими в кристалле с дефектами.

Выбор в качестве одного из важнейших объектов исследования бездислокационного монокристаллического кремния с микродефектами представляется обоснованным, т.к. до настоящего времени отсутствует единая теория образования микродефектов различного типа, и

для ее построения необходимо детальное изучение процессов роста трансформации микродефектов в результате различных технологичес ких операций. Оценка электрической активности микродефектов може быть проведена на основе уже известных представлений о шумовы процессах на границах зерен в кремнии, представляющих собой плос кие дефекты структуры со всеми особенностями проявления электри ческой активности как у микродефектов. Поэтому в качестве второг объекта исследований выбраны бикристаллы кремния с границами зе рен различного типа.

Целью работы является исследование структурных преобразований и низкочастотного токового шума в кремнии, содержащем различ ные виды дефектов.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следую щие задачи:

1.Проанализировать и уточнить теоретические механизмы образована микродефектов и модели токовых флуктуации типа l/í.

2.Разработать комплексную методику электронномикроскопических ис следований образцов с микродефектами.

3.Разработать методику и техническое обеспечение шумовых измерений.

4.Исследовать трансформацию микродефектов в бездислокационно! кремнии в процессе отжига, эпитаксиального наращивания и ионно] имплантации.

5.Исследовать особенности низкочастотного шума в образцах кремни) с различными дефектами.

Научная новизна работы

1.Установлено, что процесс трансформации микродефектов в бездислокационном кремнии в процессе высокотемпературных обработо1 идет по схеме : 0- микродефекты В- микродефекты А- микродефекты -» дислокации, причем О-микродефекты могут представляв собой малые дислокационные петли с векторами Бюргере; Б=1/2[100] и Б=1/2|1101.

2.Впервые с использованием модифицированных шумовых методик исследована природа и уровни токовых флуктуаций в кремнии с широким спектром дефектов структуры - от микродефектов до естественных и искусственных границ зерен.

3.Впервые на основании детальных исследований установлены новые аспекты природы токовых флуктуации в кремнии с дефектами (изменение наклона шум-вольтовой характеристики активной границы зерна , связанное с флуктуациями концентрации ловушек и ширины области пространственного заряда; повышенная шумовая активность искусственных границ зерен , обусловленная дополнительным рассеянием на специфических для них дефектах структуры; связь уровня шума в нейтральных границах зерен с пострекомбинационной релаксацией кристаллической решетки кристалла вблизи границы зерна), что позволило существенно дополнить современные представления о теоретических моделях токовых флуктуации.

Практическая ценность работы

1.Предложены критерии отбора исходного кремния для технологического процесса получения высокоомных структур методом обращенной эпитаксии. .

2.Показано, что на современном уровне технологий производства наиболее массовых полупроводниковых приборов и микросхем избыточный шум монокристаллического кремния с микродефектами несущественно влияет на их показатели качества и технологичности.

3.Смоделированные температурные зависимости шума на границе зерна для моделей флуктуации подвижности или концентрации могут быть использованы для анализа температурной стабильности параметров кремния с различными видами границ зерен.

Достоверность полученных результатов подтверждается соблюдением необходимых требований по метрологическому обеспечению эксперимента и математической обработки результатов исследований, согласованностью между разработанными модельными представлениями и полученными экспериментальными результатами, включая данные других авторов, соответствием предложений и выводов нормам практического материаловедения и приборостроения.

На защиту выносятся: 1.Обоснование схемы трансформации микродефектов в бездислокационном кремнии в процессе высокотемпературных обработок: микродефекты -» В- микродефекты ->. А- микродефекты -> дислокации. 2.Модель возникновения избыточного 1/£-шума в монокристаллическом

кремнии с различными типами микродефектов.

3.Результаты исследований избыточного шума в активных границах зерен, выращенных методом Чохральского, и утверждение о том, что его природа связана с флуктуациями как заселенности локализованных на границе электронных состояний, так и ширины области пространственного заряда вследствие пространственных флуктуации высоты потенциального барьера на границе зерна.

