Влияние термообработки и радиации на электрофизические свойства кремния, легированного платиной тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

институт ядерной физики

РГБ ОД

На правах рукописи

2 - шр ьи

АЛ И К УЛОВ Муйсин Норгошевич

УДК 621.315.592.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ И РАДИАЦИИ НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЯ, ЛЕГИРОВАННОГО ПЛАТИНОЙ

Специальность 0'1.04.07—«Физика твердого тела>

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стеиенн кандидата физико-математических наук

Ташкент—1999 г.

Работа выполнена в Институте ядерной физики АН РУз.

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РУз, член-

корр. АН РУз, д. ф.-м. н., профессор, лауреат премии им. А. Р. Беруни ЮНУСОВ м. с.

Официальные оппоненты: д. ф.-м. п., профессор ВЛАСОВ С. И.

к. ф.-м. к., с. н. с. УМАРОВА Ф. Т.

Ведущая организация: НПО «Физика—Солнце» им. С. А. Азимова,

Физико-технический институт АН РУз им. С. В. Стародубцева.

Защита диссертации состоится « 11 > 1999 го-

да в 14°° часов на заседании специализированного совета Д.015.15.01. по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук в Институте ядерной физики АН РУз по адресу: 702132, г. Ташкент, пос. Улугбек, ИЯФ АН РУз,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЯ<Е АН РУз.

Автореферат разослан « СЮ » фе&Ьсхп$_1999 года.

Ученый секретарь

специализированного совета ¡х & ■

доктор физ.-мат. наук ХАКНМОВ 3. М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность твмы. Процесс изготовления полупроводниковых приборов на основе кремния, включающий в себя различные термические и радиационные обработки, сопровождается изменениями его электрофизических свойств. В то же время к полученным полупроводниковым приборам предъявляются жесткие требования по стабильности их параметров при различных внешних воздействиях (в т.ч. температуры и радиации).

Одним.из перспективных способов управления электрическими параметрами кремния является легированна его примесями, создающая! глубокие энергетические уровни (ГЭУ). Поэтому одним из вакных направлений исследований в области {изики полупроводников является изучение влияния внешних воздействий на электрофизические свойства кремния, легированного глуОокоуровкавыми примесями. Такие исследования позволяют установить характер взаимодействия примесных атомов с первичными радиационными и термическими дефектами.

С другой" стороны, исследования электрофизических свойств кремния с ГЭУ показывают чрезвычайно активное взаимодействие этих примесей с технологическими примесями л с собственными дефектами кристаллической решетки в процессе различных обработок. Эта проблема является достаточно важной и сложной, и поэтому до настоящего времени в литературе имеется лишь ограниченное число работ для ограниченного числа примесей. Поэтому развитие исследований в этом направлении с помощью наиболее простых, но в то же время достаточно информативных методов является актуальным.

что в литературе имелись работы по исследованиям электрофизических свойств 31<РО, в которых были:

-определены коэффициенты диффузии Г Ю~б см2.с-1) и растворимость (2.1016 см-3) платины в кремнии при 1250° С;

-обнаружены в БКЛ^ несколько доноршх и акцепторных центров: Е^+0,21 ЭВ, Еу+0,30 эВ, Е^+0,36 эВ, Е^+0,41 эВ, Ес~0,19 эВ. Ес-0,25 эВ, Ес-0,31 эВ, Ес-0,3б эВ, Ес-0,53 эВ;

-установлено эффективное влияние Р1 на время жизни носителей заряда и показана перспективность применения ЭЗхРЪ для изготовления быстродействующих полупроводниковых приборов;

-выявлено существенное влияние К нз процессы радиационного

дефэктообразования в кремнии п-иша: с увеличением концентрации в n-SKP.Pt> скорость удаления носителей падает относительно нелещрованного материала с близкой концентрацией носителей заряда.

Однако к моменту начала данных исследований ряд важных вопросов, касающихся электрофизических свойств БЗхРЪ, подвергнутых внешнему воздействию (термообработке и радиации),, оставался невыясненным.

В• связи с этим в диссертации была сформулирована следующая щль: установить поведение центров платины в кремнии при различных условиях легирования и выяснить влияние Рг на кинетику, а также на механизм радиационного дефэктообразования в кремнии.

Для достижения указанной цели были поставлены .следующие задачи: '

■ -изучить поведение примеси платины в кремнии в зависимости от скорости последиффузионного охлаждения и влияние совместного легирования платиной, и Си, Ре, а также Се;

-изучить-кинетику термического распада центров платины в кремнии р-типа в зависимости от концентрации

-изучить процессы дефекгообразования в кремнии, легированном ■ платиной, роль собственных мавдоузальных атомов в этом процессе и зависимость этого процесса от концентрации легирующей платины;

-исследовать елияшэ радиации на термочувствительном^ тэрмо-резисторов, изготовленных на основе p-SlcP.Pt>. Научная новизна и практическая ценность работы Обнаружено увеличение концентрации ' центров платины Ес-0,25 эВ и Еу+0,36 эВ в медленно охлавдбнннх образцах, по сравнению с быстро охлажденными. Этот факт объясняется эффективным.взаимодействием- атомов с вакансиями, освободившимися в результате распада комплексов "вакансии+атомы неконтролируемых примесей" в процессе . охлаждения. . ■

Установлена зависимость температуры полного распада центров Р£ от концентрации атомов Рг: с увеличением концентрации атомов К увеличивается температура распада. ■

Выявлены закономерности накопления радиационных дефектов (РД) в кремнии р-типа, легированном платиной, в зависимости от концентра щш атомов Р1, которые обусловлены радиационным распадом комплексов [7+ш а ИШ.

Обнцругено возрастание скорости удаления носителей в первком-

пенсированном р-БиР.РЬ с ростом концентрации атомов платины,-которое, по нашему мнению, обусловлено уменьшением степени микронеоднородности по проводимости.

Показана возможность использования перекомпенсированного р-31<Р,Р1;> в качестве термоуправляемых полупроводниковых терго-резисторов.

¡.Результаты исследований электрических свойств Е1<Р1;> в зависимости от режима закалка и повторной термообработки при различных уровня! легирования:

-увеличение концентрации центров Р1; Ес-0,25 эВ и Е^лО.Зб эВ в кремнии с понижением скорости лоследай&узионного охлаждения, обусловленное взаимодействием атомов Рг с продуктами распада мета-стабильных центров (особенно с вакансиями) в процессе охловдения;

-повышение температуры распада центров Р1 Еу+0,36 эВ с ростом концентрации атомов Рг, которое реализуется по мере уменьшения концентрации комплекса [Р^ГеЗ в кремнии р-тшта.

2.Результаты исследования влияния примесей Си.и Се на эффективность образования центров в кремнии р-тшта, которые анализируются на основе представлений о квазихимдческих реакциях взаимодействия атомов Си и Се с атомами

3.Установленные закономерности кинетики накопления радиационных дефектов 17+0,36 эВ и Е?40,Д4 эВ в р-51<В,Р1;> в зависимости от концентрации атомов И, которые обусловлена радиационным распадом комплексов №ПЗ и [7+11, образовавшая в процессе диффузионного легирования кремния платиной.

4.Выявленные закономерности изменения скорости удаления носителей в перекомдансироввнном р-51<Р,РЪ в зависимости от концентрации основной легирующей примеси (Р) и легирующей примеси Р1;: при постоянной концентрации фосфора (Ир^сопз1;) с ростом концентрации атомов Р1 скорость удаления растет, а при Ыр1;=сопаг с ростом концентрации атомов фосфора скорость удаления носителей в р-31<Р,Р1;>, наоборот, уменьшается. Анализ показывает, что эти данные могут быть объяснены существующими представлениями о наличии микронеоднород-ностей по проводимости в"объема материала.

5.Рекомендации по практическому применению р-31<Р,Р1;> для изготовления радиационно стойких полупроводниковых приборов, в частности терморэзисторов.

Достоверность результатов. работы обеспечена комплексным применением современных апробированных методов физического эксперимента и их согласием с теоретическими представлениями о физике этих явлений.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на Международной конференции "Современные проблемы физики полупроводников и диэлектриков", посвященой 25-летат кафедры физики полупроводников л диэлектриков ТашГУ им. М.Улугбека (Ташкент,

1995 г); I Всероссийской конференции по материаловедению и физико-химическим основам технологии получения легированных монокристаллов кремния {Москва, 1996 г.); 9-ой Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов РФХ-9 (Томск,

1996 г); ' Международной конференции "Актуальные проблемы физики полупроводниковых приборов" (Ташкент, (997 г); П-Рвспубликанской конференции "Современные проблемы ядерной физики" (Самарканд, 1997 г), а также на научных семинарах лаборатории радиационной физики полупроводников № АН РУз.

Пубткйцш. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, список которых приведен в конце автореферата. •

Птруктуря и состав рдботн. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, имеет 25 рисунков, 12 таблиц и список литературы, состоящий из 168 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ ^п тйпйтт обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи диссертации, научная новизна исследований, их практическая значимость, а также приведены сведения об апробации "работы, публикациях, структуре и объеме диссертации.

р тарной главе лриведен краткий литературный обзор по основным свойствам глубоких примесных центров и радиационных дефектов в кремнии. Анализ литературных данных'показывает, что определенные различными авторами значения энергии ионизации, сечения захвата электронов и дырок и других параметров ГУ для .ряда примесей имеют большой разброс. Кроме того, .слабо исследованы межпримесное взаимодействие, взаимодействие примесей с РД, влияние повторной термообработки, влияние упругой деформации на свойства примесных центров с ГУ в 51, а также практически слабо исследованы зависимое-

?

ти свойств примесных центров от режима закалки.

Исследования радиационное физических явлений в кремнии, легированном глубокоуровневыми примесями, показывают, что примеси этого класса принимают самое активное участие в процессах дефекто-образования и вносят существенный вклад во все (физическую, физико-химическую и химическую) стадии отклика материала на радиационное воздействие. Поэтому введение такой примеси, как платина, в 51, по нашему мнению, мокет внести изменение в ход квазихимических реакций радиационного дефектообразования. •

В конце главы сделано заключение о важности проведения даль- ■ нейлих исследований в этом направлении, в частности, исследований Рг в качестве примеси в кремнии.

Во второй главе приведены условия эксперимента. Описана экспе- ' ркмедтзльлая установка для измерения спектров нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней ИШ, которая представляет собой измерительно-вычислительный комплекс, оснащенный компьютером 1БМ РС, и пригоняется для-определения энергии активации, концентрации центров и сечения захвата носителей.

Для исследований были использованы образцы кремния п- и р-ти-па с 2+10 Ом.см, выращенные методом Чохральского, с содержанием кислорода ~ 5.1017 см-3 и углерода ~ 3.1017 см-3.

Образцы вырезались в форме параллелепипеда 12x6x1,5 мм3. Пластины до легирования подвергались шлифовке порошками М-20, М-14, М-10. При этом особое внимание уделялось плоскопарэллельности и чистоте поверхности образцов. Затем образцу были тщательно промыты и очищены от поверхностного слоя, нарушенного при шлифовке (в царской водке ЗНС1+1НК03). Для осуществления диффузии на очищенную поверхность образцов наносился раствор 5-10 % РШ3 (марки ОСЧ.). Легирование Pt осуществлялось термодаффузионным способом при 850+ 1250°С в течение 10?, с доследующим медленным 5° С/мин., 1-тип) и быстрым 500° С/млн., 11-тип) 'охлаждением. При таких же условиях, отжигались и контрольные образцы. Температура измерялась плати-но-платинородиевой термопарой.

Перед исследованием объемных свойств кремния, легированного платиной, и контрольных образцов с всех сторон снимался слой толщиной 50+100 мкм. Для измерений из образцов изготавливались диоды Шоттки; при этом был использован типовой вакуумный пост ВУЛ-4, позволяющий получать в рабочем объеме вакуум ~ 10~5 Тор. Перед изго-

а

товлением диодов Шогтки пластинки легированного и нелегировашого кремния подвергались тщательной механической и химической обработке. Затем для получения барьеров Шотиси на эти пластинки напылялись Аи (для п-51) л 50 (для р-51). Омические контакты получались напылением соответственно ЙЬ - на п-Б1 л Аи - на р-31. При напылении пластины кремния нагревались до температур 80+100° С, и получались Шоттки диоды с обратным током Ш~51 при смещении ~ 10 В. Образцы для ШЗ-иэмерений имели размэры 5x5x1 ш3.

Третья глава посвящена доследованию электрофизических сеойств кремния, легированного платиной. Результаты обработки спектров пив, полученных при различных скоростях охлаждения, приведены в табл 1.

Таблица 1

Характеристика'уровней, полученных цри различных скоростях охлаждения

1ш образца Скорость охлаждения (°С/МИН) . Е,(8В) ' N (СМ-3) 0 (СМ2)

р-в1<рг> • 5 .(I). Е,=Еу+ 0,36 0,40 8.1013 4.1012 3,7.10"14 8,0.10"16

500 (II). 0,36 4,а.ю13 4,0. Ш-14

П-БКРЪ ' 5 (I) Е3=ЕС- 0,25 Е4=1с- 0,53 8,4.1013 . 7,6. Ю12 2,-З.Ю-15 •6,0. Ю-15

500 (II) %=£с- 0,19 Е3=ЕС- 0,25 Е6=Ее-0,31 Е?=ЕС- 0,34 ЕА«1П- 0,53 2,0. Ю'3 ЗьО.Ю13 . 9,0. Ю12 3.0.1012 12 3,2.10 7,5. КГ14 4,0.10"15 3,0.10~15 8,0.10~14 5,0.Ю~15

Как видно из теб.1., в образцах 1-типа наблюдаются центры с энергетическими уровнями Е1,Е2,Е3"И Е,, а в образцах П-типа, нар-

яду о центрами Et+ наблюдаются и центры с энергетическими уровнями Б5, Еб И £7.

Установлено, что концентрация центров Et и Е3 в образцах 1-ти-па в 2+3 раза больше, чем в образцах П-типа (табл.1), т.е. при медленном охлакдвнии увеличивается вероятность образования комплексов CV+Pt) за счет дополнительно образующейся вакансии при распаде центров В5* 'Ej в процессе охлаждения. В спектрах DLTS контрольных образцов никакие уровни не наблюдаются.

. Следуэт отметить, что в наших экспериментах концентрация центров с энергиями ионизации Ес-0,31 вВ и Ес-0,34 эВ сильно зависит от -условий диффузии и имеет малые значения, так что их не всегда можно обнаружить, и они наблюдались лишь отдельными авторами.

Болев стабильными центрами Pt в кремнии оказались центры с ' энергиями ионизации Ес-0,25 эВ, и Ev+0,36 эВ, хотя концентрация этих центров такта зависят от скорости последиффузиошюго охлаждения. С ростом скорости поеладяффузионного охлаздения концентрации центров Е1 и 23 уменьшаются, а концентрации центров Е5 и Е6 растут. Все сказанное вше, по нашему мнению,'можно объяснить тем, что образование того ^ или иного центра платины сильно зависит от условий диффузии: теотературя диффузии, •скорости последиффузионного охлаждения и предастории легируемого кремния.

Далее приведены результаты исследований влияния низкотемпературной обработки на электрофизические свойства p-Sl<B,Pt>. Показано, что при изохронном откиге p-SL<B,Pt> в интервале 100-м60° С концентрация, центра Е? падает, а концентрация е2 - растет, в ийтер-■ вале 180+300°С концентрация центра Е, снова начинает расти и достигает своэго начального значения. Причем такая терлическая нестабильность центра В, наблюдается при fíj^ Ю14 см-3. Когда N Е}10 14см~? значительные изменения концентрации центра не наблюдаются. Сопос тавлениа параметров уровней Е2 с уровнями железа показало, что они практически.совпадают между собой. Делается заключение, что центр ¿2 представляэт'собой'комплекс платины с неконтролируемыми примесями Fe. Это заключение'подтвердили также результаты измерения концентрации центров, после одновременной диффузии Pt+Fe, т.к. концентрация центра Е2 в образцах p-SlcB,Pt,Fe> 1,5-2 раза больше, чем в p-SKB,Pt>. • ;

.:. ' . Изучено также влияние принеси Си на поведение примесных .центров Pt в кремнии. Выбор Си обусловлен тем, что она является некой

тролируемой примесью в и исследование ее взаимодействия с другими примесями и дефектами представляет научный и практический интерес. Образцы п и р-Б1 с р=1*10 Ом.см легировались путем одновременной совместной диффузии примэсей Си4Р1: при температуре ~ 900 °С в течение 10 ч. с последующа! медленным охлавдением (5°С/мин) до комнатной температуры. Результаты показывают, что одновременная диффузия Р1 и Си приводит к уменьшению концентрации электрически активных атомов Рг на один порядок, по сравнении со случаем отдельной диффузии К, без изменения энергии ионизации центров Р1;.

Полученные результаты объясняются в рамках представлений об активном взаимодействии атомов меди с вакансиями в процессе термодиффузионного насыщения с медленным охлаждением и о влиянии этих процессов'на реализацию состояний примеси Р1;, представляющих собой комплексы с вакансиями.

С целью выяснения влияния упругих полей в Б1, обусловленных атомами Се,' ■ на эффективность образовании центров платины было исследовано влияние примесного германия на электрофизические параметры р-31<8,Ge.pt> (КСе- Ю19 см-3, 2.!015 см-3). Легирование платиной проводилось .методом термодиффузш при 900° С с последующим медленным охлаждением 5° С/мин).

Показано, что упругие деформации, вызванные вхоадением йе в кристалическую решетку кремния, приводят, во - первых, к углублению энергетического уровня центров платины, во - вторых, к значительному уменьшению эффективности их образования. В данном случав упругое поле является неоднородным и поэтому -в процессе термодиффузии РС в напряженном кристалле возникает дополнительный диффузионный поток вакансий' в сторону более сжатой части кристалла, т.е. сток вакансий приводит к компенсации напряженности кристалла вокруг Се. Поэтому, когда в такой кристалл вводится примесь, с точки зрения термодинамики, концентрация примеснах центров, связанных с вакансиями, несомненно будет меныае в р-БКВ,Се>, чем в обычном р-51<В>. Изменение энергии ионизации центра Е^Еу+0,36 эв —» Е740,38 эВ объясняется следующим образом. Если центр Рг представляет собой центр замещения, то введение внутренних упругих полей не скажется сильно на положении локального уровня таких центров. Если центр платины является.каким-то вариантом мездоузельного состояния, например, комплексом "вакансия+мевдоузельная платина" [У+Р11], тогда у него вероятна реализация псевдозф£екта Яна-Теллера и при этом

смещаются локальные уровни. Исхода из этого соображения, мы связываем центр Рг Е740,36 эВ с комплексом [У+Р^].

.Четвертая глава, посвящена исследованию радиационных эффектов в кремнии, легированном Р1;, вызванных воздействием у- квантов и быстрых нейтронов. Облучение образцов у-лучами проводилось на у-ус-тановке б0Со с мощностью дозы 2000 Рад/с при температуре ~ 40° С.

Результаты обработки спектров ВШ, полученных до и после облучения р-81<В,Р1;>, приведены в табл.2. Как видно из табл.2., в легированных и в контрольных образцах наблюдаются энергетические уровни Еу+0,25 эВ, 1у+0,3б эВ и Еу+0,44 эВ. Анализ полученных результатов и сравнение с литературными данными позволяет сделать заключение о принадлежности, соответственно, уровня Е7+0,25 эВ дивакансии (\7), уровня Е^+0,36 эВ - комплексу "дивакансия + кислород и углерод" [И+01+С!] и уровня Еу+0,44 эВ - комплексу "вакзнсия+ мевдоузельный бор" [У4ВХ ].

Таблица 2

Спектры уровней в исследуемых образцах

Типы до облучения после у-облучения

образцов ~ Ю9 Рад

Е8= Еу+0,25 эВ о_= 2.10"U см2 . р [яз ; Ед= 1^40,36 ЭВ а_= 2.10"15 см2 nv+o^j 0' 210= Ву+0,^4 sB

p-Sl<B,Pt> Ер Е7+0,36 эВ , <гр=-Ю~и см2

p-Sl<B> — 3.10"15 см2 CUBjl

.Анализ зависимости концентрации радиационных центров с энергиями ионизации Еу+0,36 и Е^+0,44 эВ от концентрации Pt показывает, что при постоянной концентрации атомов основной примеси - бора (Ng= const) о ростом концентрации атомов платины Hpt концентрация радиационных центров Еу40,3б эВ и Е?40,44 еВ растет. Причем отмечается прямая зависимость выхода, особенно центра Е^+О.Зб эВ от концентра-

ции легирующей глубокоуровневой примесиР^ '

Анализ ' зависимости, концеетрации' радиационных центров Еу+0,36 эВ и Е^+0,44 эВ от .концентрации, исходной примеси показывает, что эффективность образования, центров Еу+0,3б зВ и 1^+0,44 эВ в легированных образцах значительно выше,, чем в контрольных.

Эти особенности влияния -глубокоурювневых щшмесей Р1 на кинетику радиационного дефекгообразования в р-31<В,Р1> объясняются тем, что в процессе тер/одаффузионного легирования ■ в нем образуются, наряду о комплексами [ГН-У], ' и электрически нейтральные комплексы Ш+11, которые, распадаясь под действием 7-квантов, дополнительно, образуют собственные мвадоузельные атойы I и вакансии .V, и существенно изменяют ход квазихм1ч'ескюс. реакций радиационного дефектооб-разования в легированном кремнии.; .,■ . -•. ' -

Для штвержденяя этого проводился теоретический анализ наблюдаемых явлений и составлены квазжшшческие"реакции радиационного, дефектообразования в легированном кремнии с учетом всех возможных .. процессов, включая возможность радиационного распада комплексов Ггг+1], Ш+У] й участия продуктов такого распада в генерации радиационных центров Еу+0,25 эВ Еу+0,35 эВ и Е^+0,44 вВ. В результате получено качественное согласие предложенной.теориис экспериментом. Проведен анализ всех возмохных вариантов располокения собственных маждоузельных атомов в кристаллической решетке-кремния. Сделано заключение о том, что наиболее, реальным.местом расположения тбкого комплекса является тетраздрическоа мевдоузлие..

Далее приведены результаты исследования влияния пришси платины на скорость удаления носителей тока, .в пэрекомпшсированнач р-31 <Р,РЪ> о различным содержанием примеси платины и фосфора после , воздействия быстрых нейтронов (Е^'О.Ч МэВ;' (2-*3).10 • см .с-1)-

Показано, что наличие рг существенно влияет на скорость удаления носителей тока Цр/Ф) по сравнению, с контрольным р-31<В>. Причем с ростом концентрации атомов, платины в лерехомпенсированном p-SKP.Pt> ¿р/Ф увеличивается, а с увеличением концентрации атомов фосфора др/4> уменьшается, Ьнализ этих результатов показывает, что они обусловлены возшшюзе: -нем высокромной и щзкоомной областей в перекомпенсированном р-ЗКР.РЬ. ' С ростом Н^ (при постоянной концентрации фосфора) степень заполнения акцепторных центров.Рг, наход ящихся в высокоомных областях, увеличивается, й их концентрация становится равной концентрации акцепторных центров, заполненных елек-

тронами,: в низкоомных областях. Роль атомов платины в перекомпенси-рованпом p-SKP.Pt>. состоит в управлении степенью заполнения акцепторных центров в высокоомных я низкоомных областях. Таким образом, с помощью изменения концентрации платины можно регулировать высоту потенциального, барьера.

В последнем разделе исследовалась возшетость использования перекомпенсированного p-SKP.Pt> в качестве терморезистороз.

Была исследована радиационная стойкость созданных терморезисторов на основе перекомпенсированного p-SKP.Pt>. Показано, что изменение сопротивления терморезистора, изготовленного на основе p-SKP.Pt>, наблвдаегся лишь начиная с флюенеа быстрых нейтронов $22.1014 см-2, а в термореэисторах, изготовленных из обычного р-31, заметное изменение сопротивления наблюдается ре при флюенсэх быстрых нейтронов ~ 1013 см-2..'

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДУ

1. Изучено влияние скорости яоследаффузионного охлаждения на параметры центров РЪ в 31. ' Установлено, что концентрации центров

' платины Ес-0,25 эВ и 3^+0,36.эВ в медленно охлаэдзняых образцах в 2*3 раза больше, чем в быстро охлажденных, т.к. при медленном охлавдешш увеличивается вероятность образования комплексов ГУ+Р'гз за счет дополнительно образуюадася вакансий по мере распада центров Ес-0,19 эВ, Ес-0,31 зВ. и Ес-0,34-'эВ в процессе охлаждения. ; .. . '

2. Исследовано поведение центра хшаишы в зависимости от условий, низкотемпературной .термообработки, установлен характер изменения концентрации уровней." Рг в р-БКВ>. Выявлено, что увеличение температуры распада центров К Е?+0,35 эВ с ростом концёктрации атомов Р1 обусловлено уменьшением концентрации кЬмшгекса [Рг+?е31 в кремнии р-иша. -

3. Показано, что при совместном легировании К с Си концентрация центров платины уменьшается.' .По нашему мнению, при совместном легировании с Си наб^вдаегся активное, взаимодействие атомов меди о вакансия!® и мездоузельшли атомами Рг. с образованием электрмески . нейтрзлышх .камшмксов ССш-П^, что препятствует образованию, электричэсот . активных комплексов "легирующая примесь 4 вакансия" ГШ). -, -'"'.'■ . ' ' .

