Свойства гетероструктур карбида кремния на кремнии, полученных методом эндотаксии, для создания чувствительных элементов бифункциональных датчиков температура-деформация тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ
|
Сивакова, Ксения Петровна
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Самара
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2009
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.10
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
Сивакова Ксения Петровна
СВОЙСТВА ГЕТЕРОСТРУКТУР КАРБИДА КРЕМНИЯ НА КРЕМНИИ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ЭНДОТАКСИИ, ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ БИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРА-ДЕФОРМАЦИЯ
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
01.04.10 - физика полупроводников
1 2
Самара-2009
003482899
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный университет»
Научный руководитель: доктор технических наук,
профессор Комов Александр Николаевич
Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,
профессор Штейнберг Александр Моисеевич
доктор технических наук, профессор Пиганов Михаил Николаевич
Ведущая организация: ГОУ ВПО «Ульяновский государственный университет»
Защита состоится 23 ноября 2009 г. в 14— на заседании диссертационного совета Д 212.218.01 при ГОУ ВПО «Самарский государственный университет», 443011, г. Самара, ул. Академика Павлова, 1.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Самарский государственный университет».
Автореферат разослан октября 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
Жукова В.А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы.
В последние годы постоянно совершенствуется технология формирования полупроводниковых структур и приборов, полученных на их основе [1,2]. Развитие происходит, в том числе и за счет моделирования физических явлений протекающих при проведении технологических процессов, что позволяет управлять свойствами получаемых полупроводниковых материалов. При проведении технологических операций в полупроводниковых материалах почти всегда неизбежно происходит диффузия и перераспределение примесей, и математическое моделирование диффузионных процессов является одним из эффективных методов оптимизации технологии получаемых материалов и приборов.
В настоящее время существует большой научный и практический интерес к карбиду кремния, как к материалу высокотемпературной электроники с повышенной радиационной стойкостью. Этот интерес связан со структурными особенностями, электрофизическими параметрами и возможностью использования промышленной кремниевой технологии при выращивании гетероструктур карбида кремния на подложках кремния [3,4,5]. Достижения в технологии выращивания кубического карбида кремния на кремнии делают эту структуру перспективной для создания приборов с гомо- и гетеропереходом [6-9].
Одним из наиболее перспективных методов получения карбида кремния считается его эпитаксия на подложках кремния [10]. Для CVD (chemical vapor deposition) процессов эпитаксии существуют развитые производственные технологии. Однако в данном методе слои карбида кремния, растущие непосредственно на кремнии, содержат большое количество дефектов, обусловленных несоответствием в параметрах кристаллических решеток и коэффициентах теплового расширения. Поэтому в настоящее время ведутся интенсивные исследования по созданию буферного слоя, который существенно уменьшил бы дефектность пленок карбида кремния. Одним из вариантов технического решения этой проблемы является использование процесса эндотаксии [11] при получении гетероструктур SiC/Si. Интересной проблемой метода эндотаксии является исследование механизмов выращивания и одновременного легирования гетероструктур 3C-SÍC/SÍ примесями с учетом внутреннего электрического поля. Для управления указанными процессами важную роль играет математическое моделирование, которое позволяет оптимизировать технологию.
Теоретическому исследованию влияния внутреннего электрического поля на одновременную диффузию донорной и акцепторной примесей в полупроводниках посвящено значительное количество работ. Их анализ показывает, что модель внутреннего электрического поля активно используется для объяснения экспериментально наблюдаемых особенностей
диффузии, однако математический анализ данных процессов выполняется, как правило, недостаточно полно. Подобные задачи решаются обычно только для некоторых частных случаев, например, часто рассматривается задача легирования полупроводниковой структуры двумя примесями, см. работу [12].
В большинстве работ при расчете диффузионного легирования на основе численных методов учитывались особенности физического механизма формирования тонких пленок. Эти особенности необходимо анализировать в каждом конкретном случае отдельно. В свою очередь, процесс эндо-таксии недостаточно изучен, как с позиции анализа диффузионных процессов, протекающих в процессе роста и легирования гетероструктур карбида кремния на кремнии, так и с позиции их комплексного анализа.
Таким образом, моделирование диффузионных процессов для случая эндотаксии, т.е. учет диффузионного преобразования Бифазы в БЮ-фазу при одновременном легировании модифицирующими примесями разного типа проводимости, а также практическая реализация результатов моделирования в процессе получения гетероструктур ЗС-81С/8ь работающих в области высоких температур, является актуальной задачей.
Целью работы является оптимизация технологии получения тонкопленочных структур кубического карбида кремния на кремнии, исследование свойств гетероструктур ЗС-БЮ/Би полученных методом эндотаксии, построение диффузионной модели легирования и создание чувствительных элементов для применения их в бифункциональных датчиках температура-деформация.
В диссертационной работе были поставлены следующие основные задачи:
• получить пленки карбида кремния на кремнии методом эндотаксии и провести их морфолого-геометрический и структурно-фазовый анализ;
• экспериментально исследовать электрофизические свойства гетероструктур ЗС-п^С/р-Бй ЗС-р-81С/п-81;
• исследовать влияние совместной диффузии ионизованных примесей на процесс формирования гетероструктур ЗС-81С/Б1 методом эндотаксии и определить глубины залегания ^-«-перехода;
• разработать технологию создания чувствительных элементов, изготовить образцы на основе гетероструктур ЗС-81С/81 и провести электрофизические, термометрические и тензометрические исследования образцов.
Научная новизна работы:
• проведен комплексный анализ свойств гетероструктур ЗС-81С/81, полученных методом эндотаксии, показавший, что пленки толщиной от 1,8 до 2,6 мкм являются монокристаллическими, принадлежат кубическому карбиду кремния и имеют совершенную морфологию поверхности, объемный состав пленок ЗС-БЮ близок к стехиометрическому значению;
• составлена система дифференциальных уравнений, описывающих диффузионное легирование гетероструктур ЗС^С/Б! примесями с учетом внутреннего электрического поля. Для численного решения задачи разработана программа, позволяющая получать решение в виде распределения концентраций легирующих примесей фосфора, бора, галлия, напряженности внутреннего электрического поля по структуре, электронов и дырок, ЗС-БЮ^г' и глубины залегания /?-и-перехода;
• проведено сравнение экспериментальных значений глубины залегания /»-«-перехода в гетероструктуре ЗС-ЗЮ, составивших 0,98 - 1,28 мкм (± 0,15 мкм), и теоретически рассчитанных по диффузионной модели эндотаксии с учетом внутреннего электрического поля, 0,87 - 1,5 мкм. Установлено согласование теоретических и экспериментальных результатов;
• отработаны и оптимизированы основные режимы технологии изготовления чувствительного элемента бифункционального датчика температура-деформация, обладающего высокотемпературной стабильностью в области повышенных температур до 350°С;
• исследован продольный коэффициент тензочувствительности, достигающий максимального значения 50 при комнатной температуре. Показано, что сжимающие деформации приводят к уменьшению сопротивления, а деформация исследуемых образцов не выходит за пределы области упругих деформаций до е = 2,5-Ю-4 при указанных толщинах пленки; коэффициент тензочувствительности при уровне легирования карбида кремния 1017см~3 зависит от температуры, т.к. область объемного пространственного заряда смещена в область кремния.
Практическая значимость проведенных исследований состоит в том, что
• полученные данные о параметрах и свойствах гетероструктур ЗС-5]'С/81 могут использоваться как при разработке чувствительных элементов бифункционального датчика температура-деформация (работающего в условиях экстремальных температур до 330°С), так и при разработке высокотемпературных, радиаци-
онно-устойчивых преобразователей физических величин различного назначения;
• результаты моделирования диффузионных процессов, полученные в настоящей работе, могут служить основой для подбора и прогнозирования оптимальных технологических режимов проведения процесса легирования, что позволит получить структуру 3C-SÍC/SÍ с необходимыми параметрами;
На защиту выносятся следующие положения:
1. Результаты экспериментального анализа свойств гетероструктур 3C-SÍC/SÍ, полученных методом эндотаксии.
2. Модель выращивания гетерструктур 3C-SiC/Si методом эндотаксии при одновременном легировании данных структур примесями с учетом внутреннего электрического поля.
3. Результаты исследования тензометрической и термометрической составляющих чувствительного элемента бифункционального датчика температура-деформация.
Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на: Международной научно-практической конференции (Кемерово, 2007), VII Международной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск-Ставрополь, 2007), IX Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2007), X Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП-10)» (Кемерово, 2007), Международной молодежной научной конференции XXXIV Гагаринские чтения (Москва, 2008), Харьковской нанотехнологической ас-самблее-2008 «Нанотехнологии» (Харьков, 2008), выездном заседании X международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2008), XX Совещания по использованию рассеяния нейтронов в исследованиях конденсированного состояния (РНИКС-2008) (Гатчина, ПИЯФ, 2008), Десятой всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 2008), XI международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2009), Методологической школе-конференции «Математическая физика и нанотехнологии» (Самара, 2009).
В рамках выполнения НИОКР опубликован отчет (работа депонирована ВИНИТИ), авторы Чепурнов В.И., Кузнецов К.В., Комов А.Н., Сива-кова К.П. Разработка нового способа получения гетероструктур для приборов высокотемпературной электроники - 219 е., per. номер 0120.0 504253 от 30.04.2008.
Предложенные в работе методы исследования, алгоритмы и технологии были использованы при разработке топологии и условий оптимизированного построения бифункционального датчика температура-деформация, способного функционировать до 350°С в рамках НИР «Исследование путей создания компонентов многофункциональных цифровых датчиков на основе карбида кремния» по линии Министерства обороны РФ.
Публикации.
