Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смирнов Л.С. -> "Легирование полупроводников методом ядерных реакций" -> 60

Легирование полупроводников методом ядерных реакций - Смирнов Л.С.

Смирнов Л.С., Соловьев С.П., Стась В.Ф., Харченко В.А. Легирование полупроводников методом ядерных реакций: Монография — Новосибирск: Наука, 1981. — 186 c.
Скачать (прямая ссылка): legir.zip
Предыдущая << 1 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 76 >> Следующая


До настоящего времени отжиг •— наименее научно ооосно-ванная стадия получения ЯЛК, и технологи, занимающиеся ЯЛК, руководствуются при проведении отжига больше своим опытом и интуицией, чем строгими научными критериями, относящимися к некоторому абстрактному кремнию.

Одна из причин существенных различий в условиях отжига ЯЛК — разные критерии оценки полноты отжига радиационных дефектов (см. гл. 3). Другая причина обусловлена различием условий облучения и предысторией образцов. Действительно, как показано в гл. 3, наблюдаемые изменения электрофизических, оптических и механических свойств монокристал-лического кремния связаны главным образом с появлением при облучении и трансформацией при отжиге вторичных радиационных дефектов — дивакансий, Л-центров, ^-центров, раз-упорядоченяых областей и т. п. Кроме того, как в процессе оо-лучения, так и при отжиге первичные и вторичные дефекты активно взаимодействуют с термодефектами, дислокациями* границами раздела и т. д. Наблюдаемые эффекты зависят и от условий облучения. При этом сопутствующие радиационные дефекты образуются в кристаллах, которые характеризуются определенным набором остаточных электрически активных и неактивных примесей, а также сформировавшимися при росте кристаллов термодефектами и дефектами структуры. Аналогичная ситуация имеет место дри ядерном легировании, но в рядом отличий. Так, облучению подвергают монокристалли-ческий кремний с минимальным содержанием остаточных электрически активных примесей. Радиационные дефекты накапливаются одновременно с образованием атомов легирующей

примеси фосфора.

При легировании кристаллы подвергают облучению достаточно большими дозами реакторных нейтронов. Это влияет на образование дефектов и их отжиг, от чего в конечном счете зависят электрофизические свойства ядерно-легированного кремния.

. . - : . i'4i
Несмотря на известную неоднозначность данных об оптимальных режимах отжига ЯЛК, можно достаточно уверенно утверждать, что в результате отжига при температурах 700— 800°С в течение 0,5—2 ч происходит практически полное устранение наблюдаемых радиационных нарушений с получением стабильных значений удельного сопротивления, концентрации и подвижности носителей заряда [10—19], однако по недостаточно понятным пока причинам для получения стабильных значений времени жизни неосновных носителей в отдельных случаях требуется отжиг при более высоких температурах [17, 18, 20].

Основные закономерности изохронного отжига, контролировавшиеся по изменению удельного сопротивления образцов кремния, полученных методом бестигельной зонной плавки и подвергнутых облучению реакторными дейтронами прй температуре замедлителя (50°С), показаны на рис. 4.12 [163. После облучения образцы характеризуются удельным сопротивлением р, близким к собственному его значению (см. также [17 ]). По мере повышения температуры отжига на кривых наблюдаются особенности, связанные с изменением структуры и зарядового состояния радиационных дефектов. Кривая 1 выходит на насыщение после отжига при температуре порядка 700°С, образцы обладают электронным типом проводимости,,, и концентрация носителей в них близка к расчетным значениям.

Теперь рассмотрим, каким образом могут изменяться параметры отжига при изменении условий облучения и предыстории исходного монокристаллического кремния. В качестве примера влияния «жесткости» спектра нейтронов на параметры отжига может служить кривая 2 на рис. 4.12. Данные получены для аналогичных образцов, облученных таким образом, чтобы скорость накопления радиационных дефектов осталась неизменной, а скорость образования фосфора снизилась примерно в 2 раза. Видно, что характер изменения удельного сопротивления в зависимости от температуры отжига остается одинаковым.

Однако в образцах, облученных более «жестким» спектром, наблюдается смещение точки конверсии в сторону более высоких температур, соответственно сдвигается в ту же сторону область выхода р па насыщение. К такому же выводу приходят и авторы [20] на основании данных, представленных на .рис. 4.13 и полученных при исследовании восстановления ри времени жизни носителей заряда в образцах кремния, облученных потоком с различным соотношением тепловых и быстрых нейтронов. Оказалось, что при изменении указанного соотношения более чем на два порядка температура отжига сдвигается на 70—100°. .

142
Рис. 4.12. Изменение удельного сопротивления при изохронном отжиге кремния, облученного полным спектром реакторных нейтронов (1) и спектром

^отж >

Рис. 4.13. Изменение

температуры отжига кремния в зависимости от жесткости спектра реакторных нейтронов

[20].

с отсечкой медленных нейтронов (С(1-экран) (2).

Обращает на себя внимание достаточно высокая температура отжига, которая достигает 800°С и выше, даже в случае облучения практически одними тепловыми нейтронами [4, 21],

Эти факты можно объяснить следующим образом. Напомним, что при облучении реакторными нейтронами образуется целый спектр различных нарушений, наиболее сложные из которых дефекты, возникающие при замедлении атомов кремния, получивших энергию от быстрых нейтронов. Вероятнее всего, эти дефекты представляют собой разупорядоченные области. Согласно [22], отжиг отдельных разупорядоченных областей, введенных облучением ионами, происходит при температурах около 300°С. По-видимому, то же имеет место и при облучении нейтронами.
Предыдущая << 1 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed