Влияние внешних воздействий на динамику дислокаций в кремнии вблизи концентраторов напряжений

Явтушенко, Игорь Олегович

Влияние внешних воздействий на динамику дислокаций в кремнии вблизи концентраторов напряжений тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Явтушенко, Игорь Олегович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Ульяновск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2008 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.10 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Влияние внешних воздействий на динамику дислокаций в кремнии вблизи концентраторов напряжений»

Автореферат диссертации на тему "Влияние внешних воздействий на динамику дислокаций в кремнии вблизи концентраторов напряжений"

На правах рукописи

Явтушенко Игорь Олегович

Влияние внешних воздействий на динамику дислокаций в кремнии вблизи концентраторов

напряжений

Специальность: 01.04.10 - физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Ульяновск, 2008

Работа выполнена на кафедре физического материаловедения в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ульяновский государственный университет

Научный руководитель:

д.т.н., профессор

Орлов Анатолий Михайлович

Официальные оппоненты:

д.ф.-м.н., профессор Роках Александр Григорьевич

Ведущая организация:

д.ф.-м.н.

Светухин Вячеслав Викторович

Ульяновское отделение института радиотехники и электроники Российской Академии Наук

Защита состоится 12 декабря 2008 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.278.01 при Ульяновском государственном университете по адресу: ул. Набережная реки Свияги, 106, корп. 1, ауд. 703

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного университета, автореферат размещен на сайте вуза http://www.uni.ulsu.ru

Автореферат разослан «| \» ноября 2008 г.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу:

432000, г. Ульяновск, ул. JI. Толстого, д. 42, УлГУ, Управление научных

исследований

Ученый секретарь диссертационного совета, к.ф.-м.н., доцент

Сабитов О.Ю

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одной из важнейших характеристик полупроводниковых материалов является структурное несовершенство, определяемое, прежде всего, дислокациями. Дислокации оказывают существенное влияние на механические и электрофизические свойства полупроводников, кинетику фазовых и структурных превращений, диффузионных процессов и т.д. Такие дефекты изменяют спектр электронных состояний кристалла, что приводит к изменению многих физических свойств кристалла: электрических, оптических, магнитных [1]. Дислокации и дислокационные ряды, если они пересекают рабочую область прибора, ведут к возникновению токов утечки, неравномерному распределению плотности тока по сечению кристалла и к преждевременному выходу прибора из строя [2]. Более того, наличие механических напряжений, обычно возникающих в процессе изготовления и эксплуатации приборов [3], может провоцировать движение дислокаций даже при комнатных температурах.

Современная электронная аппаратура базируется на использовании многофункциональных полупроводниковых интегральных микросхем. По этой причине на данном этапе развития техники существенно повышаются требования к качеству и надежности используемых полупроводниковых материалов. С уменьшением размеров полупроводниковых приборов степень влияния на их работу рассматриваемого вида несовершенств увеличивается. В связи с этим остро стоит вопрос о выявлении причин возникновения, размножения и перемещения дислокаций на различных этапах изготовления и эксплуатации приборов. В процессе технологического цикла полупроводниковая структура может быть подвержена воздействию различных сред, в том числе жидких, которые также могут оказывать влияние на механические и электрофизические свойства кристалла. Кроме того, полупроводниковый кристалл может как в процессе изготовления, так и эксплуатации подвергаться воздействию электромагнитного поля. В связи с

этим представляется важным изучение явлений, возникающих в кремнии при внешнем воздействии такого рода, теоретическое описание и объяснение физических процессов. Несмотря на большое количество экспериментальных и теоретических материалов, всероссийских и международных конференций и семинаров, посвященных этой проблеме, ряд вопросов остаётся не освещенным, из чего следует актуальность представленной диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является экспериментальное и теоретическое изучение поведения дислокаций в поле внутренних напряжений при различных режимах скрайбирования, включая скрайбирование кремния в воде.

Для достижения поставленных целей были рассмотрены и решены следующие задачи.

« Оптическими методами установлены основные направления перемещения дислокаций на различно ориентированных поверхностях монокристаллов кремния.

• Построена математическая модель, описывающая экспериментально Не блюдаемую дислокационную картину вблизи скрайба.

• Разработана методика скрайбирования пластин при анодной поляризации.

• Методами оптической спектроскопии зафиксировано изменение стехиометрии оксидной пленки, полученной анодированием кремния.

Научная иопизна полученных результатов

1. Установлен закон перераспределения дислокационных рядов вблизи концентратора напряжений: при изменении ориентации скрайба на поверхности кремния на угол а=15° относительно [110] происходит перестройка чётко выраженных дислокационных рядов в направлениях семейства <110> (ближайших к скрайбу, созданному вдоль [ПО]) к хаотично разбросанным дислокациям. При дальнейшем увеличении разориентации скрайба снова образуются дислокационные ряды в

направлениях семейства <1 10>, таким образом, происходит периодическая перестройка дислокационной картины.

2. Определены времена релаксации действующих напряжений за счет образования и перемещения дислокаций для различно ориентрованных направлений скрайбирования, ответственные за характер распределения дислокаций в выделенных линиях скольжения.

3. Обнаружена зависимость микротвердости от потенциала поверхности полупроводника. При приложении анодного потенциала к полупроводнику происходит образование тонкого поверхностного слоя, микротвердость и толщина которого увеличивается с ростом прикладываемого потенциала.

4 Определено изменение состава оксидной пленки, образующейся при анодной поляризации кремния в воде в постоянном электрическом поле. На начальном этапе основной стадией является образование монооксида кремния, в дальнейшем происходит его частичная перестройка и начало активного роста диоксида.

Практическая значимость работы

1. Определен механизм формирования дефектной области в окружении скрайба. При скрайбировании вдоль царапины образуется большое количество микротрещин, являющихся концентраторами упругих напряжений и источниками дислокаций.

2. Установлены режимы скрайбирования (интервалы скоростей, нагрузки на индентор, ориентация скрайба относительно направления [ 110 ]), позволяющие с достаточной точностью предсказывать изменение дефектной области.

3. Установлена последовательность структурных изменений окисных слоев, формируемых при анодировании кремния, позволяющая формировать диоксидные пленки с конкретными свойствами установленного диапазона (стехиометрия пленки БЮХ, х=1..2).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Направления дислокационных разбегов зависят от ориентации скрайба относительно основных кристаллографических направлений семейства <ll0> и возможны только в разрешенных направлениях, образуемых пересечением плоскостей семейства {111}.

2. Трансформация дислокационной картины при изменении режима индентирования определяется временами релаксации действующих упругих напряжений, которые могут быть вычислены с использованием представленной в работе математической модели.

3. Микротвердость поверхностных слоев полупроводника растет с уменьшением концентрации основных носителей заряда в них.

4. Стехиометрия оксидной пленки на поверхности кремния зависит от времени анодирования в дистиллированной воде. С увеличением времени анодирования происходит перестройка от слоев монооксида кремния к диоксиду через оксиды кремния промежуточной стехиометрии.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на IV Российской конференции с международным участием по физике, материаловедению и физико-химическим основам технологий получения легированных кристаллов кремния и приборных структур на их основе -«Кремний - 2007» (г. Москва); на VII и VIII Международных конференциях - «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (г.Ульяновск, 2005, 2006). Работа неоднократно докладывалась на конференциях студентов и аспирантов, научных семинарах физико-технического факультета УлГУ.

Личный вклад. Основные теоретические положения диссертации разработаны в исследовательской группе профессора A.M. Орлова совместно с доцентом A.A. Соловьевым. Проведение экспериментальной части, численное моделирование и анализ результатов сделаны автором самостоятельно. Ряд результатов, вошедших в диссертацию, получен в соавторстве с профессором A.A. Скворцовым, которому автор благодарен за

предоставленный для исследований материал и ценные замечания. Автор также выражает благодарность Исследовательскому центру нанотехнологий и материалов в лице Ю.С. Нагорнова и студ. Р.Ю. Махмуд-Ахунова за предоставленные экспериментальные данные, полученные

эллипсометрическими методами исследований.

Публикации. По результатам исследований, проведенных в рамках диссертационной работы, опубликовано 5 работ, из них 2 - статьи в рецензируемых журналах, входящих в список изданий, рекомендованных ВАК РФ.