По теме диссертационной работы опубликована 19 печатных работ, в том числе 4 статьи (2 из них входящих в Перечень периодических научных и научно-технических изданий, в которых рекомендуется публикация основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук), 6 статей в сборниках трудов Международных и Всероссийских научных конференций, 7 докладов на научно-технических конференциях, 2 научно-технических отчета по НИР.
Личное участие автора.
Результаты, составившие основу диссертации, получены лично автором или при его определяющем участии.
Объем и структура работы.
Диссертация изложена на 135 с. печатного текста. Она состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 158 наименований, Общий объем работы составляет 155 с. (в том числе 60 рисунков, 4 таблицы).
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении кратко обосновывается актуальность темы исследования, сформулированы цели и основные задачи, отмечены научная и практическая важность полученных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе «Изучение процессов роста и легирования при формировании гетероструктур SiC/Si» сделан обзор способов получения гете-роструктур кубического карбида кремния на кремнии CVD - методом эпи-и эндотаксии и основных моделей, описывающих процессы роста и легирования полупроводниковых структур. Анализ работ показывает, что процесс эндотаксии недостаточно изучен, как с позиции анализа диффузионных процессов, протекающих в процессе роста и легирования гетероструктур карбида кремния на кремнии, так и с позиции их комплексного анализа. Известные расчетные модели процессов роста и легирования зачастую ограничены температурным фактором и физическим механизмом формирования гетероструктур.
Во второй главе «Экспериментальные исследования гетероструктур ЗОБ ¡С» в качестве экспериментальных методов выбраны следующие методы:
1. Метод ионно-лучевого травления, эллипсометрия, Оже-электронная спектроскопия (фазовый анализ);
2. Рентгеноструктурный анализ, электронография, ИК-Фурье спектроскопия исследования (качественный анализ пленок ЗС-5!С/81);
3. Атомно-силовая микроскопия (исследование морфологии поверхности гетероструктур ЗС^С/БГ);
4. Измерительные стенды и методики вольтамперных и вольтфарад-ных характеристик (исследование электрофизических свойств).
Основным теоретическим методом является численное моделирование диффузионных процессов с учетом внутреннего электрического поля в тонкопленочных гетероструктурах кубического карбида кремния на кремнии, полученных методом эндотаксии. Данная методика хорошо разработана для получения эпитаксиальных структур и может быть применена к процессу гетероэндотаксии, но только с рядом принципиальных изменений, относящихся именно к данному процессу получения гетероструктур ЗС-81С/8ь В частности необходимо учитывать карбидизацию кремния при температуре проведения процесса, одновременное легирование примесью, как из области пленки, так и из области подложки, также необходимо учитывать, что процесс получения гетероструктур ЗС-БЮ/Б! с ¿»-«-переходом состоит из двух последовательных стадий, что требует учета результатов первого процесса при проведении моделирования следующего процесса.
Объектами исследования выбраны гетероструктуры кубического карбида кремния на кремнии, получаемые методом эндотаксии на основе твердофазных реакций. Пластины кремния КДБ-12 и КЭФ-4,5 выбраны в качестве подложек, получаемых по предложенной диффузионной технологии гетероструктур ЗО-БЮ/Бь Для данных материалов (кремния и карбида кремния) известны практически все физико-химические параметры, что позволяет в полной мере проводить математическое моделирование изучаемых процессов.
Во втором разделе рассмотрена диффузионная технология создания гетероструктур ЗС-8|'С/51 с использованием твердофазного кремния и углерода (т.е. запатентованный метод эндотаксии гетероструктур ЗО-БЮ/^).
Для выращивания пленок ЗС-БЮ на кремниевых подложках использовался вертикальный водоохлаждаемый реактор с ВЧ-нагревом. Корпус реактора представляет собой кварцевой трубу длиной 400 мм и диаметром 65 мм. Реактор содержит кассету, изготовленную из особо чистого углерода, покрытого карбидом кремния. На рис. 1 представлена кассета и ее температурный профиль.
Кассета имеет две температурные зоны: зону исходных реагентов и зону гетерогенного химического разложения гидридов кремния (4) и угле-
рода (3). Температурный градиент между двумя зонами обеспечивается тепловыми экранами. Нагрев кассеты осуществлялся ВЧ-полем, создаваемым генератором типа ВЧГ4-25/0,44.
Высота кассеты, мм
&
? С
а
х
1200 1300 1400 Т.Т
Рис. 1. Кассета и ее температурный профиль: 1 - подложки кремния, 2 -ячейки кассеты, 3 - зона расположения кремниевых подложек, 4 - зона исходных реагентов, 5 - тепловые экраны
Температура контролировалась оптическим пирометром. В данной работе слои ЗС-БЮ на Знподпожках получены с помощью следующего технологического приема: исходные подложки подверглись быстрому нагреву до температуры 1360°С. Программа выращивания монокристаллических слоев ЗС-БЮ представлена на рис. 2.
т, °с
1380
1100
450
60 120 140 160 250 270 т, мин
Рис. 2. Программа выращивания монокристаллических слоев 3C-SiC как функция температуры и газового потока от времени
Задача целенаправленного легирования слоев кубического карбида кремния на кремнии неразрывно связана с технологией их выращивания. Технология метода эндотаксии позволяет легировать растущий слой в процессе роста с помощью добавления в основную газовую систему того
или иного типа легирующей примеси, поэтому легирование пленок ЗС-81С на 81-подложках проводилось в процессе роста пленок. Предварительно тигли насыщались парами соответствующих легирующих примесей из твердофазных источников.
Для получения пленок с проводимостью я-типа использовалось соединение Р2С15. Для получения пленок р-типа проводимости использовались бор и галлий. Тип проводимости выращенных пленок контролировался. В результате были получены структуры следующих типов: п-81(Р)/п-8Ю(Р)/р-81С(В), р-8КВ)/р-8!С(В)/п-8Ю(Р) и п-81(Р)/п-8Ю(Р)/р-8Ю(Оа), где легирующие примеси Р - фосфор, В - бор, ва - галлий.
В третьем разделе представлены результаты исследований атомно-кристаллической, морфологической структуры и количественного состава гетероэпитаксиальных пленок карбида кремния, выщерассмотренными методами. На рис. 3. приведен снимок поперечного скола структуры ЗС-81С (п-Б\С-р-Б\С-р-8\), полученный с помощью растрового электронного микроскопа. Электронографические исследования поверхности структур 8)С/81 показали, что исследуемые пленки имеют совершенную морфологию поверхности, структура пленок монокристаллическая.
Исследования поверхности структур ЗС-81С показало наличие шероховатости до 120 нм, что не является существенным для процесса фотолитографии при создании чувствительных элементов бифункциональных датчиков температура - деформация, изготовленных на основе гетерост-руктур 81С/81 в данной работе. Методом ИК-Фурье спектроскопии исследованы структуры следующих типов 1. п-81С(Р)/р-81 (100); 2. п-8Ю(Р)/р-81 (100); 3. р-81С(В)/п-81 (100). Различия в ИК-спектрах отражения исследованных образцов (рис. 4., кривые 1,2), которые проявляются в относительном смещении общего уровня пропускания и ходе спектральной кривой для низкочастотной области спектра, связаны, вероятнее всего, с уровнем легирования 8Ю.
Результаты эллипсометриче-ских исследований гетероструктур показывают, что в случае легирования кремния бором и фосфором толщина полученных пленок достигает в среднем 2,5 — 2,6 мкм, а в случае легирования галлием примерно 2,3 мкм. С большой вероятностью можно утверждать, что вид легирующей примеси влияет на ке-нетику формирования фазы 81С.
Рис. 3. Снимок поперечного скола структуры ЗС-81С (п-Ж-р-Ж-р-Ы), полученный с помощью растрового электронного микроскопа
Экспериментальные результаты исследования состава гетероэпитак-сиальных пленок ЗС-51С с помощью ЭОС показали, что объемный состав гетероэпитаксиальных пленок ЗС-81С, полученных при температуре Т ~ 1380°С и Уц = 30 л/час, близок к стехиометрическому значению. Установлено, что весовая концентрация атомов кремния в пленках составляет 63+72%, углерода 27-33%, кислорода 4+7%.
1500 1450 1400 1350 1300 1250 1200 1150 1100 1050 1000 950 900 850 800 750 700 650 600 550
Рис. 4. ИК-спектры отражения гетероструктур 3C-SiC/Si, приставка двойного отражения, 1500-500 см"1, подавление сигналов Н20 и С02, спектры записаны относительно воздуха: 1 - n-SiC/p-Si; 2 - n-SiC/p-Si; 3 - p-SiC/n-Si
В четвертом разделе исследованы вольтамперные и вольтфарадные характеристики, являющиеся основными характеристиками полупроводникового гетероперехода. ВФХ гетероперехода 3-SiC/Si линейна в координатах С"2 (емкость) от напряжения, что указывает на образование резкой гетерограницы. Для определения концентрации носителей Nв пленке
карбида кремния р-типа использовалась формула Шоттки-Мотта:
где А - площадь контактов, в! - диэлектрическая проницаемость кремния, е2 - диэлектрическая проницаемость кубического карбида кремния, Ыт - концентрация носителей в подложке кремния.
85.2
1NDlNA2£\e2A2 '
Таким образом, согласно расчету Л^2=5-1017 см"3. Прямые ветви ВАХ гетеропереходов р-81С/п-8! и п-8|'С/р-51 хорошо описываются уравнением эмиссионно-рекомбинационной модели. Коэффициент выпрямления составил ~ 400 для р-81С/п-81 при и = 1 В, для п-БЮ/р^ при и = 2 В.
В третьей главе «Моделирование одновременной диффузии собственной и посторонних примесей для теоретического исследования технологии гетероэндотаксии ЗС^С/Б!» предложен алгоритм и проведено численное моделирование процесса диффузионного легирования с учетом внутреннего электрического поля для гетероструктур следующих типов: п-8КР)/п-81С(Р)/р-81С(В), р-81(В)/р-8!С(В)/п-81С(Р) и п-81(Р)/п-81С(Р)/р-81С(Са). Типичные кривые распределения приведены в сравнение с результатами, полученными без учета внутреннего электрического поля. Показано, что внутреннее электрическое поле оказывает существенное влияние на распределении примесей.
Установлено, влияние поля усиливается с ростом времени отжига, что оказывает существенное влияние на закономерности миграции примесей и на характер залегания р-и-перехода в структуре. Результаты сопоставления экспериментальных исследований глубины залегания /^-«-перехода с результатами теоретической модели представлены в таблице 1.
Таблица 1
№ п/п Тип структуры Экспериментальное значение глубины залегания р-п-перехода, мкм Расчетная глубина залегания р-п-перехода мкм
1. п-8КР)/п-8Ю(Р)/р-81С(В) 1,28 ±0,15 мкм 1,5
2. р-81(В)/р-81С(В)/п-81С(Р) 1,37 ±0,15 мкм 1,6
3. п-8КР)/п-81С(Р)/р-81С(Оа) 0,98 ±0,15 мкм 0,87
Из таблицы 1 видно, что теоретически рассчитанные данные по диффузионной модели и экспериментально полученные значения глубины залегания /»-«-перехода хорошо коррелируют. Модель с учетом внутреннего электрического поля дает хорошее согласование теоретических и экспериментальных результатов.
В четвертой главе «Экспериментальные исследования чувствительных элементов на основе гетероструктур ЗС-8]С/8Ь> приведена методика изготовления чувствительных элементов и результаты исследования термометрических и тензометрических характеристик чувствительных элементов на основе гетероструктур ЗС—БЮ/Б!.
Гетероструктуры ЗОБЮ/Б! были получены методом эндотаксии с применением диффузионной модели легирования, размер подложек составил 2,5x2,5 см2. Последовательность операций формирования топологиче-
ского рисунка макета чувствительного элемента датчика представлена на рис. 5. (Поперечное сечение).
S¡02 p-Si{100)
1. окисление подложки p-Si(lOO)
5. фотолитография, вскрытие окон в окисле
tm]
2. фотолитография и вскрытие окон в окисле
3. формирование P-SiC р-типа проводимости в окне
6. формирование P-SiC в окне п-типа проводимости
4. окисление
7. фотолитография, вскрытие окон под контакты
1,2 3 4
8. металлизация
Рис. 5. Принципиальная схема технологических операций изготовления чувствительного элемента бифункционального датчика (контакты 1,2 на балочке тензопреобразователя, контакты 2,3 для термопреобразователя, контакты 3,4 для исследования гетероперехода)
Далее проводилась лазерная резка образцов. После операции лазерной резки полупроводниковых пластины на чипы чувствительных элементов датчиков осуществлялась разварка электрических выводов на установке "Контакт-ЗМ" золотой проволокой 050 мкм с последующей защитой контактных площадок от механических воздействий органосиликатной поли-меризующейся композицией ОС 52-01.
Чувствительный элемент датчика температура-деформация показан на рисунке 6. Исследование зависимости коэффициента тензочувствительно-сти от температуры показало, что его значение уменьшается с ростом температуры в интервале температур 20-350°С (в соответствии с рис. 7.).
Были проведены эксперименты по определению зависимости сопротивления пленок p-SiC/n-Si от температуры в недеформированном состоянии. Измерения проведены в интервале температур 20-350°С. На линейном участке характеристики температурный коэффициент сопротивления оказался равным aRcp = 5,6-10 3 1/°С. В интервале температур от комнатной до 350°С термометрическая характеристика и ВАХ приведены на рис. 8.
1 ко
0,5 I
8,0
n-p-SiC (100)
1/ 1,0 |/ 1,0
/ У
2 3
uO,5
Рис. 6. Чувствительный элемент датчика температура-деформация (размеры указаны в мм)
-2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 о
Рис. 7. Зависимость относительного изменения сопротивления от деформации в интервале температур 20-350°С
Для гетероэпитаксиальных структур p-SiC/n-Si на подложке КЭФ-4,5 (111) температурный коэффициент напряжения при рабочем токе 1,5 мА составляет dVjdT = 6,7 мВ/град.
V, тВ
2200 -|
2000 •
1800
1600 -
1400 -
1200 -
юоо - ,.тЛ
800 -
600 •
400 -
200
0
50
100
150
200
250
300
350
Рис. 8. Температурные зависимости ВАХ и термометрическая характеристика структуры р-81С/п-81
Преобразователь температуры обладает высокотемпературной стабильностью, работает в области повышенных температур до 350°С, поэтому образцы подвергались циклическому воздействию температур от комнатной до 350°С со скоростью изменения 15°С/мин, число циклов 30. После каждого цикла испытаний образцов проверялось отклонение величины выходного сигнала при температуре 100°С. Образцы испытания выдержали.
В заключении сформулированы основные результаты и выводы.
1. Методом эндотаксии получены структуры кубического карбида кремния на кремнии следующих типов: п-81'(Р)/п-Б!С(Р)/р-81С(В), р-8КВ)/р-81С(В)/п-81С(Р) и п-81(Р)/п-8Ю(Р)/р-81С(Оа), где легирующие примеси Р - фосфор, В - бор, ва - галлий.
2. Проведены исследования атомно-кристаллической, морфологической структуры и количественного состава пленок карбида кремния методами ионно-лучевой технологии травления, рентгеноструктурного анализа, электронографии, атомносиловой и растровой микроскопии, ИК-Фурье спектроскопии, эллипсометрии, Оже-электронной спектроскопии показавшие, что пленки толщиной от 1,8 до 2,6 мкм принадлежат кубическому карбиду кремния, имеют совершенную морфологию поверхности, объемный состав пленок ЗС-Б1С близок к стехиометрическому значению.
3. Исследованы электрофизические свойства структур кубического карбида кремния на кремнии. Показано наличие в структуре ЗС-81С/81 резкого /з-и-перехода, что достаточно для создания чувствительных элементов бифункционального датчика температура-деформация.
4. Установлено согласование экспериментальных значений глубины залегания р-л-перехода в гетероструктуре ЗС-БЮ/Б! и теоретически рассчитанных по диффузионной модели эндотаксии с учетом внутреннего электрического поля;
5. Отработаны и оптимизированы основные режимы формирования топологии чувствительного элемента датчика, омических высокотемпературных контактов к функциональным компонентам структуры чувствительного элемента датчика температура-деформация, а также термокомпрессии выводов к контактным площадкам, представляющие собой принципиальную схему технологических операций, которые необходимы для изготовления чувствительного элемента бифункционального датчика температура-деформация.
6. Измерен продольный коэффициент тензочувствительности, достигающий максимального значения 50 при комнатной температуре. Показано, что сжимающие деформации приводят к уменьшению сопротивления, а деформация исследуемых образцов не выходит за пределы области упругих деформаций до е = 2,5-Ю-4 при указанных толщинах пленки, (ТКС) аКср = 5,6-10-3 1/°С.
7. Для гетероэпитаксиальных структур р-БЮ/п^ на подложке КЭФ-4,5 (111) температурный коэффициент напряжения при рабочем токе 1,5 мА составляет ¿/К/г/Г = 6,7 мВ/град. Преобразователь температуры обладает высокотемпературной стабильностью, работает в области повышенных температур до 350°С.
Основные публикации по теме диссертации
Работы, опубликованные в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, определенных ВАК РФ:
1. Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Анализ точечного дефектообразования в гомогенной фазе БЮ формирующейся в процессе эндотаксии гете-роструктуры 5'[С/БI // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. 2006. №9/49. С. 72-91.
2. Покоева В.А., Сивакова К.П. Особенности диффузионного легирования структуры 81С/81 для полупроводниковых СВЧ - датчиков фосфором и бором под действием внутреннего электрического поля // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2007. Т. 10, № 2. С.110-114.
Работы, опубликованные в других изданиях:
1. Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Модель явлений переноса в системе 8ь С-Н при гетероэндотаксии структур 81С/81 // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. 2008. № 6/65 С. 367-378.
2. Комов А.Н., Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Влияние легирующей примеси на распределение точечных дефектов в гетероструктуре SiC/Si // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. 2008. № 6/65. С. 352-366.
3. Сивакова К.П., Чепурнов В.И. Распределение наноразмерных точечных дефектов в процессе формирования гомогенной фазы карбида кремния на кремнии // Образование, наука, инновации - вклад молодых исследователей: материалы II (XXXIV) Международной научно-практической конференции. Кемерово, 2007. Т. 2, № 8. С. 148-151.
4. Покоева В.А., Сивакова К.П. Особенности диффузионного легирования для полупроводниковых СВЧ - датчиков // Труды IX Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы». Ульяновск, 2007. С. 118.
5. Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Дефекты наноразмерного уровня в гомогенной области ß-SiC гетероструктуры ß-SiC-Si // Тезисы докладов VII Международной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии». Кисловодск-Ставрополь, 2007. С. 317-320.
6. Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Распределение наноразмерных точечных дефектов в процессе формирования гомогенной фазы карбида кремния на кремнии // Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП-10): доклады X Международной конференции. Кемерово, 2007. Т. 2. С. 380-384.
7. Исследование путей создания компонентов многофункциональных цифровых датчиков на основе карбида кремния: научно-технический отчет о НИР (заключительный) / Секция прикладных проблем при Президиуме РАН; рук. Яровой Г.П.; исполнители: Комов А.Н., Чепурнов В.И., Сивакова К.П., Кузнецов К.В, Щербак A.B. 2007. № ГР 1603714 от 06.06.2005. 126 с.
8. Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Формирующиеся в процессе эндотак-сии гетероструктуры SiC/Si // Нанотехнологии (Том 1) Сборник докладов Харьковской нанотехнологической ассамблеи-2008. Харьков, 2008. С. 117-121.
9. Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Наноразмерные дефекты в полупроводниковой гетероструктуре ß-SiC-Si // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы: Труды выездного заседания X международной конференции. Ульяновск, 2008. С. 71-76.
10.Сивакова К.П. Распределение дислокаций несоответствия в гетероструктуре ß-SiC/Si // XXXIV Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции в 8 томах. М.:, 2008. Т 8. С. 232-233.
11 .Разработка нового способа получения гетероструктур для приборов высокотемпературной электроники: научно-технический отчет. 2008. / рук. Комов А.Н.; исполнители:, Чепурнов В.И., Кузнецов К.В., Спивакова К.П. № ГР 0120.0 504253 от 30.04.2008. 219 с.
12.Сивакова К.П., Чепурнов В.И. Распределение точечных дефектов различной природы в гетероструктуре ß-SiC-Si // Программа и тезисы докладов XX Совещания по использованию рассеяния нейтронов в исследованиях конденсированного состояния (РНИКС-2008). Гатчина, ПИЯФ, 2008 г. С. 52.
13.Сивакова К.П. Комов А.Н. Система точечных дефектов в гетероструктуре ß-SiC-Si // Десятая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Тезисы докладов. СПб., 2008. С. 102.
М.Сивакова К.П. Комов А.Н. Легирование гетероструктуры ß-SiC-Si для датчиков СВЧ // Десятая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике // Тезисы докладов. СПб., 2008. С. 103.
15.Сивакова К.П., Комов А.Н., Чепурнов В.И. Разработка методики создания гетероструктур SiC/Si с требуемыми параметрами // Сборник тезисов, материалы Пятнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-15, Кемерово - Томск): материалы конференции, тезисы докладов. 2009. № 1, Т. 1. С. 223-224.
Список цитируемой литературы:
1. Лебедев A.A. Центры с глубокими уровнями в карбиде кремния: обзор. // ФТП. 1999. Т. 33. №. 2. С. 129-155.
2. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур // ФТП. Т. 1. № 6. 1998. С. 3-18.
3. Growth at High Rates and Characterization of Bulk 3C-SiC Material / G. Ferro et al. // Silicon Carbide and Related Materials. 2002. P. 831-834.
4. Properties of Free-Standing 3C-SiC Monocrystals Grown on Undulant-Si (001) Substrate / H. Nagasawa et al. // Silicon Carbide and Related Materials. 2002. P. 177-181.
5. Исследование оптико-электрических свойств карбидосодержащих тонких пленок на основе кремния / А.П. Беляев и др. // Письма в ЖТФ. 2006. Т. 32. № 10. С. 1-6.
6. Методика эпитаксиального наращивания кубического карбида кремния на кремнии по технологии CVD / A.B. Матузов и др. // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2007. № 3. С. 22-26.
7. Bittencourt С. Formation of a SiC buffer layer by reaction of Si (100) with methane and hydrogen plasma // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. V.32. P. 2478-2482.
8. Sublimation-Grown Semi-Insulating SiC for High Frequency Devices / St. G. Müller et al. // Silicon Carbide and Related Materials. 2002. P. 216-219.
9. Зубрилов A.C. Электрические свойства гетеропереходов 3C-SiC/Si // ФТП. 1994. Т. 28. №. 10. С. 1742-1749.
10.Epitaxial growth and electrical characteristics of cubic SiC on silicon / S. Nishino et al. // J.Appl.Phys. 1987. V. 61. № 10. P. 4889^1893.
П.Чепурнов В.И. Способ самоорганизующейся эндотаксии моно 3C-SiC на Si подложке: патент на изобретение. Российская Федерация / заявитель и патентообладатель ООО «СиЦ-сенсор». № 2005139163/28 от 15.12.2005.
12.Александров О.В., Криворучко A.A. Влияние внутреннего электрического поля на совместную диффузию примесей в полупроводниках // Изв. СПбГЭТУ (ЛЭТИ). Сер. Физика тв. тела и эл-ка. 2002. № 1. С. 20-24.
Подписано в печать 14 октября 2009 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать оперативная. Объем 1,0 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ № 1757 443011, г. Самара, ул. Акад. Павлова, 1. Отпечатано УОП СамГУ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ РОСТА И ЛЕГИРОВАНИЯ
ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ГЕТЕРОСТРУКТУР 81С/
1.1 Способы получения гетероструктур кубического карбида кремния на кремнии С\Ш - методом эпи- и эндотаксии
1.2 Моделирование процессов роста и легирования полупроводниковых гетероструктур карбида кремния на кремнии
1.2.1 Основные легирующие примеси кубического карбида кремния
1.2.2 Обзор основных моделей, описывающих процессы роста и легирования полупроводниковых структур
1.2.3 Моделирование совместной диффузии ионизованных примесей в полупроводниках с учетом внутреннего электрического поля
Выводы
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЕТЕРОСТРУКТУР ЗС-8Ю
2.1 Постановка задачи, выбор объектов и методов исследования
2.2 Диффузионная технология создания гетероструктур ЗС-81С/ с использованием твердофазного кремния и углерода
2.3 Морфолого-геометрический и структурно-фазовый анализ 48 2.3.1. Ионно-лучевая технология исследования поверхностей и фазовый анализ структур ЗС-81С/
2.3.2 Рентгеноструктурный анализ структур ЗС-81С/
2.3.3 Электронографические исследования пленок ЗС-81С/
2.3.4 Морфология поверхности гетероструктур ЗС-81С/
2.3.5 Исследование структур ЗС-81С/81 методом отражательной ИК-Фурье спектроскопии
2.3.6 Эллипсометрия пленок ЗС-81С/
2.3.7 Исследование распределения примеси в гетероструктурах 3C-SiC/Si методом Оже-электронной спектроскопии
2.4 Анализ электрофизических свойств
Выводы
ГЛАВА 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОВРЕМЕННОЙ ДИФФУЗИИ СОБСТВЕННОЙ И ПОСТОРОННИХ ПРИМЕСЕЙ ДЛЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ
ГЕТЕРОЭНДОТАКСИИ 3C-SiC/Si
3.1 Система диффузионных уравнений описывающих задачу
3.2 Математические преобразования системы уравнений для численного моделирования одновременной диффузии взаимодействующих примесей в полупроводниковой структуре SiC/Si
3.3 Анализ полученных результатов
3.4 Сопоставление результатов экспериментальных исследований с теоретической моделью
Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ
ГЕТЕРОСТРУКТУР 3C-SiC/Si
4.1 Методика изготовления образцов
4.2 Термометрические и тензометрические характеристики чувствительных элементов на основе гетероструктур ЗС—SiC/Si 112 Выводы 117 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 121 Приложение 1 135 Приложение 2 141 Приложение
Актуальность темы. В последние годы постоянно совершенствуется технология формирования полупроводниковых структур и приборов, полученных на их основе [1]. Развитие происходит, в том числе и за счет моделирования физических явлений протекающих при проведении технологических процессов, что позволяет управлять свойствами получаемых полупроводниковых материалов. При проведении технологических операций в полупроводниковых материалах почти всегда неизбежно происходит диффузия и перераспределение примесей, и математическое моделирование диффузионных процессов является одним из эффективных методов оптимизации технологии получаемых материалов и приборов.
В настоящее время существует большой научный и практический интерес к карбиду кремния, как к материалу высокотемпературной электроники с повышенной радиационной стойкостью. Этот интерес связан со структурными особенностями, электрофизическими параметрами и возможностью использования промышленной кремниевой технологии при выращивании гетерострук-тур карбида кремния на подложках кремния [2,3,4]. Достижения в технологии роста кубического карбида кремния на кремнии делают эту структуру перспективной для создания приборов с гомо- и гетеропереходом [5-8].
Одним из наиболее перспективных методов получения карбида кремния считается его эпитаксия на подложках кремния [9]. Для CVD (chemical vapor deposition) процессов эпитаксии существуют развитые производственные технологии. Однако в данном методе слои карбида кремния, растущие непосредственно на кремнии, содержат большое количество дефектов, обусловленных несоответствием в параметрах кристаллических решеток и коэффициентах теплового расширения. Поэтому в настоящее время- ведутся интенсивные исследования по созданию буферного слоя, который существенно уменьшил бы дефектность пленок карбида кремния. Одним из вариантов технического решения этой проблемы является использование процесса эндотаксии [102] при получении гетероструктур 81С/81 [9]. Интересной проблемой метода эндотаксии является исследование механизмов выращивания и одновременного легирования гетероструктур ЗС-81С/81 примесями с учетом внутреннего электрического поля. Для управления указанными процессами важную роль играет математическое моделирование, которое позволяет оптимизировать технологию.
Теоретическому исследованию влияния внутреннего электрического поля на одновременную диффузию донорной и акцепторной примесей в полупроводниках посвящено значительное количество работ [82—87]. Их анализ показывает, что модель внутреннего электрического поля активно используется для объяснения экспериментально наблюдаемых особенностей диффузии [92-97], однако математический анализ данных процессов выполняется, как правило, недостаточно полно. Подобные задачи решаются обычно только для некоторых частных случаев, например, часто рассматривается задача легирования полупроводниковой структуры двумя примесями, см. работу [98].