4.Модель механизма влияния обратно смещенной части области пространственного заряда на заселенность ловушек на активной границе зерна.

5.Результаты исследованиий избыточного шума в специальных искусственных границах зерен, полученных методом диффузионного сращивания, и утверждение о том, что причиной его являются флуктуации подвижности носителей заряда вследствие их рассеяния на дефектах разупорядочения кристаллической решетки в области электрически нейтральной границы.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на областной научной конференции "Компоненты и материалы электронной техники" (Запорожье, 1990), на 3 Всесоюзной конференции "Физика и технология тонких полупроводниковых пленок" (Ивано-Франковск, 1990), на Всесоюзной конференции по электронным материалам (Новосибирск, 1992), на 1 Украинской конференции молодых ученых и специалистов (Ужгород, 1992), на 4 Международной конференции "Физика и технология тонких полупроводниковых пленок" (Ивано- Франковск, 1993), на научно-техническом семинаре "Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах" (Москва, 1993), на научном семинаре кафедры физической электроники ХИИ (Херсон, 1994), на научном семинаре кафедры твердотельной электроники и микроэлектроники ЗГУ (Запорожье, 1994), на заседании Запорожского регионального научного семинара по физике, материаловедению и техническому применению полупроводников -периодически, на заседании и научных семинарах кафедры компонентов и материала электронной техники ЗИИ -периодически.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа изложена на 175 стр., включая 41 рисунок, 3 таблицы и список литературы из 154 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и научная новизна работы, сформулированы цель и задачи исследований, определена практическая ценность результатов работы, изложены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу современного состояния проблемы образования и трансформации микродефектов в бездислокационном кремнии. Рассмотрены основные представления об А-, В-, С- и Э- микродефектах, приведены данные электронномикроскопических исследований природы этих типов микродефектов и влияния термообработки и примесей на их образование. Все литературные данные касаются монокристаллов кремния диаметром 28мм, выращенных методом бестигельной зонной плавки (БЗП). Рассмотрена проблема исследования электрической активности микродефектов и их влияния на электрофизические параметры полупроводниковых приборов и ИМС. Обсуждаются сведения по изучению электрической активности других видов структурных нарушений в кремнии, таких как дислокации и границы зерен (ГЗ), с помощью метода токовых шумов. Анализ имеющихся научных результатов позволил выявить нерешенные проблемы, которые имеются в данной области исследований, и сформулировать цель и задачи, которые необходимо решить для выполнения поставленной цели.

Во второй главе проанализированы различные теоретические модели образования и роста микродефектов. В основе каждой модели лежат различные представления о типе доминирующих точечных дефектов (вакансий и межузельных атомов кремния) и природе их возникновения, базирующиеся на разных экспериментальных данных. Наиболее полной теоретической моделью образования микродефектов на сегодняшний день является модель Воронкова, в основу которой положен принцип рекомбинационно-диффузионного отбора, согласно которому тип доминирующих точечных дефектов в кремнии не является фиксированным и зависит от отношения скорости роста кристалла к осевому температурному градиенту. Подчеркивается, что механизм Воронкова не является окончательно законченной теоретической моделью, плохо согласуется с некоторыми известными экспериментальными данными и требует дальнейшего детального изучения.

Подробно рассмотрены известные модели 1/£-шума в кремнии с

ГЗ, в которых основным источником флуктуаций считают либо флукту ации концентрации локализованных на ГЗ электронных состояний, ли бо флуктуации подвижности носителей заряда при их рассеянии в об ластях пространственнго заряда на границах. Были рассмотрен только те модели, которые могут быть применены для анализа флук туационных явлений в монокристаллическом кремнии, содержащем мик родефекты.