А. Обнаружено значительное влияние германия на концентрацию л энергию ионизации отдельных центров платины. Полученные результаты объясняются наличием полей упругих деформаций л скоплений связанных вакансий вокруг изовалентной примеси германия и их влиянием на процессы образования примесных центров Рг и на энергию ионизации этих центров.

5. Наблюдается зависимость эффективности образования радиационных центров Еу+0,25, Еу+0,36 и еВ от наличия глубокоуровне-вых примесей Рг в кремнии. Эти особенности влияния глубокоуров-невых примесей на кинетику радиационного дефзктообразования в р-БКВ> объясняются тем, что в процессе тер<юдиффузионного легирования в нем образуются, наряду с комплексами £П+У], и электрь чески нейтральные комплексы [П+11,.которые,'распадаясь под действием у-квантов, дополнительно образуют собственные мевдоузэльные атомы и существенно изменяют ход квазихшических реакций радиационного дефектообразования.

6. Установлено, что при облучении быстрыми нейтронами пэрекомпенси-рованного p-SKP.Pt>' наличие платины несколько сникает скорость удаления носителей тока по сравнению с контрольным р-31. Причем с ростом концентрации растет- скорость удаления носителей в перекомпенсированном р-51<Р,РС>. Обнаруженная зависимость объясняется уменьшением степени шкронаоднорости с ростом концентра-щщ атомов платины.

7. Выявлена возможность использования р-Е1<Р,РХ> в качестве термо. резисторов с повышенной радиационной стойкостью.

Основные научные результаты, изложенные в диссертационной работе, опубликованы в следующие работах:

1Л.1.С.Шусов, М.Каримов, М.Н.Аликулов, А-.Ахмадалиев, Б.Л.Оксен-гендлер, С.С.Сабиров. Об рсобенностях радиационного дефектообразования в р-БКВ.РЪ. //СИП. 1997. Т.31. * б. С.722-723.

г.М.С.Юнусов, М.Каримов, Р.Н.Хамраева, Х.П.Курбанов, М.Н.Аликулов. Влияние совместного легирования с медью на свойства серы и платины в П-Б1. 7/УФ!К. 1996.^.4. С.39-41.; ,

З.М.С.Шусов, М.Каримов,'М.Н.Аликулов, К.А.Бегматов. М.А. Жа-

iS.

лелов. О закономерностях радиационного дефектообразования в легированном кремнии р-типа. //УФЖ.1998.й 1. С.46-52.

4.М.С,Юнусов, Ж.П.Курбанов, М.Н.Аликулов. Влияние совместного легирования о медью на свойства серы и платины в n-Si. //Тезисы докладов Международной конференции "Современные проблемы физики полупроводников и диэлектриков". Ташкент, 1995. с.81.

5.М.Каримов, М.Н.Аликулов. Влияние скорости охлаждения на свойства центров Pt в Si. //Сборник трудов Международной конференции "Актуальные проблемы физики полупроводников их приборов". Ташкент, 1997. С.51.

6.М.С.Юнусов, М.Н.Аликулов, Р.Н.Хамраева Радиационные явления в Sl<B,Ge,Pt> и Sl<B,Ge,Zn>. //Тезисы докладов 9-0й Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов РФХ-9..Томск,1996, С.417.'

7.M.S.Yumisov, M.Karlmov, M.N.Allkulov, K.A.Begmatov, Badla-tlon defects production in p-Si doping by impurity Pt, Ir, Au and Rh. Abstracts oí the second Uzbekistan conference "Modern problems oí nuclear physics". Samarkand, 9-12 September. 1997. P.139.

8.М.Каримсв, А.Ахмадалиев, К.Бегаагов, М.Аликулов. Процессы образования радиационных дефектов в p-SKIr> и p-Sl<Pt>. //Тезисы докладов Международной конференции, посвященной 75-летию ТаиГУ.-Ташкент, 1995. С.36.