Объем н структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Диссертация содержит 116 страниц текста, включая 46 рисунков и 10 таблиц. Список литературы включает 125 наименований.

Содержание работы

Во введении к диссертации обоснована актуальность ¡емы, сформулированы цель и задачи работы, показаны ее научная новизна, практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматриваются современные проблемы в области исследований линейных дефектов в полупроводниковых кристаллах. Дислокации, как известно, активно влияют на их механические и электрические свойства. Проведен сравнительный анализ некоторых известных моделей, описывающих транспорт дислокаций и их взаимодействие друг с другом или другими дефектами (модели Пайерлса, Френкеля-Конторовой, виртуальных дефектов, дислокационных ансамблей и др.). Рассмотрено влияние внешних воздействий (электромагнитного, ультразвукового, термического и др.) на динамику дислокаций. Влияние электрического поля связывают с уменьшением времени задержки открепления коротких дислокаций от стопоров, а влияние магнитного - с

изменением состояния спинов в системе дислокация - парамагнитный центр, вследствие чего уменьшается электропластический эффект за счет нейтрализации спиновых центров захвата.

Описано взаимодействие легирующих примесей и линейных дефектов, приводящее к изменению электрических свойств и скорости перемещения последних. Также указано на зависимость микротвердости кристалла от концентрации примесей в образце.

Рассмотрены преимущества и недостатки пассивации поверхности кремния при помощи водорода, йода, органических монослоев - методов, позволяющих добиться стабильности (химической, электрической) поверхностных структур, что особенно актуально при переходе к нанообъектам.

Представлено развитие моделей для описания окисления полупроводников, учитывающих диффузионный и кинетический контроли реакции окисления, а также процессы начального, с аномально высокими скоростями, роста окисной пленки. Выявлены противоречия в представлениях относительно природы окислителя у разных авторов.

Во второй главе диссертации описаны основные методики, используемые в экспериментах. Представлены типы исследуемых образцов кремния. Описаны экспериментальная установка для скрайбирования полупроводниковых пластин в различных режимах (фиксируемая нагрузка, скорость индентирования, ориентация скрайба относительно основного кристаллографического направления); методики термической и химической обработок, а также анализа экспериментальных данных для теоретических расчетов.

Предложена методика скрайбирования образцов в электролите при приложении внешнего электрического поля, а также описан процесс снятия ВАХ относительно платинового электрода сравнения при поляризации исследуемых пластин кремния.

Третья глава посвящена описанию процессов, происходящих при скрайбировании кристалла В первом разделе рассмотрено влияние скорости скрайбирования и нагрузки на индентор на один из параметров скрайба - его глубину. Представлено теоретическое обоснование экспериментальной зависимости исследуемых параметров скрайба от режима индентирования.

Следующий раздел посвящен определению анизотропии механических свойств кристаллов кремния путем измерения основных параметров скрайба при различных углах скрайбирования относительно основного для кремния кристаллографического направления [110]. Анализ полученных розеток микротвердости, а также наблюдаемых направлений разбегов дислокаций свидетельствует о существовании приоритетных для скольжения дислокаций направлений. Причем, при отклонении скрайба от кристаллографического направления [1 10], происходит перестройка дислокационных дорожек от одного разрешенного направления к другому, энергетически более выгодному.

Таблица 1.

Расчетные углы между проекциями кристаллографических

направлений на заданную плоскость скрайбирования

Выбранные кристаллографические направления [ишУ01\У01] ' и [ио2У(^о2] Плоскость (h0k0e0), образованная выбранными направления ми Угол между кристаллографическими направлениями

Р о (на «оригинал» -плоскости (bototo)) На плоскости скрайбирования (h|ki£i)

(1П) (100)

[110] и [101] (111) 60° 60° 90°

[1 То] и [011] (ИТ) 120° 30° 45°

[П0]и[Т01] (TIT) 120° 60° 90°

[1 То] и [ТТо] (001) 90° 90° 0°

[0Т1] и [То1] (Ш) 60° 60° 45°

[оТ1]и[ТТо] (in) 60° 30° 45°

[ТТо] и [101] (in) 120° 60° 90°

[0Т1] и [Тю] (ill) 120° 60° 45°

В работе было получено выражение на основе уравнений кристаллографии, позволяющее определить, какие направления из семейства <110> являются приоритетными для скольжения дислокаций в кристаллах с заданной ориентацией поверхности. Кроме того, оно дает возможность определить угловую периодичность (угол ¡3 между направлениями) разрешенных направлений для заданной плоскости кристалла и выявить индексы кристаллографических плоскостей, вдоль которых формируются микротрещины.

+ VI

5т(3 = -

(«01^02 + *01у02 + ^01^02)

■Щ+кр +1о • А2 + *1+ ^ ¥ (»01 + У01 + ^01 )("02 + Ур2 + >^02)

(й,«01 +А,у01 +(\Щ\?

(V02 + ^Уо2

2 2

02 +У02 +™02}

(О

■'1 Vм 01 +У01

Здесь Ь0ко£о ~ индексы плоскости «оригинала», в которой находятся исследуемые направления, ^к] С] - индексы плоскости, на которую происходит проецирование, ио1УоЛ\'о1 - индексы направлений, лежащих в

[110]

[ПО]

Ь [оп] \

и ю]

[011] [101]

•[ПО] [110]-

[101]

[011]

[101] + [011] [110]

[011]

.[1101

[101]

♦ * [ОН]

[110]

Рнс.1. Основные направления перемещения дислокаций в исследуемом кристалле.

а - направление иидентирования совпадает с кристаллографическим направлением [1 10](1)и[1 10] (2). Ь - направление царапания не совпадает с направлением [1 10]; скрайбирование проведено под углом а к направлению [110]. 1, 2 - дислокационные ямки травления, 3 - дефект упаковки, 4 -концентратор напряжений

плоскости «оригинала». Необходимо отметить, что формирование микротрещин вдоль скрайба происходит вдоль направлений семейства <110>, а дислокационные разбеги наблюдаются лишь вдоль наиболее благоприятно ориентированных <1 1 0> (рис.1).

Установлено, что от угла а зависит не только топографическая картина распределения дислокаций, но и характер их смещения вдоль соответствующих цепочек. С увеличением угловой разориентации скрайба относительно [110] глубина пробега Х(а) линейных дефектов вдоль дислокационных линий, параллельных [101], возрастает, а удаление их от концентратора напряжений сокращается. Установлено, что линейная плотность дислокаций в направлении миграции [101] проявляет отчетливую тенденцию к снижению (0°<а<30°), постоянству (а=30°) или её увеличению (60°>а>30°), плавно переходя из одного состояния в другое по мере увеличения а. При этом в дислокационной дорожке всегда наблюдается один ярко выраженный всплеск линейной плотности, связанный со скоплением дислокаций в данной области. Для описания подобного поведения исследуемых параметров в диссертации предложена модель, предполагающая следующую физическую картину. При скрайбировании в районе наносимой царапины образуется большое количество микротрещин, ориентированных вдоль благоприятно расположенных направлений. В вершине каждой микротрещины локализованы упругие напряжения, ослабевающие с расстоянием по закону.

где а, - напряжение в точке нахождения дислокации; в = 1.5-10" Па -модуль сдвига; 0.3 - коэффициент Пуассона; Ъ - модуль вектора Бюргерса; N° - число дислокаций в области а' около скрайба. Рассматриваемые напряжения не являются постоянными и при

высокотемпературном отжиге быстро релаксируют, расходуя энергию на зарождение и транспорт дислокаций. Учитывая это, можем записать:

й ехр

1и

+ £> ехР

г \\ /

: JJ

(3)

где Т) и 12 - характерные времена релаксации, связанные с образованием (11) и перемещением (т2) дислокаций; - безразмерные коэффициенты,

причем £1+^2 = 1- При фиксированном времени отжига I выражение (3) описывает релаксирующее напряжение, действующее лишь на головную дислокацию в цепочке скольжения. Для описания всех последующих дефектов этой дорожки была введена соответствующая поправка, учитывающая частоту зарождения дислокаций

/ Ч /а

ехр

+ £> ехР

(4)

V 'I /

где «-число образовавшихся дислокаций; размерная функция; х0 -координата источника дислокаций, - частота зарождения дислокаций при /=0.

Это позволило определить общее число дислокаций, сформированных к данному времени изотермического отжига. Дополнив известное выражение для скорости перемещения дислокаций релаксационными членами на образование и транспорт дислокаций, получаем выражение, описывающее кинетические особенности каждой дислокации при непрерывно релаксирующем напряжении в процессе изотермического отжига, начиная с момента её зарождения , в том числе и распределение дислокаций в линиях скольжения в произвольный момент времени /.

с1х _ „ ' ' I]

СУп

#1 ехР

t-t,

<1 ;

+ 4г ехР

2 ;

ехр -

кТ

(5)

Располагая (5) и экспериментальной картиной распределения дефектов в дислокационных дорожках при различных углах скрайбирования

N,1,105 м"1

N0,105 и"'

N,1,105 м-1

г'

1.0!

0' ■ ■ ■ - 1 0 20 40 60 х, МКМ 0

Рис.2. Изменение линейной плотности дислокаций в линии скольжения | 101] с расстоянием при различных а: а - 0°; Ь - 30°; с - 40°. На экспериментальные точки наложены расчетные кривые (уравнение (8)). Нагрузка на пирамидку при скрайбировании 0,98 Н.

кремниевых пластин (рис.2), можно не только количественно оценить релаксационные параметры т | и т2, ^ и ю и выявить основной механизм, ответственный за изменение линейной плотности дефектов в дислокационных дорожках при различных а.

Установлено, что повышение температуры изотермического отжига приводит к закономерному возрастанию скорости релаксации введенных при индентировании напряжений, отражающейся не только на максимальных разбегах и возрастающем числе дислокаций в линиях скольжения, но и на пакетном распределении дефектов в области скрайба.

Применив описанную выше модель и сопоставив экспериментальные и теоретические-данные для четырех различных температур из диапазона 600° - 750° С, мы получили характерные значения времен релаксации для данных режимов термической обработки. Учитывая аррениусовскую зависимость времени релаксации

были найдены численные значения активационных барьеров Е, соответствующих релаксационных процессов. Для основных азимутальных углов скрайбирования энергия активации процесса релаксации £ь связанная с образованием дислокаций, оказалась не зависящей от пространственной ориентации концентратора напряжений, в то время как Е2, определяемая

т,=Ч,еМЕ,/кТ)>

(6)

перемещением линейных дефектов, закономерно возрастает с увеличением угла разориентации скрайба до 40° относительно кристаллографического направления [ПО]. Это различие связано с перераспределением внутренних напряжений, воздействующих на дислокацию на различных этапах ее существования: в образовании каждой дислокации участвует преимущественно одна микротрещина, в то время как за транспорт отвечает весь массив микротрещин. При увеличении угла отклонения скрайба а от основного направления происходит приближение дислокационной дорожки к напряженной области (скрайбу), что способствует увеличению времени релаксации напряжений за счет перемещения дислокаций.

Как и при температурном воздействии, увеличение времени отжига сопровождается удалением максимума линейной плотности в каждой из выделенных дислокационных дорожек от её истока. При этом характерной особенностью всех этих опытов является наличие всплеска дислокационной плотности лишь на образцах, продолжительность изотермического отжига которых лежит за пределами 10-15 минут. Сопоставление экспериментальных данных с теоретическими расчетами в рамках представленной модели дало ряд важных результатов. Из анализа выражений (3) и (5) следует, что вклад в релаксацию упругих напряжений первого или второго слагаемых в скобках определяется соответствующими временами релаксации образования Т] и перемещения т2 дислокаций. Причем интенсивный спад упругих напряжений завершается в первые 10-15 минут изотермического отжига. Это время, очевидно, является характерным в кинетике релаксирующих напряжений и соответствует экспериментально наблюдаемому моменту появления основного максимума линейной плотности в линии скольжения (рис.2).

В четвертой главе рассмотрено изменение поверхностных свойств кремния после токовой обработки в водных растворах^ Независимо от внешней поляризации, скрайбирование кристалла всегда сопровождается образованием большого количества микротрещин, во многом определяющих

I. мкм

X, мкм

200

30 -

160

+ +

4-+

120

-10 0 10 20 30 40 50 и, В

Рис.3 Зависимость ширины скрайба I (а) и максимального пробега X дислокаций (Ь) в выделенной линии скольжения от прикладываемого потенциала. Точки 1 и 2 соответствуют ширине скрайба и максимальному пробегу дислокаций при индентировании на воздухе. Положительное значение потенциала соответствует анодной поляризации п-кремния.

ширину скрайба и вводимые внутренние упругие напряжения. Причём размер самих микротрещин зависит как от структуры индентируемой поверхности, так и от внешней среды, в которой находится кристалл.

Экспериментально зафиксировано влияние электрического поля, прикладываемого к исследуемой структуре при скрайбировании кристалла, на основные параметры скрайба - его ширину и максимальный пробег дислокаций в выделенной линии скольжения (рис.3).

Основная причина влияния жидкой среды на развитие в кристалле микротрещин связана с различной степенью смачивания его поверхности, критерием которой является краевой угол смачивания а. Управляя этой величиной, можно воздействовать на давление жидкости в вершине микротрещины и, следовательно, на численные значения локализуемых здесь упругих напряжений.

Наличие электрокапиллярных явлений в рассматриваемой системе было подтверждено исследованиями смачиваемости поверхности кремния дистиллированной водой при приложении внешнего электрического поля

80 га° 70 60 50

• ....... ..., I .... I н ¿1

О 5 10 15 20

-50 Ъ "3Ы

-40

-10 0 10 20 30 40 50 и, В

Рис.4. Зависимость краевого угла смачивания а (без учета самопроизвольного растекания капли за 1 мин) кремния водой от подаваемого на электроды потенциала (фотографии капель при различных напряжениях). На вставке представлена временная зависимость краевого угла смачивания а кремния водой без приложения поля.

(рис.4). Трансформацию краевого угла смачивания отслеживали по цифровым фотоснимкам капель, расположенных на горизонтальной поверхности анодно поляризуемого 8к Второй электрод (спектрально чистый графитовый катод диаметром 0,5 мм) непосредственно контактировал с каплей.

Для учета самопроизвольного растекания капли (и=0) на той же установке была проведена серия опытов, позволившая оценить степень непосредственного влияния электрического поля на смачиваемость поверхности кремния водой (вставка рис.4). Уменьшение угла смачивания свидетельствует об увеличении капиллярного давления; влияние

расклинивающего давления должно приводить к увеличению ширины скрайба и максимального пробега дислокаций. Однако характеристики скрайба имеют экстремальный характер, в то время как смачиваемость кремния водой постепенно увеличивается с потенциалом, следовательно, кроме капиллярных явлений электрическое поле оказывает влияние и на состояние самой поверхности полупроводника.

Электрическое поле контролирует не только упругие напряжения в вершине микротрещины через электрокапиллярные явления, но и оказывает существенное влияние на механические свойства поверхностных слоев кремния. Об изменении электронного состояния поверхности кристалла судили по вольт-амперным характеристикам исследуемой структуры, снятым относительно платинового электрода сравнения. Ранее обнаруженные экстремальные изменения X, С и а в диапазоне и~12...22 В отчетливо проявляются и на ВАХ в виде экстремального выброса на кривой Ь вставки рис.5.

Практически вся энергия электрического поля на первом участке вольт-амперной кривой затрачивается на формирование области пространственного заряда (ОПЗ) и растущего окисного слоя, пассивирующего кремний. При одинаковой продолжительности поляризации большему потенциалу соответствуют-более протяжённые ОПЗ и более толстые плёнки окисла. Именно на этом участке завершается формирование переходного слоя БЮ* (х<2) и начинается образование объёмного диоксида кремния. Вольт-амперные характеристики, снятые на образцах с контролируемыми толщинами окисных пленок, свидетельствуют о закономерном росте порогового значения и с 10 до 25 В (рис.5).

Пороговые напряжения связаны с пробоем ОПЗ, который из-за неоднородности окисной плёнки вначале носит точечный характер (отдельные проколы), переходя по мере увеличения и в лавинный. Развитие этого процесса сопровождается постепенным снижением электрического сопротивления, следовательно, падением напряжения в области ОПЗ. В

I-1-1-1-1—М •! ■!■ ■ } Ч'Т^-Г * "ГТ Г"Т~*1~1 I

10 20

.. мА/см2

30 и, В

}, мА/см2

-- 0.4

0.2

0 10 20 30 40 И, В

], мА/см2

Рис.5. Вольтамперная характеристика исследуемой структуры, снятая относительно платинового электрода сравнения. На вставке отдельные участки различных ВАХ, снятых на п-Як а - в 2.5 N растворе НР, Ь - в дистиллированной воде без начального окисла, с - в дистиллированной воде с предварительным анодным окислением в течение 3 ч.

условиях потенциостатического режима поляризации это должно сопровождаться ростом тока и его плотности, что и наблюдается на опыте.

Подтверждением связи между фиксируемым пробоем (участок 2 кривой Ъ на вставке рис.5) и ОПЗ могут служить опыты с исследуемыми обра: цами в разбавленных растворах плавиковой кислоты (2,5 N раствор НР) (рис.5 а). Плавиковая кислота, растворяя окисел, предотвращает пассивацию кремния, обеспечивая тем самым непосредственный его контакт с электролитом. В этих условиях любая трансформация ВАХ может быть связана лишь с изменениями в ОПЗ кремния. Видно, что отсутствие окисной плёнки на кремнии и более высокая электропроводность электролита

снижают величину порогового потенциала с 12 до 10 В. Эти результаты служат убедительным подтверждением высказанной ранее гипотезы относительно природы токового всплеска на втором участке ВАХ, связанной с пробоем ОПЗ.

Дальнейшему нарастанию анодного тока препятствует растущая на поверхности образца оксидная пленка (участок 3). Однако при последующем увеличении прикладываемого напряжения происходит пробой оксида и фиксируется резкое увеличение тока (участок 4). Стартовое напряжение пробоя БЮ2 преимущественно зависит от протяжённости ОПЗ, толщины и качества окисного слоя. Таким образом, протяженность ОПЗ, регулируемая внешним полем, определяет свойства тонкого контактного слоя кремния.

Для определения ширины обедненного слоя Ь3ф использовался анализ, проводимый в работе [4], согласно которому

1эф=^2-Ц^е-<ропз/кТ, (7)

где Ц = •^г^кТ/(е2 п0) — дебаевская длина, характеризующая ширину ОПЗ при погружении полупроводника в раствор в отсутствии внешнего поля [м], Б\ - диэлектрическая проницаемость полупроводника, п0 - концентрация электронов в глубине полупроводника [см-3], <роги— падение потенциала в области пространственного заряда [В].

Для использованного нами п-кремния ( =12) с концентрацией носителей заряда п0 =5-1018 см"3 величина ОПЗ при предпробойных напряжениях может достигать ~ 0,2 мкм. Из-за анодной поляризации п— ОПЗ обеднена свободными носителями заряда и характеризуется более высокими значениями микротвердости по отношению к незатронутым ОПЗ областям. Это подтверждается уменьшением глубины погружения индентора от 9,4 до 5,3 мкм в том же интервале напряжений (и=0..12 В). Следовательно, изменяя за счет электрического поля тонкий приповерхностный слой, можно контролировать величину погружения индентора в кристалл.

Поверхностные свойства кремния, управляемые электрическим потенциалом, во многом определяются толщиной и качеством сформированного окисного слоя. Качественный анализ состава растущего окисла осуществлялся по спектрам поглощения, полученным с помощью инфракрасного спектрофотометра ИКС-29. Используемая конфигурация ячейки позволила исследовать по ВАХ анодные процессы на поверхности полупроводника, а сопоставительный анализ с ИК-спектрами - структурные изменения окисной пленки в процессе ее наращивания. В данной серии опытов из-за высокой поглощающей способности сильно легированных образцов мы вынуждены были использовать слабо легированный п-кремний с удельным сопротивлением 2.6-3.2 Ом-см.

Параллельно со спектральным анализом каждого образца проводилось измерение толщины О и коэффициента преломления п окисного слоя на эллипсометре ЛГН-9501. Анализировались влияние потенциала и времени анодной поляризации на толщину и структурные свойства растущих окисных слоев. Анализируя спектры поглощения кремния после различных времен анодной поляризации I, (рис.6) можно заключить, что характерные для окислов линии проявляют отчетливую динамику роста их интенсивности по мере увеличения I при одном и том же и=20 В.

Причем, по мере увеличения толщины 8ЮХ (рис.7) происходит структурная перестройка окисного слоя, подтверждаемая более интенсивным ростом ранее не фиксированных линий с другими волновыми числами V. Это прежде всего относится к линиям с у=1070 и 450 см-1, связываемым с колебаниями 0-81-0 и 81-0-81 связей соответственно.

О структурных изменениях говорят и экспериментальные данные по исследованию зависимости показателя преломления оксидных пленок от анодного потенциала (кривая Ь рис.7). Видно, что тонкие слои окисла, выращенные при малых потенциалах 1К20 В имеют достаточно большой показатель преломления, который с ростом и снижается до стандартных для

90п

§80 к

"70

<и

§ 60

о О

н 50

40--1—I—I—|—I—I—I—|—I—I—I—|—I—I—I—|—I—I—I

400 600 800 1000 1200 V, см"1

Рис.6 ИК - спектр поглощения п-в! (100), р-2 3 Ом см при различных временах анодирования: 1- после травления в 1 И', 2 - 0,5ч, 3 - 1ч, 4 - 1,5ч, 5 - 2ч, 6 - Зч Подаваемый на ячейку потенциал и=20В. Интенсивность любого ¡-го спектра соответствует значению 1,=1|+3(т-1).

окислов величин. Причем наиболее интенсивный рост пленок наблюдается

при потенциалах превышающих 20 В (а, рис.7).

Особенности формирования окисной пленки отчетливо отражаются и на ИК-спектрах поглощения, снятых при различных потенциалах анодной поляризации (рис.8). В частности, линии поглощения с волновым числами 460 см"' и 1070 см"1 начинают активно проявляться на спектрах только после критического потенциала (20В), что можно связать с началом роста более рыхлой пористой пленки 8Юг.

Анализируя

пЭ, нм представленные на рис. 6 и 8 спектры, нельзя не обратить внимание на доминирование линий с волновыми числами у=1200, 1100, 1070 и 460 см"1. Они относятся к поглощению ИК-излучения оксидом кремния разного

стехиометрического состава: линии у=1100 см"' и 460 см"1, определяемые колебаниями 81-0-81 связей, обычно идентифицируются с обедненными по кислороду окислами 8ЮХ (х<2 ) , а линия у=Т070 см'1, определяемая валентными колебаниями О-81-О связей - с диоксидом кремния. Причем .гиния с у=460 см"1 появляется в спектре лишь при анодировании более 1ч, следовательно, соответствует появлению более толстых оксидных слоев. В то же время полоса поглощения на 1100 см"1, отвечающая антисимметричным валентным колебаниям 81-0-81 связей, всегда присутствует на любых спектрах и может быть отнесена к естественному окислу (~2 нм), всегда проявляющемуся на спектре даже после обработки образцов в 48% растворе

Таким образом, фиксируемая на спектрах смена приоритетности линий с волновым числом 1200 см"1 на 1070 см"1, однозначно связывается с ростом стехиометриического коэффициента х от х<1 до х=2 в структурной формуле 8ЮХ, то есть с составом образующейся на поверхности образца пленки.

При напряжениях превышающих 22В на ВАХ для данного типа кремния

- 160

120

0 20 40 60 80 U, В

Рнс.7. Изменение толщины (а) и коэффициента преломления (Ь) оксидной пленки SiOx при различных потенциалах анодной поляризации п-Si (100). Продолжительность анодного окисления кремния при каждом U соответствовало 180 минутам.