На основании рассмотренных гипотез проведено моделирование токовых флуктуаций, возникающих в монокристаллическом кремнии, содержащем разные типы микродефектов при их различной пространст венной ориентации. Рассмотрены два случая протекания электрического тока через модельный кристалл: параллельно и перпендикулярн плоскости залегания микродефектов (111). Результаты компьютерног расчета демонстрируют корреляцию между геометрическими размерами микродефектов и уровнем генерируемого ими избыточного шума. При протекании тока параллельно плоскости (111) основной вклад в шум модельного кристалла кремния вносит процесс захвата носителей за ряда на микродефектах - плоских скоплениях межузельных атомов кремния и кислорода - по механизму Мак-Уортера. В случае протека ния тока перпендикулярно плоскости (111) предполагается, что про хождение носителей заряда через плоскость микродефекта аналогичн преодолению ими потенциального барьера, существующего в области дефекта. Область микродефекта рассматривается как область границы, разделяющей два зерна в бикристалле, и может быть своеобраз ним источником центров захвата носителей заряда, изменяющим и концентрацию, подвижность носителей заряда и, следовательно, вно сящим свой вклад в низкочастотный шум модельного кристалла.

Проведено компьютерное моделирование температурных зависимостей токового шума на ГЗ для модели флуктуации подвижности для модели флуктуации'концентрации. Обнаружены характерные осо бенности температурного поведения шума в этих моделях: падени уровня токового шума с ростом температуры в любом частотном ин тервале в модели флуктуации подвижности; наличие максимума в тем пературной зависимости токового шума в модели флуктуации концен трации. Установленные зависимости были использованы в дальнейше для анализа температурной стабильности параметров различных видо ГЗ.

Третья глава содержит описание методик структурных и шумовых исследований. Приведено описание металлографических исследований, различных методик анализа электрониомикроскопических изображений (ЭМИ), применение которых позволило идентифицировать микродефекты. Исследования проводились на электронном микроскопе ^М-7А и ПРЭМ-200. Приготовление образцов кремниевых структур для электрониомикроскопических исследований осуществлялось методом химико-динамической полировки на установке, оригинальная конструкция которой позволяет готовить объекты с большой площадью поверхности, прозрачной для електронного излучения. Режимы травления были подобраны экспериментально в процессе проведения исследований.

Приведено описание измерительной установки и методики измерения шумовых характеристик (последовательная аналоговая фильтрация). Исследование 1/£-шума осуществлялось путем анализа величины спектральной плотности мощности флуктуаций напряжения Б , приложенного к образцу. Обоснована необходимость четырехзондовой конфигурации образцов для исключения контактного шума и приведена методика измерения шума для таких образцов. Описаны технологические процессы изготовления опытных образцов и омических контактов к ним.

В работе исследовались:

а)кремниевые однослойные обращенные эпитаксиальные структуры

КООЭС 28 (КООЭС);

б) монокристаллы кремния, выращенные методом БЗП со соростями 2;3;6 и 8 мм/мин СБ1<В>, N -8-1012см"3);

а

в) мнокристаллы кремния, выращенные методом Чохральского и прошедшие ионную имплантацию мышьяком (<Аэ>, Нй=102Осм"3);

г) ГЗ различного типа, выращенные методом Чохральского (Б1 <В>, Ыа=5-1014см_3);

д)- специальные искусственные ГЗ, полученные методом диффузионного сращивания <В>, Иа=2,5-1016см"3).

В четвертой главе приведены результаты электрониомикроскопических исследований эволюции микродефектов в бездислокационных монокристаллах кремния. Изучены дефекты структуры в серийных КООЭС. Применение КООЭС для создания современных полупроводниковых приборов предъявляет высокие требования к качеству этих структур, в частности, к рабочему слою. Структурное совершенство

рабочего слоя в значительной степени зависит от структуры самой кремниевой подложки, а также от условий формирования эпитаксиаль-ных слоев, их морфологии и структурных свойств. В работе установлено, что для изготовления КООЭС в.промышленных условиях используются кремниевые подложки, изготовленные из бездислокационного кремния, имеющего различные скорости выращивания, контроль условий выращивания материала подложки перед процессом эпитаксиально-го наращивания на производстве не проводится. Это приводит к тому, что в процессе производства КООЭС не учитывается важная особенность исходных подложек, а именно, различие их структурных свойств.