В большинстве работ при расчете диффузионного легирования на основе численных методов учитывались особенности физического механизма формирования тонких пленок. Эти особенности необходимо анализировать в каждом конкретном случае отдельно. В свою очередь, процесс эндотаксии.недостаточно изучен, как с позиции анализа диффузионных процессов, протекающих в процессе роста и легирования гетероструктур карбида кремния на кремнии, так и с позиции их комплексного анализа.
Таким образом, моделирование диффузионных процессов для случая эндотаксии, т.е. учет диффузионного преобразования 8ьфазы в 8Ю-фазу при одновременном легировании модифицирующими примесями разного типа проводимости, а также практическая реализация результатов моделирования в процессе получения гетероструктур ЗС-81С/81, работающих в области высоких температур, является актуальной задачей.
Целью работы оптимизация технологии получения тонкопленочных структур кубического карбида кремния на кремнии, исследование свойств гете-роструктур ЗС-81С/81, полученных методом эндотаксии, построение диффузионной модели легирования и создание чувствительных элементов с целью применения их для создания бифункциональных датчиков температура-деформация.
В соответствии с поставленной целью определены основные задачи исследования:
1. Получить пленки карбида кремния на кремнии методом эндотаксии и провести их морфолого-геометрический и структурно-фазовый анализ;
2. Экспериментально исследовать электрофизические свойства гетеропереходов ЗС-п^С/р-Б!, ЗС-р-81С/п-81;
3. Исследовать влияние совместной диффузии ионизованных примесей на процесс формирования гетероструктур ЗОБЮ/Б! методом эндотаксии и определить глубины залегания ^-«-перехода;
4. Разработать технологию создания чувствительных элементов, изготовить образцы на основе гетероструктур ЗС—81С/81 и провести электрофизические, термометрические и тензометрические исследования образцов.
Научная новизна работы.
1. В представленной работе проведен комплексный анализ свойств гетероструктур ЗС-81С/81, полученных методом эндотаксии, показавший, что пленки толщиной от 1,8 до 2,6 мкм монокристаллические, принадлежат кубическому карбиду кремния и имеют совершенную морфологию поверхности, объемный состав пленок ЗС-БЮ близок к стехиометрическому значению;
2. Составлена система дифференциальных уравнений, описывающих диффузионное легирование гетероструктур ЗС-81С/81 примесями с учетом внутреннего электрического поля, для численного решения которой разработана оригинальная программа, позволяющая получать решение в виде распределения концентраций легирующих примесей фосфора, бора, галлия, напряженности внутреннего электрического поля, электронов и дырок по структуре ЗС-81С/81 и глубины залегания /^-//-перехода;
3. Проведено сравнение экспериментальных значений глубины залегания р-п-перехода в гетероструктуре ЗС-81С, составивших 0,98 — 1,28 мкм (±0,15 мкм), и теоретически рассчитанных по диффузионной модели эн-дотаксии с учетом внутреннего электрического поля, 0,87 - 1,5 мкм. Установлено согласование теоретических и экспериментальных результатов;
4. Отработаны и оптимизированы основные режимы технологии изготовления чувствительного элемента бифункционального датчика температура-деформация, обладающего высокотемпературной стабильностью в области повышенных температур до 350°С;
5. Исследован продольный коэффициент тензочувствительности, достигающий максимального значения 50 при комнатной температуре, показано, что сжимающие деформации приводят к уменьшению сопротивления, а деформация исследуемых образцов не выходит за пределы области упругих деформаций до 8 = 2,5-Ю-4 при указанных толщинах пленки; коэффициент тензочувствительности при уровне легирования карбида
17 —3 кремния 10 см зависит от температуры, т.к. область объемного пространственного заряда смещена в область кремния.
Практическая значимость работы. Полученные данные о параметрах и свойствах гетероструктур ЗС-81С/81 могут использоваться как при разработке чувствительных элементов бифункционального- датчика температура-деформация (работающего в условиях экстремальных температур до 350°С), так и при разработке высокотемпературных, радиационно-устойчивых преобразователей физических величин различного назначения.
Результаты моделирования диффузионных процессов могут служить основой для подбора и прогнозирования оптимальных технологических режимов проведения процесса легирования, что позволит получить структуру ЗС-81С/81 с необходимыми параметрами
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Результаты экспериментального анализа свойств гетероструктур ЗО-БЮ/Б^ полученных методом эндотаксии.
2. Модель выращивания гетерструктур ЗС-БЮ/Б! методом эндотаксии при одновременном легировании данных структур примесями с учетом внутреннего электрического поля.
3. Результаты исследования тензометрической и термометрической составляющих чувствительного элемента бифункционального датчика температура-деформация.
Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на: Международной научно-практической конференции (Кемерово, 2007), VII Международной конференции «Химия твердого тела и современные микро-и нанотехнологии» (Кисловодск-Ставрополь, 2007), IX Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2007), X Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП—10)» (Кемерово, 2007), Международной молодежной научной конференции XXXIV Гагаринские чтения (Москва, 2008), Харьковской нанотехнологической ассамблее-2008 «Нанотехнологии» (Харьков, 2008), выездном заседании X международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2008), XX Совещания по использованию рассеяния нейтронов в исследованиях конденсированного состояния (РНИКС-2008) (Гатчина, ПИЯФ, 2008), Десятой всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 2008) XI международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2009), Методологической школе-конференции «Математическая физика и нанотехнологии» (Самара, 2009).
В рамках выполнения НИР опубликован отчет (работа депонирована ВИНИТИ) Чепурнов В.И., Кузнецов К.В., Комов А.Н., Сивакова К.П. Разработка нового способа получения гетероструктур для приборов высокотемпературной электроники - 219 е., per. номер 0120.0 504253 от 30.04.2008.
Предложенные в работе методы исследования, алгоритмы и технологии были использованы при разработке топологии и условий оптимизированного построения бифункционального датчика температура-деформация, способного функционировать до 350°С в рамках НИР «Исследование путей создания компонентов многофункциональных цифровых датчиков на основе карбида кремния» по линии Министерства обороны РФ.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликована 19 печатных работ, в том числе 4 статьи (2 из них входящих в Перечень периодических научных и научно-технических изданий, в которых рекомендуется публикация основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук), 6 статей в сборниках трудов Международных и Всероссийских научных конференций, 7 докладов на научно-технических конференциях, 2 научно-технических отчета по НИР.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 135 с. печатного текста. Она состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 158 наименований, Общий объем работы составляет 155 с. (в том числе 60 рисунков, 4 таблицы).
Выводы
1. Отработаны и оптимизированы основные режимы формирования топологии чувствительного элемента датчика, омических высокотемпературных контактов к функциональным компонентам структуры чувствительного элемента датчика температура-деформация, а также термокомпрессии выводов к контактным площадкам.
2. Исследован продольный коэффициент тензочувствительности, достигающий максимального значения 50 при комнатной температуре. Показано, что сжимающие деформации приводят к уменьшению сопротивления, а деформация исследуемых образцов не выходит за пределы области упругих деформаций до е = 2,5-Ю-4 при указанных толщинах пленки, температурный коэффициент сопротивления составил otRcp = 5,6-10"3 1/°С.
3. Для гетероструктур p-SiC/n-Si на подложке КЭФ-4,5 (111) температурный коэффициент напряжения при рабочем токе 1,5 мА составляclV ет — = 6,7 мВ/град. Преобразователь температуры обладает высокотем-dT пературной стабильностью, работает в области повышенных температур до 350°С.
4. Выполненные испытания раздельных компонентов чувствительного элемента бифункционального датчика температура-деформация показали, что характер изменения тензо- и термометрической констант датчика не имеет особенностей и описываются классическими выражениями. Коэффициент тензочувствительности при уровне легирования карбида
17 —1 кремния 10 см зависит от температуры, т.к. область объемного пространственного заряда смещена в область кремния, поэтому для исследований следует использовать структуры n-p—J3—SiC/p—Si (100), p-n-P-SiC/n-Si (111).
Заключение.
1. Методом эндотаксии получены структуры кубического карбида кремния на кремнии следующих типов: п-81(Р)/п-81С(Р)/р-81С(В), р-81(В)/р-8Ю(В)/п-8Ю(Р) и п-8КР)/п-81С(Р)/р-8'1С(Оа), где легирующие примеси Р — фосфор, В - бор, Оа — галлий.
2. Проведены исследования атомно-кристаллической, морфологической структуры и количественного состава пленок карбида кремния методами ионно-лучевой технологии травления, рентгеноструктурного анализа, электронографии, атомносиловой и растровой микроскопии, ИК-Фурье спектроскопии, эллипсометрии, Оже—электронной спектроскопии показавшие, что пленки толщиной от 1,8 до 2,6 мкм принадлежат кубическому карбиду кремния, имеют совершенную морфологию поверхности, объемный состав пленок ЗС-8Ю близок к стехиометри-ческому значению.
3. Исследованы электрофизические свойства структур кубического карбида кремния на кремнии. Показано наличие в структуре ЗС-8Ю/81 резкого р-я-перехода, что достаточно для создания чувствительных элементов бифункционального датчика температура-деформация.
4. Составлена система дифференциальных уравнений, описывающих диффузионное легирование гетероструктур ЗС-8Ю/81 примесями с учетом внутреннего электрического поля, для численного решения которой разработана оригинальная программа, позволяющая получать решение в виде распределения концентраций легирующих примесей фосфора, бора, галлия, напряженности внутреннего электрического поля, электронов и дырок по структуре ЗС-81С/81 и глубины залегания р-и-перехода.