140 т]

§120-3

а s

«юо-а

я л

S 80"^

н S о О

н 6(Н О

Л//

JtV^WK/wdt

I I I II I I И I I I II И I I I I I I I 1 I I I I I II I

V \ 9 OB

-1

l I и I l I I I I l l l l l l i

400 600 800 1000 1200v, см

Pnc.8 ИК-спектр поглощения n-Si (100), p=2.3 Ом см при различных потенциалах анодной поляризации. Продолжительность поляризации для каждого напряжения .соответствовала 180 минутам Интенсивность любого ¡-го спектра соответствует значению I,=I|+5(i-l).

наблюдается резкий рост тока, связанный с пробоем ОПЗ и тонкого окисного слоя, что отражается на кинетике роста и составе окисной пленки. Как отмечалось выше, именно при превышении данного потенциала начинается активный рост пленки (рис.8).

Необходимо отметить, что даже 20-ти часовая выдержка кристаллов в дистиллированной воде без электрического поля не приводила к видимым изменениям ИК-спектров поглощения в области колебаний оксидных связей, в то время как уже получасовая поляризация образца в электрическом поле приводит к четко регистрируемым ИК-спектроскопией изменениям состава и

толщины оксида. Таким образом, главную роль на начальных этапах анодного окисления играют заряженные ионы окислителя, при поляризации в дистиллированной воде наиболее вероятной является реакция на границе раздела кремний - оксид:

Л' + ОЯ" ->5/0 +Я+. (8)

После образования начального слоя монооксида, активизируется взаимодействие гидроксильных групп с оксидной пленкой:

ЯЮ + {х-1 )ОН~ 8ЮХ + (х - 1)Я'. (9)

В результате на ИК-спектрах наблюдается смещение максимума интенсивности полос поглощения в сторону уменьшения волнового числа, и, следовательно, происходит изменение стехиометрии растущей пленки.

Основные результаты и выводы

1. Впервые определена последовательность перераспределения дислокаций при изменении ориентации скрайба относительно основного кристаллографического направления [ 110 ]. Установлена последовательная перегруппировка линий через каждые 15°, сопровождаемая исчезновением и последующим появлением линий с набегающей и удаляющейся стороны скрайба соответственно.

2. Предложена математическая модель, описывающая кинетические особенности формирования дислокационной дорожки вблизи концентратора напряжений, позволяющая определять количество зарождающихся дислокаций, их расположение в линии скольжения, релаксационные параметры образования (т1=79..600 с) и перемещения дислокаций (т2=2427.. 14000 с).

3. По температурной зависимости максимального пробега, линейной плотности и числа дислокаций в выделенной линии скольжения определены значения энергий активации релаксации процессов образования (£]=0,5 эВ) и транспорта линейных дефектов (£2=0,3-0,6 эВ).

4. Установлено, что дислокационная структура кремния, формируемая в водных растворах, определяется изменением упругих напряжений в вершине микротрещины через капиллярное, расклинивающее давления и пространственный заряд в полупроводнике, которые зависят от внешнего потенциала. Показано, что экстремальное изменение исследуемых параметров определяется электрическим пробоем окисной пленки и ОПЗ.

5. Показана взаимосвязь между изменением электрического потенциала и структурой окисной пленки, формируемой при анодной поляризации кремния. Методом ИК-спектроскопии установлена последовательность изменения стехиометрии оксидной пленки SiOx (х —> 2), с увеличением потенциала и времени анодирования. Определено, что наиболее интенсивный рост оксида происходит при потенциалах превышающих 25В, соответствующих напряжению пробоя.

Список цитируемой литературы:

1. Шмурак С.З. Дислокационная спектроскопия кристаллов //ФТТ, 1999, Т.41, вып. 12, 2139-2146 с.

2. Горидько Н.Я., Макара В.А, Новиков H.H., Стебленко Л.П. Влияние термообработки и металлизации поверхности на процесс открепления дислокаций от примесных центров в кристаллах кремния.// ФТТ, 1982. Т.31.№5. 31-34 с.

3. Судзуки Т., Есинага X., Такеути С. Динамика дислокаций и пластичность. М.: Мир. (1989) 296 с.

4. Мямлин В.А., Плесков Ю.В. Электрохимия полупроводников. М.: Наука, (1965) 339с.

Публикации по теме диссертации

1. Орлов А.М., Соловьев A.A., Скворцов A.A., .Евтушенко И.О. Перераспределение дислокаций в кремнии вблизи концентраторов напряжений// ФТТ. 2005. Т.47. Вып.11. С.1967-1972.

2. Орлов A.M., Соловьев A.A., Явтушенко И.О., Скворцов A.A. О перераспределении дислокаций в монокристаллах кремния вблизи концентраторов напряжений//ФТТ. 2007. Т.49. Вып.6. с. 1039-1043.

3. Соловьев A.A., Явтушенко И.О. Эволюция дислокационной картины в кремнии вблизи концентраторов напряжений // Труды международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы». Ульяновск, 2005. Ульяновский государственный университет. С.199-200.

4. Соловьев A.A., Явтушенко И.О. Релаксация напряжений в монокристаллах кремния в процессе термоотжига // Труды международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы». Ульяновск, 2006. Ульяновский государственный университет. С. 121-122.

5. A.M. Орлов, A.A. Соловьев, И.О. Явтушенко, A.A. Скворцов, Ю.А. Лашина. Влияние электрокапиллярных явлений на динамику дислокаций и изменение поверхностных свойств в монокристаллах кремния// Труды IV Российской конференции с международным участием по физике, материаловедению и физико-химическим основам технологий получения легированных кристаллов кремния и приборных структур на их основе -«Кремний - 2007» (г. Москва). С. 123-124.

Подписано в печать 05 Л 1 08 Формат 60x84/16 Гарнитура Times New Roman. Уел п.л 1,0 Тираж 100 экз. Заказ №109/^

Отпечатано в Издательском центре Ульяновского государственною университета 432000, г. Ульяновск, ул Л.Толстого, 42

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Явтушенко, Игорь Олегович

Введение.

Глава 1.

1.1. Состояние вопроса.

1.2. Проблемы в описании дислокационного транспорта.

1.3 Влияние внешних воздействий на динамику дислокаций.

1.4 Анодные процессы на поверхности полупроводника.

1.5 Окисление полупроводника.

Глава 2. Методическая часть.

2.1 Скрайбирование кремния с целью формирования зон упругих напряжений и введения дислокаций.

2.2. Режимы отжига кремниевых пластин.

2.3. Методика выявления дислокаций и расчет их линейной плотности. 27 2.4 Скрайбирование кремния в водных растворах.

2.4.1 Скрайбирование кремниевых пластин в различных средах при воздействии электрического поля.

2.4.2. Методика изучения анодных процессов на поверхности полупроводника.

Глава 3. Формирование дислокационной структуры вблизи концентраторов напряжений.

3.1 Скрайбирование как процесс разрушения кристалла.

3.2 Анизотропия основных параметров скрайба.

3.3 Дислокационная структура вблизи концентраторов напряжений при различных направлениях индентирования.

3.4 Релаксация упругих напряжений при различных температурных режимах обработки.

3.5 Эволюция линейной плотности в дислокационной дорожке со временем отжига.

3.6 Возмущения, вносимые индентором при скрайбировании.

Глава 4. Поверхностные свойства кремния после токовой обработки в водных растворах.

4.1. Изменение параметров скрайба и дислокационной картины при индентировании n—Si в воде.

4.1.1. Изменение параметров скрайба при скрайбировании кремния в Н20 без внешней поляризации.

4.1.2. Изменение параметров скрайба при индентировании кремния в Н20 с внешней поляризацией.

4.2 Влияние электрического поля на краевой угол смачивания кремния водой.

4.3 Взаимосвязь механических свойств кремния с ВАХ полупроводника в водных растворах.

4.4 ИК-спектральный анализ кремния при различных режимах анодного формирования окисных пленок.

4.5 Кинетика окисления кремния в водных растворах при анодной поляризации.