Исследовано влияние трансформации структурных дефектов в исходных кремниевых бездислокационных подложках в процессе эпитак-сиального наращивания. В качестве материала подложки для наращивания были отобраны монокристаллы кремния, зыращенные методом БЗП при различных скоростях роста и содержащие различные типы микродефектов. Установлено, что термообработка юнокристаллических подложек кремния, проводимая в процессе эш.таксиального наращига-ния при производстве КООЭС, является Основной причиной ухудшения структурных параметров рабочего слоя обращенной структуры. Эго связано с тем, что в. процессе воздействия высоких температур в монокристаллах кремния происходит изменение объемного распределения микродефектов, их рост и преобразование одного типа микродефектов в другие по схеме Б- микродефекты -> В- микродефокты А-микродефекты -> дислокации. Основным источником структурных дефектов в готовых КООЭС являются А-микродефекты, представляющие собой дислокационные петли межузельного типа л генерирующле линии дислокаций в процессе высокотемпературной эбработки. Для улучшения структурных параметров рабочего слоя КСОЭС рекомендовано в качестве материала подложки использовать моюкристаллы кремния диаметром 28мм, выращенные при повышенных скоростях (Ур!:6мм/мин).

Приведены результаты изучения эволюции микродефектов в имплантированном мышьяком кремнии после отжига при 650°С и 850°С, подтверждающие предположение о непрерывной трансформации микродефектов в процессе различных высокотемпературных обработок. В отожженных образцах наблюдался рост и изменение объемного распределения микродефектов на фоне распада пересыщенного твердого раствора кремний- мышьяк.

Для подтверждения предположения о последовательной трансформации микродефектов в процессе воздействия высоких температур по схеме 0 -» В -> А проведен сравнительный анализ черно-белого контраста ЭМИ В- и 0- микродефектов. Показано, что .0- микродефекты могут быть источниками зарождения В-микродефектов и представлять собой малые дислокационные петли с векторами Бюргерса Б=1/2[100] и Б=1/2[110].

На основании полученных экспериментальных результатов предложена версия механизма образования, роста и трансформации различных типов микродефектов, согласующаяся с основными положениями модели Воронкова. Предложенная модель учитывает факт одновременного сосуществования в кристалле при повышенных скоростях выращи-. " вания микродефектов вакансионного и межузельного типов и невозможность их рекомбинации из-за наличия энтропийного барьера при температуре плавления кремния и заключается в следующем. Распад пересыщенного, раствора собственных точечных дефектов в кремнии вблизи температуры плавления протекает одновременно по двум механизмам: вакансионному и межузельному. В первом случае следует ожидать образования,как чисто вакансионных скоплений,так и совместных вакансионно- примесных агрегатов, которые могут быть образованы примесью кислорода. Снижение концентрации вакансий в процессе охлаждения приводит к тому, что примесный раствор становится пересыщенным. В этом случае осаждение примеси ведет к смене типа деформации с вакансионного на межузельный.

Во втором случае термодинамически более выгодным является образование скоплений собственных межузельных атомов, в котором могут участвовать и межузельные атомы примесей (например, угеро-да). Рост межузельных скоплений вызывает сильное уменьшение концентрации межузельных атомов кремния, и могут возникнуть условия для преципитации примеси. Растущие преципитаты эмиттируют атомы кремния в раствор собственных межузельных атомов. При этом возможно зарождение двух типов микродефектов, т.е. межузельных скоплений (стоков для межузельных атомов кремния) и примесных преципитатов (источников этих же атомов). Оба механизма в конечном итоге приводят к образованию малых межузельных скоплений - Э-микродефектов- в плоскости (100], которые в свою очередь генерируют избыточные межузельные атомы кремния. Поглощение этих атомов

•

способствует образованию дислокационных петель в плоскостях

(ill). Таким образом, D-микродефекты, а следовательно и В-микродефекты, могут существовать в двух видах - плоских скоплений точечных дефектов в плоскостях (100} и малых дислокационных петель в плоскостях (111). Дальнейший рост плоских скоплений в плоскостях (100} приводит к генерации дислокационных петель в плоскостях [110} за счет действия механизма призматического выдавливания. В конечном итоге образуются А-микродефекты, представляющие собой дислокационные петли с вектором Бюргерса Ь=1/2[110} и залегающие в плоскостях {111} и (110).