5. Приведены в сравнение экспериментальные значения глубины залегания р-я-перехода в гетероструктуре ЗС-8Ю, составившие
0,98 - 1,28 мкм (± 0,15 мкм), и теоретически рассчитанные по диффузионной модели эндотаксии с учетом внутреннего электрического поля, 0,87 — 1,5 мкм, что говорит о согласовании теоретических и экспериментальных результатов;
6. Полученные в настоящей работе результаты по моделированию диффузионных процессов могут служить основой для подбора оптимальных технологических режимов проведения процесса легирования, что позволит получить структуру ЗС-8Ю/81 с необходимыми параметрами посредством модифицирования типа проводимости пленки.
7. Отработаны и оптимизированы основные режимы формирования топологии чувствительного элемента датчика, омических высокотемпературных контактов к функциональным компонентам структуры чувствительного элемента датчика температура-деформация, а также термокомпрессии выводов к контактным площадкам, представляющие собой принципиальную схему технологических операций, которые необходимы для изготовления чувствительного элемента бифункционального датчика температура-деформация.
8. Измерен продольный коэффициент тензочувствительности, достигающий максимального значения 50 при комнатной температуре. Показано, что сжимающие деформации приводят к уменьшению сопротивления, а деформация исследуемых образцов не выходит за пределы области упругих деформаций до е = 2,5 • 10-4 при указанных толщинах пленки, (ТКС) аКср = 5,6-10-3 1/°С.
9. Для гетероструктур р-81С/п-81 на подложке КЭФ-4,5(111) температурный коэффициент напряжения при рабочем токе 1,5 мА составляет с1У1с1Т = 6,7 мВ/град. Преобразователь температуры обладает высокотемпературной стабильностью, работает в области повышенных температур до 350°С.
Ю.Выполнены испытания раздельных компонентов чувствительного элемента бифункционального датчика температура-деформация. Коэффициент тензочувствительности при уровне легирования карбида
17 —3 кремния 10 см зависит от температуры, т.к. область объемного пространственного заряда смещена в область кремния, поэтому для испытаний и исследований следует использовать структуры n-p-p-SiC/p-Si (100), р-n-p-SiC/n-Si (111).
1. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур // ФТП. Т. 1. № 6. 1998. С. 3-18.
2. Growth at High Rates and Characterization of Bulk 3C-SiC Material / G. Ferro et al. // Silicon Carbide and Related Materials. 2002. P. 831-834.
3. Properties of Free-Standing 3C-SiC Monocrystals Grown on Undulant-Si (001) Substrate / H. Nagasawa et al. // Silicon Carbide and Related Materials. 2002. P. 177-181.
4. Исследование оптико-электрических свойств карбидосодержащих тонких пленок на основе кремния / А.П. Беляев и др. // Письма в ЖТФ. 2006. Т. 32. № 10. С. 1-6.
5. Методика эпитаксиального наращивания кубического карбида кремния на кремнии по технологии CVD / А.В. Матузов и др. // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2007. № 3. С. 22—26.
6. Bittencourt С. Formation of a SiC buffer layer by reaction of Si (100) with methane and hydrogen plasma // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. V.32. P. 2478-2482.
7. Sublimation-Grown Semi-Insulating SiC for High Frequency Devices / St. G. Muller et al. // Silicon Carbide and Related Materials. 2002. P. 216-219.
8. Зубрилов A.C. Электрические свойства гетеропереходов 3C-SiC/Si // ФТП. 1994. Т. 28. №. 10. С. 1742-1749.
9. Epitaxial growth and electrical characteristics of cubic SiC on silicon / S. Ni-shino et al. // J.Appl.Phys. 1987. V. 61. № ю. P. 4889-4893.
10. Палатник Л.С., Папиров И.И. Ориентированная кристаллизация. М.: Металлургия, 1964. 408 с.
11. Baliga B.J. In: Proc. 6th Int. Conf. Silicon Carbide and Related Materials // Kyoto, Japan, 1995. V. 142. P. 1.
12. Лебедев А.А. Центры с глубокими уровнями в карбиде кремния: обзор. // ФТП. 1999. Т. 33. №. 2. С. 129-155.
13. Лебедев A.A., Сбруев C.B. SiC-электроника: прошлое, настоящее, будущее // Элементная база электроники. 2006. № 5. С. 28-41.
14. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Проблемы физики и технологии широкозонных полупроводников. Л., 1980. 122 с.
15. Transactions Second Int. High Temp. Electron. Conf. / B.M. Brown et al. // Sharlotte, NC, USA, 1994. V. 1. P. 11-17.
16. Зеленин B.B., Корогодский М.Л., Лебедев A.A. Некоторые аспекты газофазной эпитаксии карбида кремния // ФТП. 2001. Т. 35. №. 10. С. 1169-1171.
17. Лебедев A.A., Челноков В.Е. Широкозонные полупроводники для силовой электроники // ФТП. 1999. Т. 33. № 9. С. 1096-1099.
18. Vodakov Y.A. and Mokhov E.N., Patent USSR № 403275. 1970. Patent France № 7409089.19. 3C-SiC /?-я-структуры, полученные методом сублимации на основе подложек 6H-SiC / A.A. Лебедев и др. // ФТП. 2003. Т. 37. № 4. С. 499-501.
19. Особенности роста жидкофазных эпитаксиальных слоев карбида кремния в вакууме / Д.А. Бауман и др. // ФТП. 2001. Т. 35. № ю. С. 1184-1187.
20. Tairov Y.M., Raithel F.I. and Tsvetkov V.F. Silicon carbide solubility in tan and gallium // Neorganicheskie Materiali. 1982. P. 1390-1391.
21. Fissel A., Schröter В., Richter W. Low-temperature growth of SiC thin films on Si and 6H-SiC by solid-source molecular beam epitaxy // Appl. Phys. Lett. 1995. V. 66. P. 3182-3184.
22. Получение тонких пленок кубического карбида кремния термическим разложением метилтрихлорсилана в водороде / Л.М. Иванова и др. // Неорганические материалы. 2005. Т. 41. № 3. С. 1-4.
23. Yoshinobu Т., Fuyuki Т., Matsunami Н. Interface modification by hydrocarbon gas molecular beams in heteroepitaxy of SiC on Si // Jpn. J.Appl.Phys. 1991. № 6 (B). P. L1086-L1088.
24. Carbonization process for low-temperature growth of 3C-SiC by the gas-source molecular beam epitaxial method / S. Motoyama et al. // J. Appl. Phys. 1990. V. 68. № l.P. 101-106.
25. Kitabatake M. 3C-SiC (001)/Si (001) interface formation by carbonization: simulations and experiments // Technical Digest of Int. Conf. on SiC and Related Materials. ICSCRM-95, Kyoto, Japan, 1995. P. 329.
26. Kitabatake M. Single phase 3C-SiC( 001)/Si (001) growth by surface controlled epitaxy // Technical Digest of Int. Conf. on SiC and Related Materials. ICSCRM-95. Kyoto, Japan, 1995. P. 177.
27. Lilov D.S., Tairov Y.M. Tsetkov V.R. Study of silicon carbide epitaxial growth kinetics in the SiC-C system // Ciystal Growth. 1979. V. 46. P. 269.
28. Neudek P.G. Powell J.A. Performance limiting micropipe defects in silicon carbide wafers // IEEE Electron Device Lett. 1994. V. 15. P. 63-65.
29. High temperature chemical vapor deposition of SiC / O.Kordina et al. // Appl. Phys. Lett. 1996. V 69. P. 1496-1458.
30. Allendorf M. D. Equilibrium predictions of the role of organosilicon compounds in the chemical vapor deposition of silicon carbide // Electrochem. Soc. 1993. V. 140. P. 747-753.
31. Heteroepitaxial p-SiC on Si / Y. Furumura et al. // J. Electrochem. Soc. 1988. V. 135. №5. P. 1255-1260.
32. Nagasawa H., Yamaguchi Y. Suppression of etch pit and hillock formation on carbonization of Si substrate and low temperature growth of SiC // J. Cryst. Growth. 1991. V. 115. P. 612-616.
33. Kim H.J., Davis R.F. Theoreticaly predicted and experimentally determined effects of the Si/(Si+C) gas phase ratio on the growth and' character of monocrystalline beta silicon carbide films // J. Appl. Phys. 1986. V. 60. № 8. P. 2897-2902.
34. Growth mechanism of 3C-SiC at a low temperature region in low-pressure-CVD / Y. Hattori et al. // J. Cryst. Growth. 1991. V. 115. P. 607-611.
35. Addamiano A., Klein P.H. Chemically formed buffer layers for growth of cubic silicon carbide on silicon single crystals //J. Cryst. Growth. 1984. V. 70. P. 291-294.
36. Interface structures in beta-silicon carbide thin films / S.R. Nutt et al. // Appl. Phys. Lett. 1987. V. 50. № 4. P. 203-205.
37. Electrical characterization of SiC/Si heterostructures formed by rapid thermal carbonization of Si / G. Stoykov et al. // Technical Digest of Int. Conf. on SiC and Related Materials. ICSCRM-95. Kyoto, Japan, 1995. P. 326-327.
38. Epitaxial Growth of SiC layers by sublimation Sendwich method 1 / Yu. A. Vo-dakov et al. // Cryst. Res. & Techn. 1979. № 14 (6). P. 729-741.
39. Epitaxial Growth of SiC layers by sublimation Sandwich method II / E.N. Mok-hov et al. // Cryst. Res. & Techn. 1981. № 16 (8). P. 879-886.
40. Kruangam D., Endo Т., Degushi M. Amorphous Silicon carbide thin film emitting diode // Opto-electron-Dev. and Technol. 1986. № 1. P. 67-84.
41. Бережинский Л.И., Власкина С.И., Ивашенко Л.А. Пленки карбида кремния, полученные плазмохимическим осаждением // Оптоэлектрон. и полупр. техн. 1990. № п. с. 46-51.