9.М.С.Юзусов, Ы.Каршов, М.Н.Аликулов. Особенности центров Pt в p-Sl<B>. //Тезисы докладов Первой Всероссийской конференции по материаловедению и физино-химическим основам технологии получения легированных монокристаллов кремния. Москва, 1995.

№

ЛШША КОРШШШ КР0ШШИНГ ЭЛЕКТРОФИЗИК ХУСУСМЯТЛАРИГА ТЕРМОВДОВ БА НУРЛАНШЖВДГ ТАКИРИ АЛЩУЛОВ ЫУЙСИН НОРТОШЕВИЧ ЩСКАЧА МШООИ

Диссертация асосий крришма - бор билан бойитилган кремнийда кУшимча киритыган щшма платинашшг турли концентращяларда ра-диацион ауцсонларшшг ^осил бУлиш кннетикасини ва уларнинг табиати-ни Ургашшга багишнган. By натшалар чщр сатдли корима марказ-ларигошг з;осил булки хусусиятлари харда фикр юригшга ва кристалл паняаранинг ндсоклари (говак ва тугунларар атомлар) билан узаро таъсирлашши ?;аэда чуцур сатз^ли марказ зрсил булвшш цонуниятларшш ойдинлаштиришга ижон оеради.

1$гйилган муаммони-ечиш учун, хар-шл концентрацияли бор ^орш-маси мавжуд р-гаксли кремниЯга.чщр зкергетик сад берадиган ара-лашма Pt з;ар хил ми^дорларда щригилиб, у- нури билан нурдантириш натетасила ^осил буладиган марказлар:Е740,25 эВ (цушговак); Е7+0,Зб эВ (чушговак+тугунлараро кислород билан углерод); Еу+о,44 sB (говак + тугунлараро бор) кинетикаси Урганилда. Чуедр энергетик сад вужудга келтирадиган хрришма мирори (Нр^) кремнийда ортит билан, бир хил доза Оман нурлантирр натикасида ^осил оулган, ра-диацион марказ: Е?+0,25 зВ мщдорининг камайиш з^амла Е^+0,36 эВ ва е7+о,44 эВ мицдорининг ортшш кузатилди. Кузатилган эффект. що~ ри температурада pt цоришмаси яиритилшии караёяида з^осил бУлган комплекслар: "цоршма+тугунлараро атом11 ва "цормшма+говак" у- нури таъсирида емирилиши нагижасида г^щмча .вужудга келадиган тугунлар-аро атом ва говакларнинг радиащюн ву^сонларни ^осил оулшэдаги квазихимик реакиияда актив иштирок этим билан тушунтирилган.

Утказюгган тадрщоглар асосида цурланшга чидамли ва темпера-турага 3?та сезгир терморезисгор тайёрлаш усу ли шлаб чикклган.

INFLUENCE OF THERMAL TREATMENT AM) RADIATION ON ELECTROPHYSICAL PROPERTIES 01 SILICON DOPED WITH PLATINUM A1IKUL0V MUYSIW NORTOSHEVICH ABSTRACT

Dissertation 13 devoted to studying the nature and kinetics of radiation defect formation in silicon at different doping levels of basic impurity - boron, as well as alloying impurities of platinum. On the basis of these results one can Judge about formation peculiarities of impurity centres with deep energy levels and about composition of centres with deep-lying energy levels- participation of self- interstitial atoms (I) and vacancies (V) in them.

There was Investigated kinetics of formation of radiation centres with energy levels of 1^+0,25 eV (dlvacancy), Ev+0,36 eV (complex "dlvacancy + oxygen + carbon") and Ey+0,44 eV ("vacancy+ Interstitial boron") In p-Sl<B> at different doping levels with deep level impurities of Pt and boron. It was found that with Increasing of the Impurity concentration (Npt), that creates centres with deep energy levels, the concentration of radiation centres of Ev+0,25 eV decreses, but that of Ey+0,36 eV and E^+0,44 eV Increases. \

The obtained results can be explained as follows. In tlie process of doping silicon with deep impurities, the electrically neutral, 'metaatable.complexes "the Interstitial atom of slllcon+deep level Impurity" and "vacancy + deep level impurity" are .Tormed. Under irradiation these complexes decay resulting in formation of an additional amount of silicon self-lnterstltials,' which consl- ' derably influence upon quaslchemical reactions of' radiation defect production.

On the basis of the obtained results, the sensible semiconductor thermoreslstors with an enhanced radiation resistance have been developed-