Пятая глава посвящена экспериментальной проверке теоретических моделей l/f-шума, рассмотренных во второй главе, на различных образцах дефектного кремния. Проведена экспериментальная проверка результатов моделирования избыточного токового шума в образцах монокристаллов кремния, содержащих различные типы микродефектов дри пропускании тока параллельно•и перпендикулярно плоскости залегания микродефектов. Установлено, что ориентация микродефектов A-типа в объеме монокристалла кремния оказывает влияние на величину шума, возникающего в образце, однако, разница в уровнях экспериментально наблюдаемых шумов при различных направлениях протекания тока незначительна. Наблюдаемый на практике шум монокристалла кремния, содержащего А- микродефекты, оказывается на 2 порядка меньше расчетной величины шума, соответствующей механизму модуляции тока через кристалл из-за захвата носителей на ловушки А-микродефекта (модифицированная в этой работе модель Мак-Уортера) и значительно превышает все остальные смоделированные виды шума. Сделан вывод о том, что смоделированный вклад шума на диэлектрических включениях в общий шум образца с А-микродефектами является преувеличенным, что связано, по-видимому, с отличием параметров ловушек, существующих на диэлектрических областях А-микродефектов, от параметров уровней захвата носителей на границе кремний- оксид в модели Мак-Уортера. Установлено, что в образцах с D-микродефектами не наблюдается существенного отличия в уровне шума при различных направлениях протекания тока. Сделан вывод о слабой, по сравнению с А-микродефектами, ориентационной зависимости шума D-микродефектов в монокристалле кремния. Сравнение экспериментальных и смоделированных спектров шума D- микродефектов показало, что смоделированный шум по механизму Мак-Уортера является доминирующим в общем шуме кристалла, в отличие от других

предполагавшихся механизмов шума, в которых микродефект рассматривался в качестве границы в бикристалле.

Исследована электрическая и шумовая активность ГЗ различного типа, выращенных методом Чохральского. Изучение электрофизических характеристик ГЗ, выращенных методом Чохральского, позволило разделить исследуемые границы на активные и пассивные. По данным термоактивационной зависимости сопротивления определена высота потенциального барьера на активной ГЗ. В активных границах обнаружен избыточный шум, спектры которого в некоторых участках обладали признаками l/f-шума, а также демонстрировали особенности ге-нерационно- рекомбинационного шума. Установлено также, что шум нейтральных ГЗ был избыточным и превышал шум нейтрального материала, рассчитанный по модели Хоухе. Сравнение экспериментальных шумовых спектров активных ГЗ с рассчитанными по известным теоретическим моделям показало, что отдельные участки спектров соответствовали модели флуктуации концентрации. В активных ГЗ, выращенных методом Чохральского, обнаружен избыточный шум, в котором проявляется суперпозиция шумовых процессов, характеризующихся различными временами релаксации. Различие значений времен релаксации, связанных даже с одним энергетическим уровнем рассеивающих центров, может быть удовлетворительно объяснено на основе явления пространственных флуктуаций высоты потенциального барьера на ГЗ, и, следовательно, ширины области пространственного заряда (ОПЗ) на границе. Впервые проведенное температурное исследование такого вида шума позволило определить его характеристики.