Введение диссертация по физике, на тему "Влияние внешних воздействий на динамику дислокаций в кремнии вблизи концентраторов напряжений"

Одной из важнейших характеристик полупроводниковых материалов является наличие структурных несовершенств — дислокаций, в силу того, что они оказывают существенное влияние на механические и электрофизические свойства полупроводников, кинетику фазовых и структурных превращений, диффузионных процессов. Такие дефекты изменяют спектр электронных состояний кристалла, что приводит к изменению многих физических свойств (электрических, оптических и магнитных) кристалла [1]. Дислокации, дислокационные ряды, если они пересекают рабочую область прибора, ведут к возникновению токов утечки, неравномерному распределению плотности тока по сечению кристалла и к преждевременному выходу прибора из строя [2]. Помимо этого, наличие внутренних и внешних механических напряжений возникающих при работе приборов за счёт разности коэффициента теплового расширения на краях диэлектрических слоев, на границе р-n перехода и т.д., [3] может приводить к движению дислокаций даже при комнатных температурах. С уменьшением размеров полупроводниковых приборов степень влияния на их работу несовершенств кристаллической структуры увеличивается. В связи с этим очень остро стоит вопрос о причинах, ведущих к образованию и перемещению структурных дефектов в кристалле.

Учитывая всё возрастающую степень интеграции современных приборов, изучение поведения дислокаций в возмущающих полях механической природы, выяснение механизмов зарождения, размножения и перемещения является важнейшей задачей физики полупроводников. Поэтому целью данной работы являлось исследование влияния внутренних напряжений на дислокационную динамику в кристаллах кремния.

Для достижения поставленных целей были рассмотрены и решены следующие задачи:

Установлены закономерности образования, размножения и транспорта дислокаций в результате скрайбирования Si на воздухе и в воде;

Оптическими методами установлены основные направления перемещения дислокаций на различно ориентированных поверхностях монокристаллов кремния;

Построена математическая модель, описывающая экспериментально наблюдаемую дислокационную картину вблизи скрайба;

Разработана методика скрайбирования пластин при анодной поляризации;

Методами оптической спектроскопии зафиксировано изменение стехиометрии оксидной пленки полученной анодированием кремния.

Научная новизна

Впервые определен закон перераспределения дислокационных рядов вблизи концентратора напряжений при изменении ориентации скрайба на поверхности кремния.

Определены релаксационные параметры ответственные за характер распределения дислокаций в линиях скольжения.

Обнаружена зависимость микротвердости от потенциала поверхности полупроводника.

Определено изменение состава оксидной пленки образующейся при анодной поляризации кремния в воде в электрическом поле.

Практическая значимость работы

Вскрыт механизм формирования дефектной области в окружении скрайба.

Установлены режимы индентирования, позволяющие с достаточной точностью предсказывать изменение дефектной области. Установлена последовательность структурных изменений окисных слоев, формируемых при анодировании кремния, позволяющая формировать диоксидные пленки с конкретными свойствами установленного диапазона.

Основные положения, выносимые на защиту

• Направления дислокационных разбегов зависят от ориентации скрайба относительно основных кристаллографических направлений и возможны только в разрешенных направлениях.

• Трансформация дислокационной картины при изменении режима индентирования определяется релаксационными параметрами, которые могут быть вычислены с использованием представленной в работе математической модели.

• Микротвердость поверхностных слоев полупроводника зависит от концентрации основных носителей заряда в них.

• Стехиометрия оксидной пленки на поверхности кремния зависит от времени анодирования в дистиллированной воде.

Объем и структура диссертации

Диссертация включает в себя литературный обзор, методическую часть, две экспериментальные главы, основные выводы и список литературы. Работа содержит 116 страниц текста, включая 46 рисунков и 10 таблиц. Список литературы включает 125 наименований.

Заключение диссертации по теме "Физика полупроводников"

Основные результаты и выводы

2. Предложена математическая модель, описывающая кинетические особенности формирования дислокационной дорожки вблизи концентратора напряжений, позволяющая определять количество зарождающихся дислокаций, их расположение в линии скольжения, релаксационные параметры образования (ti=79.600 с) и перемещения дислокаций (т2=2427. 14000 с).

3. По температурной зависимости максимального пробега, линейной плотности и числа дислокаций в выделенной линии скольжения определены значения энергий активации релаксации процессов образования (i?i=0,5 эВ) и транспорта линейных дефектов (£2=0,3-0,6 эВ).

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Явтушенко, Игорь Олегович, Ульяновск

1. Шмурак С.З. Дислокационная спектроскопия кристаллов //ФТТ, т.41, вып.12 (1999) 2139-2146 с.

2. Горидько Н.Я., Макара В.А., Новиков Н.Н., Стебленко Л.П. Влияние термообработки и металлизации поверхности на процесс открепления дислокаций от примесных центров в кристаллах кремния.// ФТТ, т.31, вып.5 (1982)31-34 с.

3. Судзуки Т., Есинага X., Такеути С. Динамика дислокаций и пластичность.// М.: Мир (1989) 296 с.

4. Усатенко О.В., Горбач А.В., КовалевА.С. Энергия и барьер Пайерлса дислокации (кинка) Френкеля-Конторовой. // ФТТ, т.43, вып.7 (2001) 1202-1206 с.

5. Sagdeev I.R., Vinokur VMM J.Phys. 48, 9 (1987) 1395 p.

6. Flytzanis N., Crowley S., Celli. V.// Phys. Rev. Lett. 39, 14 (1977) 891 p.

7. Абловиц M., Сигур X. Солитоны и метод обратной задачи.// М.: Мир (1987). 480 с.

8. Косевич A.M., Ковалев А.С. Материалы школы по радиационным и другим дефектам в твердых телах.// Тбилиси, т.1 (1974) 186 с.

9. Flach S., Kladko KM Phys. Rev. E54, 3 (1996) 2912 p.

10. Flach S., Willis C.R.// Phys. Rev. E47, 6 (1993) 4447 p.

11. Munakata T.//Phys. Rev. A45, 2 (1992) 1230 p.

12. Spejght J.M., Ward R.S.// Nonlinearity 7, 2 (1994) 475 p.

13. Boesch R., Willis C.R., M.El-Batanouny. Phys. Rev. B40, 4 (1989) 2284 p.

14. Majernikova E., Drobny G.// Phys. Rev. E47, 5 (1993) 3677 p.

15. Rosenau P.//Phys. Lett. A118, 5 (1986) 222 p.

16. Ishimory Y., Munakata T. J.//Phys. Soc. Jpn. 51, 10 (1982) 31367 p.

17. Чернов B.M., Персиянова Е.И. Статистическое описание формы движущейся дислокации.// ФТТ, т.50, вып.4 (2008) 624-629 с.

18. Петухов Б.В. Статистическая теория движения дислокаций при наличии спонтанных процессов блокирования-деблокирования. // ФТТ, том.43, вып.5 (2001) 813-817 с.

19. Belov A.Yu. In: Elastic Strain Fields and Dislocation Mobility / Ed. by Indenbom V.L., Lothe J. Elsevior (1992) 391 c.

20. Louat N., Sadananda KM Phil. Mag. A64, 31 (1991) 213 p.

21. Колесникова A.JI., Романов A.E. Петлевые дислокации и дисклинации в методе виртуальных дефектов.// ФТТ, т. 45, вып.9 (2003) 1626-1636 с.

22. GutkinM.Yu., Romanov A.E.//Phys. Sta. Sol. (a) 125, 1 (1991) 107 p.

23. Belov A.J., Chamrov V.A., Indenbom V.I., Lothe J.// Phys. Stat. Sol. (b) 119, 2 (1983) 565 p.

24. Гуткин М.Ю., Шейнерман А.Г. Упругое поведение винтовой дислокации в стенке полой нанотрубки.// ФТТ, т. 49, вып.9 (2007) 1595-1602 с.

25. Малыгин Г.А. Процессы самоорганизации дислокаций и плсатичность кристаллов. //УФН, т. 169, №9 (1999) 979-10 Юс.

26. Бернер Р., Кронмюллер Г. Пластическая деформация металлов.// М.: Мир. (1972)

27. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов.// М.: Мир. (1972)

28. Степанов В.А. Основы практической прочности кристаллов.// М.: Наука (1974)

29. Laird С. in Dislocations in Solids. Vol. 6. (Ed. F R N Nabarro) (Amsterdam: North-Holland) (1983), 55c.

30. Камышанченко H.B., Красильников B.B., Сирота B.B. и др. Роль внутренних напряжений в локализации пластического течения облученных материалов. //Письма в ЖТФ, т.25, вып.18 (1999) 86-90 с.

