Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
по мнению авторов [68], о том, что процессы радиационного дефектообразования пли термического разогрева не являются определяющими в активации НМ.
На границе раздела Мо — Si обнаружена стимулированная адгезия атомов примеси. Количество проникших в Si атомов Мо зависит от толщины металлической
О
пленки. При толщинах 450—500 А, меньших проекцпоп-
О
ного пробега попов Аг+ (700+ 100 А), наблюдается интенсивное проникновенно Мо в Si с сеченном, равным
О
5. При толщинах пленки 5s 1000 А НМ отсутствует. Важным в активации НМ является воздействие ионами на границу раздела Мо—Si. На основании данных опыта авторы предположили, что на границе раздела появляется высокая плотность разорванных и возбужденных химических связей, которые способствуют активации НМ [681. При облучении Si с пленкой напыленного материала
262
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. в
контакта (Pd, Си, Аи и других элементов) примесные атомы проникают в пластину и влияют на параметры полупроводниковых приборов [70, 75, 172]. Аномально высокая подвижность атомов Си в Si наблюдается при облучении системы Си—Si ионами Ne+ с энергией 20 кэВ или ионами Аг+ с энергией 800 эВ [70]. На пластины Си наносилась катодным распылением. Толщина легированного Cu-слоя определялась по энергетическому
спектру обратнорассеянных НЛр^,тп/каВ ионов Не++ с начальной энер-
гией Е — 280 кэВ.
С ростом времени облучения Си проникает в Si. Глубина легированного слоя возрастает с ростом интегрального потока ионов Ne+ (рис. 6.55). Концентрация Си уменьшается приблизительно от 9 • 1013 ат/см2 (для исходного образца) до 2 • 1013 ат/см2 для потока Ф = 5 • 1016 см-2, т. е. остается того же порядка величины. Следовательно, скорость проникновения «горячих» атомов Си в Si значительно превышает скорость стравливания поверхности бомбардирующими ионами, ионов Не++ №=280 кэВ). Кривые: В СВЯЗИ С ЭТИМ, указывают
1) образец с nCu = g-iow см-2, Харт и др., метод катодного
осажденной катодным распыле- ралттт.тттрггттсг ттр млжат ^тчтттт нием металла, 2, з) образцы, об- рлоиыдения не может иыть
лученные ионами Ne'uс В0=20 кэВ, ИСПОЛЬЗОВаН В ЦвЛЯХ ДОСТИ-
ф = to10 см-2(я), ф^5-ю16 см-2 жения атомарно чистой по-
(3), 4)—фоновая кривая для ис-
ходного кремния. Толщина страв- ВбрХНОСТИ материала [7(JJ. ленного при облучении Ne+^слоя Из данных рис. 6.55 ВИД-равна о (1), 18 а (з) и 90 а (з) но также, что глубина леги-о ' рованного Cu-слоя равна
»600 А. Величина эта не является предельным значением глубины проникновения Си, поскольку фоновая кривая 4 для Si не позволяет зарегистрировать Си, прошедшую на
большие, чем 600 А, расстояния от поверхности (ограничения метода измерения).
20
О
20
О
-
- л;
- \
- . I . . ! \- I
180
гоо
Z40
Е, кэВ
Рис. 6.55. Энергетический спектр отраженных от поверхности n-Si
§ 5] ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНОВ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МИГРАЦИИ 263
Интересные сведения получены в опытах стимулирования миграции Na, Au и Cl в Si [75]. Профили распределения примеси исследовались двумя методами: измерением 1) спектрального состава характеристического рентгеновского излучения, инициируемого протонами, и
2) вольт-емкостных характеристик системы Au—Si02—Si.
J, от. еЗ
Au \ v-
500А
Si(Ko0 : ‘
1 ; У
т,...
X1D
Е,пэВ
Рис. 6.56. Энергетический спектр характеристического рентгеновского излучения для системы Au—Si02—Si. Ось ординат — число импульсов на канал. Облучение протонами с Ео=250—275 кэВ и I = 2-1012см—2-с—Г0бл комнатная. Справа приведена схема опыта [75].
Ширина зондируемого слоя в первом случае составляла 2,5 мкм. Na и С1 имплантировались в Si на глубину, приблизительно равную половине толщины окисной пленки (рис. 6.56), и затем на пластины напылялся слой Au с целью изготовления шоттки-диода Au—Si02—Si.
По мере роста интегрального потока ионов Аг+ или Ne+ наблюдается проникновение примесных атомов Na, Cl и Au через окисел в Si. Облучение ионами Аг+ с энергией 50 кэВ потоком от 2 • 1014 до 1015 см-2 вызывает сильное перемешивание Au в Si02—Si (с толщиной Si02,
равной 1500 А).
264
ВЛИЙНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
Бизхолд [75]' указывает, что в связи с наложением на НМ Na н С1 диффузии Au в системе Au—Si02—Si невозможно измерение концентрационного профиля распределения исследуемой примеси (Na, Cl) обоими методами. В характеристическом спектре рентгеновских квантов интенсивность пика от Au маскировала счет импульсов от других примесей (см. рис. 6.56). В вольт-емкоет-пом методе проникновение Ли вызывало сильные искажения профиля Na п С1 в связи с наложением электрической активности продиффундировавшего в базовую область шоттки-диода Ап (материала контакта). Аналогичный эффект для системы шоттки-диодов Au—Si, In—Si, Rh—Si и других описан в [56].