Обнаружен факт изменения наклона шум-вольтовой характеристики в активной ГЗ. Предложена модель этого явления, заключающаяся-в учете влияния обратно смещенной части ОПЗ на

заселенность ловушек на границе. Расчет отклонения функции заполнения ловушек на ГЗ от равновесного значения проведен на основе кинетических уравнений, описывающих изменения заселенности ловушки на ГЗ. Функция заполнения состояний на ГЗ имеет вид:

К п + К п

£• I t 1 Г t Г

1 Кп+Кп + К+ К

1 I I rt г t 1 tr

где п и п - концентрация примеси в объеме зерна соответственно

I Г

слева и справа от границы;

К1(. и ' ^п и ~ кннетические коэффициенты захвата и

К =К ехр

11 I I о г

эмиссии носителей на ловушках соответственно слева и справа от границы.

В работе рассчитана зависимость £ от приложенного напряжения V в предположении, что эмиссия носителей с центров захвата в валентную зону слева и справа от ОПЗ происходит с отличными от равновесных значениями кинетических коэффициентов:

ТП7е " К<.г*К1гое3ф ЕТ7е Расчет по этой модели показал уменьшение значения функции заполнения с ростом приложенного напряжения и удовлетворительное совпадение установленной зависимости с результатами эксперимента.

Исследован избыточный 1/£-шум специальных искусственных границ зерен (ИГЗ), полученных методом диффузионного сращивания. Исследование электрофизических характеристик ИГЗ позволило установить их отличие от свойств однородного материала, определить отсутствие потенциального барьера на границах и классифицировать их как пассивные. На всех границах обнаружен избыточный по сравнению с однородным объемом зерна шум типа 1/£. Сравнение результатов эксперимента с результатами других работ по исследованию токовых флуктуации в кремнии показало, что в образцах с пассивными ИГЗ избыточный шум не связан с фононным механизмом рассеяния. Совместное исследование температурных зависимостей подвижности и уровня токового шума в образцах позволило установить единую причину шума на всех исследованных ИГЗ - флуктуации подвижности носителей заряда вследствие их рассеяния на дефектах разупорядоче-ния кристаллической решетки в области электрически нейтральной границы.

Установлена зависимость уровня токового шума на нейтральной ГЗ от времени жизни неосновных носителей заряда. На основании комплексного анализа экспериментальных фактов и известных теоретических моделей генерации 1/Г-шума, учитывающих влияние медленных процессов релаксации кристаллической решетки на возникновение шума, в качестве наиболее вероятной причины обнаруженной зависимости определена модуляция подвижности носителей заряда в механически деформированной области, окружающей ГЗ, процессом постре-комбинационной релаксации границы.

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1.В процессе воздействия высоких температур в монокристаллах' кремния происходит изменение объемного распределения микродефектов, их рост и преобразование одного типа микродефектов в другие по схеме D- микродефекты -> В- микродефекты А- микродефекты -дислокации.

2.Токовый шум микродефектов различного типа не оказывает существенного влияния на процессы переноса носителей заряда в монокристалле бездислокационного кремния, определяющие его применимость в электронной промышленности.

3.Природа избыточного шума в активных ГЗ, выращенных методом Чохральского связана с флуктуациями как заселенности локализованных на ГЗ электронных состояний, так и ширины ОПЗ на границе вследствие пространственных флуктуации высоты потенциального барьера на ГЗ.

4.Изменение наклона шум-вольтовой характеристики активной ГЗ обусловлено влиянием изменения функции заполнения лоыушек на границе под действием электрического поля обратно смещенной части ОПЗ.

5.Природа избыточного шума в специальных ИГЗ, полученных методом диффузионного сращивания, связана с флуктуациями подвижности носителей заряда вследствие их рассеяния на дефектах разупоря-дочения кристаллической решетки в области пассивной границы.

Основные результаты диссертации-опубликованы в работах:

1.Строителева Н.И., Таланин И.Е. Анализ электронномикроскопичес-ких изображений микродефектов в бездислокационном кремнии/ Компоненты и материалы электронной техники: Сб. науч. тр. / Отв. ред. Левинзон Д.И. -Киев: УМК ВО, 1989. -С.85-88.