31. Макара В.А., Стебленко Л.П., Обуховский В.В., Горидько Н.Я., Лемешко В.В. Влияние электрического тока на стартовые характеристики и активационные параметры коротких дислокаций в кристаллах кремния.// ФТТ, т. 42, вып.5 (2000) 854-858 с.

32. Скворцов А. А., Орлов A.M., Фролов В. А., Соловьев А. А. Электростимулированное движение краевых дислокаций в кремнии при комнатных температурах. // ФТТ, т. 42, вып.11 (2000) 1998-2003 с.

33. Моргунов Р.Б. Спиновая микромеханика в физике пластичности.// УФН, т. 174, №2 (2004) 131-153 с.

34. Даринский Б.М., Фёклин В.Н. Спиновые эффекты в немагнитных кристаллах в магнитном поле.// ФТТ, т. 48, вып.9 (2006) 1614-1616 с.

35. Макара В.А., Стебленко Л.П., Горидько Н.Я., Кравченко В.М., Коломиец А.Н. О влиянии постоянного магнитного поля на электропластический эффект в кристаллах кремния.// ФТТ, т. 43, вып.З (2001) 462-465 с.

36. Гадияк Г.В. Диффузия бора и фосфора в кремнии при высокотемпературной ионной имплантации.// ФТП, т. 31, №4 (1997) 385389 с.

37. Шикин В.Б., Шикина Ю.В. Заряженные дислокации в полупроводниковых кристаллах.// УФН, т. 165, №8 (1995) 887-917 с.

38. Неустроев Е.П., Антонова И.В., Попов В.П., Киланов Д.В., Мисюк А. Формирование донорных центров при различных давлениях в кремнии, облученном ионами кислорода.// ФТП, том 33, вып.10 (1999) 1153-1157 с.

39. Власов Н.М., Зазноба В.А. Влияние атомов водорода на подвижность краевых дислокаций.// ФТТ, т. 41, вып.З (1999) 451-453 с.

40. Гасан-заде С.Г., Старый С.В., Стриха М.В., Шепельский Г.А. Электрическая активность дислокаций и точечных дефектов деформационного происхождения в кристаллах CdxHgi.xTe.// ФТП, т. 37, вып.1 (2003) 8-16 с.

41. Ерофеева С.А., Осипьян Ю.А. В сб.: Динамика дислокаций. Наук. Думка, Киев (1975). 26 с.

42. Шаскольская М.П. Кристаллография. //М.: Высшая школа. (1984) 376с.

43. Алехин В.П. Физические закономерности микропластической деформации разрушения поверхностных слоев твердого тела.// Автореф. дис. Киев (1978)

44. Уорен П.Д., Роберте С.Г., Хирш П.Б. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 51,4, (1987) 812 с.

45. Герасимов А.Б., Чирадзе Г.Д. // Сообщения АН Грузии 142, 1 (1991) 61 с.

46. Головин Ю.И., Тюрин А.И. // ФТТ, т. 37, вып.5 (1995) 1562 с.

47. Герасимов А.Б., Чирадзе Г.Д., Кутивадзе Н.Г., Бибилашвили А.П., Бохочадзе З.Г. Влияние режима формирования отпечатка на оценку величины фотомеханического эффекта.// ФТТ, т. 40, №3 (1998) 503-504 с.

48. Герасимов А.Б., Чирадзе Г.Д., Кутивадзе Н.Г., Бибилашвили А.П., Бохочадзе З.Г. О распределении величины микротвердости по глубине образца.// ФТТ, т. 41, вып.7 (1999) 1225-1227 с.

49. Герасимов А.Б., Чирадзе Г.Д. Влияние рода и концентрации мелких примесей на микротвердость и фотомеханический эффект в полупроводниках.// ФТП, т. 35, вып.4 (2001) 385-386 с.

50. Delerue С., Allan G., Lannoo М. // Phys. Rev. В. V.48 №5 P. 11024 (1993)

51. Adachi S., Kubota T. // Electrochemical and Solid-State Letters. V.10. N2. P. H39-H42 (2007)

52. Shin-Ichiro Kuroki, Takamara Kikkawa.// J. Electrochem. Soc. V. 153. N 8. P. G759-G76453.0ton C.I., Navarra-Urrios D., Capuj N.E. et 2Х.И Appl. Phys. Lett. V.89. №1.P.011107-3

53. Сидоров В.Г., Дрижук А.Г., Шагалов М.Д., Сидоров Д.В., Усиков А.С. Повышение эффективности ^'-л-СаЛ^-светодиодов с помощью электрохимического травления.// ПЖТФ, т. 25, №2 (1999) 55-60 с.

54. Ефимов Е.А., Ерусалимчик И.Г. Анодное растворение кремния в плавиковой кислоте.// ЖФХ, т. 35, №2 (1961) 384-388 с.

55. Плесков Ю.В. // ЖФХ, т. 35, (1961) 2540 с.

56. МямлинВ.А.//ДАН СССР, т. 139, (1961) 1153 с.

57. Изидинов С.О., Борисова Т.И., Веселовский В.И. Электрохимическое и фотоэлектрохимическое поведение кремниевого электрода.// ДАН СССР. Ф.Х. т. 133, №2 (1960) 393-395 с.

58. Ильчук Г.А., Украинец В.О., Рудь Ю.В., Кунтый О.И., Украинец Н.А., Лукиянец Б.А., Петрусь Р.Ю. Электрохимический синтез тонких пленок CdS.// ПЖТФ, т. 30, вып. 15 (2004) 19-24 с.

59. Репинский С.М. Процессы окисления полупроводников и строение границ раздела.// ФТП, т. 35, вып.9 (2001) 1050-1062 с.

60. Батенков В.А. Электрохимия полупроводников.// Барнаул: Изд-во Алт. Ун-та (2002) 162 с.

61. Изидинов С.О., Борисова Т.И., Веселовский В.И. Особенности фотоэлектрохимического поведения границы раздела кремний-щелочь.// ДАН СССР. Ф.Х. т. 145, №3 (1962) 598-601 с.

62. Изидинов С.О. Диссертация. Физико-хим. ин-т им. Карпова Л.Я.//М. (1963)

63. Гаврилов С.А., Белогорохов А.И., Белогорохова Л.И. Механизм кислородной пассивации пористого кремния в растворах HF:HC1:C2H50H.// ФТП, т. 36, вып.1 (2002) 104-108 с.

64. Александров О.В. Влияние эффекта экранирования на пассивацию дырочного кремния водородом.// ФТП, том 36, вып.1 (2002) 24-28 с.

65. Cai W., Lin Z., Strother Т., Smith L.M., Hamers R.J.// J. Phys. Chem. B, 106, (2002) 2656 p.

66. Антонова И.В., Соотс P.A., Селезнев B.A., Принц В.Я. Электрическая пассивация поверхности кремния органическими монослоями 1-октадецена.// ФТП, т. 41, вып.8 (2007) 1010-1016 с.

67. Pantelides S.T.// Appl. Phys. Lett., 50 (1987) 995 p.

68. Johnson N.M., Donald C., Ponce F., Walker J., Anderson G. Physica B, 170, 3 (1991)

69. Pearton S.J., Corbett J.W., Stavola M. Hydrogen in crystalline semiconductors (Springer Verlag, Berlin, 1992) ch. 2, 4, 9

70. Miramond C., Vuillaume D.// J. Appl. Phys., 96 (2004) 1529 p.

71. Шелонин E.A., Найденкова M.B., Хорт A.M., Яковенко А.Г., Гвелесиани А.А., Марончук И.Е.// ФТП, т. 32 (1998) 494 с.

72. Arigane Т., Yoshida К., Wadayama Т.// A. Hatta. Surf. Sci., 427-428, 304 (1999)

73. Баранов И. Д., Становая Л.С., Табулина Л.В., Русальская ТТЛ Электрохимия, 40, 228 (2004)

74. Баранов И.Л., Табулина Л.В., Становая Л.С., Русальская Т.Г. Влияние быстрого отжига на электрофизические свойства структур SiCVSi с тонкими слоями анодного оксида кремния.// ФТП, т. 40, вып.8 (2006) 944948 с.