42. Deguchi М., Kitabatake М., Hirao Т. Synthesis of р—SiC layer in Silicon by carbon ion «Hot» implantation // Jpn. J. Appl. Phys. 1992. V. 31. № 2 (A). P. 343-347.
43. Исследование образования монокристаллических слоев р—SiC на Si методом высокоинтенсивного ионного легирования / П.А. Александров и др. // ФТП. 1987. № 5. С. 920-922.
44. Kostjuhin I.M., Sotirchos S.V., Chemical Vapor Codeposition of SiC and С from Mixtures of Methyltrichlorosilane and Ethylene in Hydrogen // Ind. Eng. Chem. Res. 2001. № 40. P. 2586-2596.
45. Nucleation and Growth of 3C-SiC Films on Si (100) Substrate / V. Radmilovic et al. // Diamond and Related Materials. 2007. № 16. P. 74-80.
46. Single-source CVD of 3C-SiC films in a LPCVD Reactor Part II: Reactor Modeling and Chemical Kinetics / G. Valente et al. // Journal of the Electrochemical Society. 2004. № 151 (3). P. 215-219.
47. Single-source chemical vapor deposition of ЗС-SiC films in a LPCVD Reactor Part I: Growth, Structure and Chemical Characterization / M.B J.Wijesundara et al. // Journal of the Electrochemical Society. 2004. № 151 (3). P. 210-214.
48. Комов А.Н., Чепурнов В.И. Способ получения эпитаксиальных пленок карбида кремния / АС СССР №731113 от 21.08.1980.
49. Комов А.Н., Чепурнов В.И., Фридман Т.П. Тензопреобразователи на основе гетероструктуры ß-SIC/SI // Материалы III международного семинара ISSCRM-2000 «Карбид кремния и родственные материалы». Великий Новгород. 2000. С. 108-109.
50. Чепурнов В.И., Кузнецов К.В., Комов А.Н., Сивакова К.П. Разработка нового способа получения гетероструктур для приборов высокотемпературной электроники: Per. номер 0120.0 504253 от 30.04.2008. 219 с.
51. Кукушкин С.А., Осипов A.B. Новый метод твердофазной эпитаксии карбида кремния на кремнии: модель и эксперимент // ФТТ. 2008. Т 50. № 7. С. 1188-1195.
52. Кукушкин С.А., Осипов A.B., Феоктистов H.A. Способ получения изделия, содержащего кремниевую подложку с пленкой из карбида кремния на ее поверхности. Заявка на патент РФ № 2008102398 (приоритет 22.01.2008).
53. Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Анализ точечного дефектообразования в гомогенной фаза SiC формирующейся в процессе эндотаксии гетероструктуры SiC/Si // Вестник СамГУ № 9 (49). Самара: Самарский университет. 2006. С. 72-91.
54. Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Модель явлений переноса в системе Si-C-H при гетероэндотаксии структур SiC/Si // Вестник СамГУ № 6. Самара: Самарский университет. 2008. С. 367-378.
55. Курганская Л.В. Свойства гетероструктур карбида кремния на кремнии и изоляторе в области сверхвысоких частот: Диссертация кандидата физико-математических наук: 01.04.10. Самара.: СамГУ. 2009. 122 с.
56. Иванов А.Н., Челноков И.Р. Полупроводниковый SiC — технология и приборы. //ФТП. 1995. Т. 29. № 11. С. 1921-1943.
57. On the electronic conduction of a-SiC crystals between 300 and 1500 К / H. Van Daal et al. // J. Phys. Chem. Solids. 1963. V. 24. P. 109-127.
58. Легирование карбида кремния элементами третьей подгруппы при росте кристаллов из паровой фазы / E.H. Мохов и др. // Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1984. Т. 20. № 8. С. 1383-1386.
59. Водаков Ю.А., Ломакина Г.А., Мохов E.H. Нестехиометрия и политипизм карбида кремния // ФТТ. 1982. Т. 24. С. 1377-1383.
60. Balandovich V.S., Mokhov E.N. Transactions Second Int. High Temp. Electron. Conf. // Charlotte NC, 5-10 USA, 1994. V. 2. P. 181.
61. Electrical properties of a p-n-n+ structure formed in silicon carbide by implantation of aluminum ions / Yu.A. Vodakov et al. // Soviet Physics. Semiconductors. September 1987. V. 21.1. 9. P. 1017-1020.
62. Abstracts Int. Conf. on SiC, III Nitrides and Related Materials / T. Troffer et al. // Stockholm, Sweden, 1997. P. 601.
63. Hall effect and infrared absorption measurements on nitrogen donors in 6H-silicon carbide / W. Suttrop et al. // J. Appl. Phys. 1992. V. 72. P. 3708.
64. Swiderski I., Szczutowski W., Niemyski T. Preparation of nitrogen-doped and phosphorus-doped epitaxial a-SiC layers on silicon carbide crystals // J. Ciyst. Growth. 1974. V. 23. № 3. P. 185-189.
65. Легирование карбида кремния фосфором и индием / Ю.А. Водаков и др. // Легирование полупроводников. М.: Наука, 1982. 89 с.
66. Атомная диффузия в полупроводниках, под ред. Д. Шоу. М.: Мир, 1975. 246 с.
67. Fair R.B. In: Impurity doping processes in silicon, ed by F.F.Y. Wang. North-Holland Publishing Company, 1981. ch. 7.
68. Парамагнитные и электрические свойства трансмутационной примеси фосфора 6H-SiC / А.И. Вейнгер и др. // ФТТ. 1986. Т. 28. № 6. С. 1659-1664.
69. Диффузия фосфора в карбиде кремния / Е.Н. Мохов и др. // ФТТ. 1992. Т. 34. №6. С. 1956-1958.
70. Бандман О.Л. Отображение физических процессов на их клеточно-автоматные модели II Вестник Томского государственного университета. 2008. № 2 (3). С. 5-17.
71. Toffolli Т. Cellular automata as an alternative to (rather than approximation of) differential equations in modeling physics // Physica D. 1984. V. 10. P. 117-127.
72. Wolfram S.A new kind of science. Champaign, 111., USA: Wolfram Media Inc., 2002. 1200 p.
73. Kinetic Monte Carlo simulation of SiC nucleation on Si (111) / A.A. Schmidt et al. // J. Physica status solidi (A). 2004. V. 201. № 2. P. 333-337.
74. Исследование начальных стадий роста нанокластеров карбида кремния на подложке кремния / Ю.В. Трушин и др. // Письма в ЖТФ. 2004. Т. 30. № 15. С. 48-54.
75. Бубенников А.И. Моделирование интегральных технологий, приборов и схем. М.: Высшая школа, 1989. 320 с.
76. VLSI Process Modeling-SUPREM III / C.P. Ho et al. // IEEE Transactions of Eelctron Devices. 1983. V. ED-30. № 11. P. 1438-1453.
77. Лебедев A.A., Давыдов С.Ю. Вакансионная модель процесса гетерополи-типной эпитаксии SiC // ФТП. 2005. Т. 39. № 3. С. 296-299.
78. Гадияк Г.В. Диффузия бора и фосфора в кремнии при высокотемпературной ионной имплантации // ФТП. 1997. Т. 31. № 4. С. 385 389.
79. Александров О.В. Модель высоко- и низкотемпературной диффузии фосфора в кремнии по дуальному парному механизму // ФТП. 2001. Т 35. № 11. С.1289-1298.
80. Александров О.В. Моделирование концентрационной зависимости диффузии бора в кремнии // ФТП. 2004. Т. 3. № 3. С. 270-273.
81. Влияние внутреннего электрического поля на диффузию примесей в полупроводниках / В:В. Васькин и др. // ФТТ. 1966. Т. 8. № 12.
82. Pokoeva V.A. Ionized Impurity diffusion in a semiconductor// Phys. stat. sol. (B) 169. 1992. kl. p. kl-k6.
83. Lehovec К., Slobodskoy A. Diffusion of charged particles into a semiconductor under consideration of the built in field // Sol. St. Electr. 1961. V. 3. № 1. P. 4550.
84. Малкович Р.Щ., Покоева B.A. Диффузия заряженной примеси в полупроводнике //ЖТФ. 1979. Т. 49. № 1. С. 47-54.
85. Малкович Р.Ш. Математика диффузии в полупроводниках. СПб.: Наука, 1999. 390 с.
86. Бордина Н.М., Васильев A.M., Попов Д.А. Влияние внутреннего поля на диффузию в полупроводниках // ФТТ. 1966. Т. 8. №. 7. С. 248-250.
87. Новиков A.A., Петров В.М. Машинное моделирование оптимальных режимов диффузионных процессов // Электронная промышленность. 1984. № 9. С. 28-32.
88. Тейтельбаум А.З., Ходунова A.B. Одновременное моделирование процессов ионного легирования и диффузионного перераспределения примесей в кремнии // Электронная промышленность. 1984. № 9. С. 41-45.
89. Галанин Н.П., Малкович Р.Ш. Математическое моделирование диффузии двух заряженных примесей в полупроводнике с учетом внутреннего электрического поля // ФТП. 1995. Т. 20. № 5. С. 1451-1456.
90. Александров О.В., Криворучко A.A. Влияние внутреннего электрического поля на совместную диффузию примесей в полупроводниках // Изв. СПбГЭ-ТУ (ЛЭТИ). Сер. Физика тв. Тела и электроника. 2002. № 1. С. 20-24.
91. Криворучко A.A. Моделирование диффузии примесей в полупроводниках при неравновесных условиях: Диссертация кандидата физико-математических наук: 01.04.10. СПб.: СПбГЭТУ (ЛЭТИ). 2006. 104 с.