2.Городокин В.А., Резниченко Т.П.,. Таланин И.Е., Строителева Н.И. ■ Злектронномикроскопические исследования структурного совершенства пластин кремния после ионной имплантации мышьяком/ Тез. докл. на обл. научн. конференции "Компоненты и материалы электронной техники".- Запорожье.- 1990.- С.45.

3.Таланин U.E., Строителева Н.И. Трансформация микродефектов в бездислокационных монокристаллах кремния/ Тез. докл. на обл. научн. конференции "Компоненты и материалы электронной техники".- Запорожье,- 1990,- С.46.

4.Галкин П.Н., Левинзон Д.И., Таланин И.Е., Токарев В.П., Строи телева Н.И., Цаболова М.Ю. Исследование структурного совершенс тва кремниевых обращенных эпитаксиальных структур/ Тез. докл на 3 Всесоюзной конференции "Физика и технология тонких полу проводниковых пленок".- Ивано- Франковск.- 1990.- С.182-183.

5.Исследование структурного совершенства кремниевых структур н основе кремния. Отчет о НИР (заключительный) Отв. исполнител Строителева Н.И./ Запорожский индустриальный институт,- N Г 02910048205,- Запорожье,1990.-77с.

6.Исследование структурного совершенства кремниевых структур, полученных методом обращенной эпитаксии. Отчет о НИР (заключительный) Отв. исполнитель Строителева Н.И./ Запорожский индустриальный институт.- N ГР 01900008068,- Запорожье, 1991,- 44с.

7.Левинзон Д.И., Таланин И.Е., Токарев В.П., Строителева Н.И. Исследование процесса дефектообразования .в кремниевых однослойны: обращенных эпитаксиальых структурах/ Тбз. докл." на Всесоюзно] конференции по электронным материалам.- Новосибирск.- 1992.-С.251-252.

8.Левинзон Д.И., Таланин И.Е., Строителева Н.И. Анализ электрон-номикроскопических изображений микро^ефектов в бездислокационном кремнии/ Тез. докл. на 1 Украинской конференции молоды; ученых и специалистов.- Ужгород.- 1992. -С.140-144.

9.Левинзон Д.И., Таланин И.Е., Городокин В.А., Строителева Н.И. Исследование трансформации ростовых микродефектов в процесс« различных технологических обработок в кремнии/ Тез. докл. на ] Украинской конференции молодых ученых и специалистов.-Ужгород.- 1992. -С.136-139.

10.Левинзон Д.И., Таланин И.Е., Токарев В.П., Строителева Н.И. Исследование процесса распада твердого раствора мышьяка £ кремнии/ Тез." докл. на 4 Международной конференции "Физика ^ технология тонких полупроводниковых пленок".- Ивано- Франковск,- 1993.-С.89.

11.Левинзон Д.И., Головко 0.П., Токарев В.П., Строителева Н.И. Эволюция микродефектов в кремниевых бездислокационных пластинах в процессе роста эпитаксиальных пленок/ Тез. докл. на 4 Международной конференции "Физика и технология тонких полупроводниковых пленок".- Ивано- Франковск.- 1993.- С.90.

12.Таланин И.Е., Левинзон Д.И., Токарев В.П., Строителева Н.И.

Исследование дефектообразования в кремниевых обращенных эпи-таксиальных структурах// УМ.- 1993,- т.38, N10.- С.1517-1519.

13,Ткаченко H.H., Строителева Н.И. Шум специальных исскуственных границ зерен кремния/ Тез. докл. на н.-т. семинаре "Шумовые и деградационние процессы в полупроводниковых приборах",- Москва,- 1993,- С. 64-65.

14.Ткаченко H.H., Строителева Н.И. Коломоец Г.П., Поляк Л.Е., Ки-шнева М.Е., Степанцов Е.А. Электрический шум сплавных (искусственных) границ зерен// УФЖ,- 1994.- т.39, N3,- С.43-46.