75. Deal В.Е., Grove A.S. J. Appl. Phys. 1965. V.36, N12. p.3770-3778

76. Hamsaki M. Sol. State Electron. 1982, V.25, N.6. p.479-486

77. Lu Y.L., Cheng Y.C. J. Appl. Phys. 1984. V.56, N.6. p. 1608-1612

78. Колобов H.A., Маслов В.П., Данилов В.Г., Волосов К.А. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса.// М., 1987. 280-345 с.

79. Дубровский Л.А., Мельник В.Г., Одынец Л.Л.// ЖФХ, 36 (1962) 2199 с.

80. Jorgensen P.J. Effect of electric field on Silicon oxidation.// J. Chem. Phys. 1952, v.37, n.4. p. 874-877

81. Modlin D.N., Tiller W.A. J.//Electr. Soc. 1985. V.132, N.7. p. 1659-1669

82. Румак H.B., Хатько B.B. Диэлектрические пленки в твердотельной микроэлектронике.// Мн.:Навука I тэхшка (1990) 191 с.

83. Hatzakis М., Lithographic Processes in VLSI Circuit Fabrication, Scanning Electron Microscopy Meeting, Washington, D.C., pt 1, (1979) p.275-284

84. Lora-Tamayo A., Dominguez E., Lora-Tamayo E., Liabres J. A new model of the thermal growth of a silicon dioxide layer.// Appl. Phys. V.17, N.l. (1978) p.79-84

85. Tiller W.A. On the kinetics of the thermal oxidation of Silicon. I. A theoretical perspective J. Electrochem. Soc. V.127, N.3, (1980) 619-624 p.

86. Long M., Walker C. Stress factors in positive photoresist.// Proc. Kodak interface" 79, 125 (1979)

87. Аверьянов E.E. Справочник по анодированию.// M.: Машиностроение (1988) 224 с.

88. Основы технологии кремниевых интегральных схем. (под ред. Бургера Р. и Донована Р.)М.:Мир. (1969) 451с.

89. Wolters D.L. The role of water in the oxidation of Silicon. In: Insul films semicond. Inv. Contrib. Pap. Conf. Durcham, (1980) p. 18-27

90. Малевская JI.А. Диссертация.// M.: РГБ. (1984) 150 с.

91. Технология СБИС (под ред. Зи С.) М.: Мир. т.1 (1986) 405с.

92. Frey D.W., Guild J.R., Hryhorenko Е.В., Edge profile and dimensional control for positive photoresist. Pros.// Kodak interface" 81 (1981)

93. Берман Л.С., Белякова Е.И., Костина Л.С., Kim E.D., Kim S.C. Анализ зарядов и поверхностных состояний на границе раздела структур полупроводник-диэлектрик-полупроводник.// ФТП, т. 34, вып.7 (2000) 814-817 с.

94. Николаев Д.В., Антонова И.В., Наумова О.В., Попов В.П., Смагулова С.А. Поведение заряда в скрытом диэлектрике структур кремний-на-изоляторе в электрических полях.// ФТП, т. 36, вып.7 (2002) 853-857 с.

95. Дмитриев С.Г., Маркин Ю.В. Макроскопические ионные ловушки на границе раздела кремний-окисел.// ФТП, т. 32, вып 12 (1998) 1439-1444 с.

96. Антонова И.В., Попов В.П., Поляков В.И., Руковишников А.И. Ловушки с энергиями вблизи середины запрещенной зоны на границе Si/Si02, созданной сращиванием, в структурах кремний-на-изоляторе.// ФТП, т. 38, вып.12 (2004), 1439-1444 с.

97. Pacchioni G., Ierano G.H Phys. Rev. Lett. 79,4 (1997) 753 p.

98. Шапошников A.B., Гриценко B.A., Жидомиров Г.М., Роджер М. Захват дырок на двухкоординированный атом кремния в SKX// ФТТ, т. 44, вып.6 (2002) 985-987 с.

99. Антонова И.В. Стабилизация заряда на границе со скрытым диэлектриком структур кремний-на-изоляторе.// ФТП, т. 39, вып. 10 (2005) 1195-1199 с.

100. Пшеничнов Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов. Справочник. Металлургия.// М. (1974) 528 с.

101. Епифанов Г.И. Физика твердого тела.// М. «Высшая школа» (1977) 288с.

102. Григорьев И.С., Мейлихов Е.З. Физические величины.// М.: Энергоатомиздат (1991) 1230 с.

103. Химическая энциклопедия.// М.: «Советская энциклопедия» т.1 (1988) 625 с.

104. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник»// Л.: Химия (1977) 74 с.

105. Belov A.Yu., Scheerschmidt К., Goesele U. Extended point defect structures at intersections of screw dislocations in Si: a molecular dynamics study.// Phys. Stat. sol. (a) 171, 159 (1999) 159-166 p.

106. Макара В.А., Стебленко Л.П., Горидько Н.Я., Кравченко В.М., Коломиец А.Н.// ФТТ, т. 43, вып.З (2000) 462 с.

107. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов.//М.: Наука (1983) 280 с.

108. Орлов A.M., Скворцов А.А., Соловьев А.А.// ЖЭТФ, т.123, вып.З (2003) 590 с.

109. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости.// М.: Наука (1965) 204 с.

110. Ажеганов А.С., Горинов Д.А., Сеник К.А., Шестакова Н.К. Исследование процесса релаксации внутренних напряжений в твердых композитах с порошковым наполнителем.// Структура и динамика молекулярных систем. Вып. 10, ч.1, 97-101 с (2003).

111. Орлов A.M., Соловьев А.А., Скворцов А.А., Явтушенко И.О. Перераспределение дислокаций в кремнии вблизи концентраторов напряжений. // ФТТ, т. 47, вып. 11 (2005) 1967-1972 с.

112. Малыгин Г.А., // ФТТ, т. 43, вып.2, 248 (2001)

113. Веттегрень В.И., Светлов В.Н., Рахимов С.Ш.// ФТТ, т.38, 2 (1996) 590с.

114. Веттегрень В.И., Рахимов С.Ш., Светлов В.Н.// ФТТ, 40, 12 (1998) 2180с.

115. Шпейзман, Смирнов, Солнцева.// Изв. АН СССР. Сер. физ. 51,4 (1987) 768 с.

116. Орлов A.M., Соловьев А.А., Явтушенко И.О., Скворцов А.А. О перераспределение дислокаций в монокристаллах кремния вблизи концентраторов напряжений. // ФТТ, т. 49, вып.6 (2007) 1039-1043 с.

117. Герасимов Я.И., Древинг В.П., Еремин Е.Н., Киселев А.В., Лебедев В.П., Панченков Г.М., Шлыгин А.И. Курс физической химии. // Под общей редакцией чл.-корр. АН СССР проф. Герасимова Я.И. Изд-во «Химия», М., т.2. (1965) С.656

118. Кнунянц И.Л., Бахаровский Г.Я., Бусев А.Н. Краткая химическая энциклопедия.// М.: Изд-во «Советская энциклопедия» т.4 (1965) 1182 с.

119. Прохоров A.M. Физический энциклопедический словарь.// М.: Изд-во «Советская энциклопедия» (1983) 928 с.

120. Дерягин Б.В., Чураев Н.В„ Муллер В.М. Поверхностные силы.// М.: Наука (1985) 400 с.

121. Булярский С.В., Грушко Н.С. Генерационно-рекомбинационные процессы в активных элементах.// М.: МГУ (1995) 400с.

122. Мямлин В.А., Плесков Ю.В. Электрохимия полупроводников.// М.: Наука (1965) 339 с.

123. Карпов А.Н., Марин Д.В., Володин В.А., Jedrzejewski J., Качурин Г.А. Формирование SiOx-слоев при плазменном распылении Si- и Si02-мишеней.// ФТП, т. 42, вып.6 (2008) 747-752 с.

124. Лисовский И.П., Индутный И.З., Гненный Б.Н., Литвин П.М., Мазунов Д.О., Оберемок А.С., Сопинский Н.В., Шепелявый П.Е. Фазово-структурные превращения в пленках SiOx в процессе вакуумных термообработок.// ФТП, т. 37, вып.1 (2003) 98-103 с.