92. Чепурнов В.И. Способ получения карбида кремния / АС СССР №1436544 от 08.07.1988.
93. Комов А.Н., Чепурнов В.И.' Способ получения эпитаксиальных пленок карбида кремния / АС СССР №731113 от 21.08.1980.
94. Чепурнов В.И. Способ самоорганизующейся эндотаксии моно ЗС-SiC на
95. Si подложке / РФ № 2005139163/28 от 15.12.2005.
96. Получение и исследование гетероструктур карбида кремния на кремнии с целью разработки высокотемпературных полупроводниковых датчиков / А.Н. Комов и др. //В сб. Технические средства исследования мирового океана. Владивосток, 1994. С. 43-46.
97. Гетероэпитаксиальные слои ЗС-SiC на кремнии, полученные с использованием твердофазного кремния и углерода / Ш.Р. Атажанов и др. // Тез. докл. междунар. семинара Полупроводниковый карбид кремния и приборы на его основе, Новгород, 1995. С. 25-26.
98. Комов А.Н., Чепурнов В.И., Фридман Т.П. Гетероструктуры ß-SiC/Si для высокотемпературной электроники // Материалы III межд. совещ. по карбиду кремния и сопутствующим материалам. Н. Новгород, 2000. С. 86-88.
99. Комов А.Н., Чепурнов В.И., Сивакова К.П. Влияние легирующей примеси на распределение точечных дефектов в гетероструктуре SiC/Si // Вестник Сам-ГУ № 6. Самара: Самарский университет. 2008. С. 352-366.
100. Комов А.Н., Чепурнов В.И., Фридман Т.П. Термопреобразователи на прямосмещенном барьере структуры ß-SiC/Si // Материалы III межд. семинара ISSCRM-2000 «Карбид кремния- и родственные материалы». Великий Новгород, 2000. С. 106-107.
101. Jocobson К.A. Growth, texture and surface morphology of SiC layers // J.
102. Electrochem. Soc.: Solid State Science. 1971. V. 118. № 6. P. 1001-1006.
103. Конуэлл Э. Кинетические свойства полупроводников в сильных электрических полях. М.: Мир, 1970. 384 с.
104. Ferry D.K. High-field transport in wide-band-gap semiconductors // Phys. Rew. В1. 1975. V. 12. P. 2361-2369.
105. High-temperature electrical properties of 3C-SiC epitaxial layers grown by chemical vapor deposition / K. Sasaki et al. // Appl. Phys. Lett. 1984. V. 46. № 1. P. 72-73.
106. Temperature dependence of electrical properties of n- and p-type 3C-SiC / M. Yamanaka et al. // J. Appl. Phys. 1987. V. 61. № 2. P. 599-603.
107. Temperature dependence of electrical properties of nitrogen-doped 3C-SiC / M. Yamanaka et al. // Jap. J. Appl. Phys. 1987. V. 5. P. L533-L535.
108. Shor J.S. High temperature ohmic contact metallizations for n-type 3C-SiC // J. Electrochem. Soc. 1994. V. 141. P. 579-582.
109. Strata FIB 205 xP Manual Set. FEI Company. 2000.
110. Лучинин B.B., Савенко А.Ю., Тагаченков A.M. Методы микро- и нано-размерной обработки материалов и композиций // Петербургский Журнал Электроники. 2005. № 2. С. 3-14.
111. Densification of ultrafine SiC powders / R. Vaben et al. // Journal of materials science. 1996. V. 31. P. 3623-3637.
112. Controlled Synthesis of b-SiC Nanopowders with Variable Stoichiometry Using Inductively Coupled Plasma / Y. Leconte et al. // Plasma Chem Plasma Process, 2008. V. 28. P. 233-248.
113. Surface and interface characteristics of SiC coatings by chemical vapor deposition / Liu Rong-Jun et al. // Journal of materials science. 2005. V. 40. P. 2109-2111.
114. Ustin S.A., Long С. Ho W. Supersonic jet epitaxy of silicon carbide on silicon using methylsilane // Solid-State Electronics. 1998. V. 42. № 12. P: 2321-2327.
115. Эндрюс К.А. Электронограммы и их интерпретация. М.: Мир, 1971. С. 256.
116. Чепурнов В.И., Фридман Т.П. Высокочувствительный датчик температуры на основе гетероэпитаксиальной структуры SiC/Si // Микросистемная техника. 2002. № 2. С. 17-21.
117. Гетероэпитаксиальные слои 3C-SiC на кремнии, полученные с использованием твердофазного кремния и углерода / Ш.Р. Атажанов и др. // Тез. докл. междунар. семинара «Полупроводниковый карбид кремния и приборы на его основе». Новгород, 1995. С. 25-26.
118. Пул Ч. мл., Оуэне Ф. Нанотехнологии. Москва. Техносфера, 2006. 336 с.
119. Koleske D.D., Gates S.M. Atomic layer epitaxy of Si on Ge (100): Direct recoiling studies of film morphology // J Appl. Phys. 1994. V. 76 P. 1615.
120. Структура и спектры комбинационного рассеяния света сверхрешеток Ge-Si, выращенных гидридным методом / Л.К. Орлов и др. // ФТТ. 1994. Т. 36. С. 726-821.
121. Cunningham В., Chu J.O., Akbar S. Heteroepitaxial growth of Ge on (100) Si by chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett. 1991. V. 59. P: 3574.
122. Proc. 23rd Int. Symp. on Compound Semicond (ISCS-23) / L.K. Orlov et al. // St. Petersburg, Russia (1996). Inst, of Phys., ublishing, Bristol and Philadelphia (1997). V. 155. P; 205.
123. Сугано Т., Икома Т., Такэиси E. Введение в микроэлектронику. Мир, М. 1988. 320 с.
124. Kimura A., Lee С. А. // Solid-State Electron. 1975. V. 18. P. 901.
125. Морфология гетероэпитаксиальных пленок (З-SiC, выращенных на Si(l 11) методом химической конверсии в вакууме из паров гексана / JI.K. Орлов и др. // ФТТ. 2007. Т. 49. № 4. С. 596 601.
126. Pecz В. Proc. Xth Int. Workshop on Semiconductor Crystals (SEMINAN-2005). Budapest, Hungary, 2005. V. 1. P. 95.
127. Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников. М.: Наука, 1977. 368 с.
128. Баитова Е.А., Ватопедский А.Н., Селиверова А.Д. Спектроскопические методы исследования для анализа качества приборов // Вопросы атомной науки и техники. 2005. В. 1 (22). С. 2-8.
129. Lysenko V., Barbier D., Champagnon В. Stress relaxation effect in porous 3C-SiC/Si heterostructure by micro-Raman spectroscopy // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 79. № 15. P. 2366-2368.
130. Аззам P. Башара H. Эллипсометрия и поляризованный свет. М.: Мир, 1981.415 с.
131. Лучинин В.В., Панов М.Ф. Эллипсометрческий контроль параметров тонкослойных структур при создании приборов на основе системы SiC-AIN // Микроэлектроника. 2002. Т. 31. № 2. С.129-134.
132. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. M.: Советское радио, 1982. 152 с.
133. Many Y., Goldstein A. Auger electron spectroscopy for quantitative analysis // Appl. Phys. Lett. 1988. V. 53. № 3. P. 192-194.
134. Handbook of auger electron spectroscopy / E.David et al. // Physical Electronics Industries Inc. 6509 Flying Cloud Drive Eden Praire, Minessota 55343. 1976.
135. Shar J.S. Zhang X.G., Osgood R.M. Laser-assisted photoelecrtochemical etching of n-type beta-SiC // J. Electrochem. Soc. 1992. V. 139. № 4. P. 1213-1216.
136. Harris L A. Analysis of materials by electron-excited Auger electrons // J. Appl. Phys. 1968. V. 39. P. 1419-1427.
137. Heterojunction Diodes in 3C-SiC/Si System Grown by Reactive Magnetron Sputtering: Effects of Growth Temperature on Diode Rectification and Breakdown / Q. Wahab et al. //Journal of Electronic Materials. 1996. V. 25. № 9. P. 1495-1500.
138. Sze S.M. Physics of semiconductor devices, 2nd edn. New York: Wiley Interscience, 1981. 456 p.
139. Hossain M., Yun M., Korampally V., Gangopadhyay S. Low temperature crystallization of amorphous silicon carbide thin films for p-n junction devices fabrication //J Mater Sci: Mater Electron. 2008. V. 19. p. 801-804.
140. Годунов C.K., Рябенький B.C. Разностные схемы. M.: Наука, 1973. 400 с.
141. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1983. 616 с.
142. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии: пер. с англ. / Д. Бриггс, М.П. Сиха. М.: Мир, 1987. 600 с.
143. Диффузия бора в карбиде кремния / Е.Н. Мохов и др. // ФТП. 1972. Т. 6. № 3. С. 482-487.
144. Василевский М.И., Пантелеев В.А. Влияние собственного электрического поля на диффузию элементов у группы в кремнии // ФТТ. 1984. Т. 26. № 1. С. 60-64.
145. Васькин В.В., Усков В.А., Широбоков И.Я. Влияние внутреннего электрического поля на диффузию примесей в полупроводниках // ФТТ. 1965. Т. 7. № 11. С. 157-164.
146. Фридман Т.П. Свойства гетероэпитаксиальных структур 3C-SiC/Si, полученных химическим газотранспортным методом, и тензопреобразователи на их основе: Диссертация кандидата физико-математических наук: 01.04.10. Самара.: СамГУ, 2002. 150 с.
147. Исследование путей создания компонентов многофункциональных цифровых, датчиков на основе карбида кремния / Г.П: Яровой // ДСП per. номер 1603714 от 06.06.2005. 126 с.
