Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Вавилов В.С. -> "Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках" -> 98

Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.

Вавилов В.С., Кив А.Е., Ниязова О.Р. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках — М.: Наука, 1981. — 368 c.
Скачать (прямая ссылка): mehanizmiobrabotki1981.pdf
Предыдущая << 1 .. 92 93 94 95 96 97 < 98 > 99 100 101 102 103 104 .. 135 >> Следующая


Применение сепарации ионов по массам, характерное для всех промышленных и большинства исследовательских ионно-лучевых установок, обеспечивает предельно высокую чистоту процесса внедрения; в случае необходимости, при физических исследованиях, имеется возможность внедрить в полупроводник необходимый изотоп примеси.

Надо заметить, что чистота ионного пучка еще не дает оснований считать, что внедряется лишь один тип ионов. Загрязнения (чаще всего — кислород из состава оксидных слоев) и другие атомы, обычно присутствующие на поверхности кристалла, под действием ионной бомбардировки «забиваются» в объем кристалла. Подобных нежелательных и неконтролируемых явлений обычно удается избежать, работая в условиях высокого вакуума и проводя перед внедрением ионов заданного типа снятие тонкого поверхностного слоя предварительной бомбардировкой тяжелыми ионами (обычно инертных газов) при ускоряющих напряжениях 10—20 кэВ.

Распределение внедренных из ионного пучка примесей по глубине от поверхности существенно отличается от распределений, имеющих место после проведения термодиффузии, широко используемой в полупроводниковой технике. В отличие от концентрации продиффун-дировавших с поверхности примесей, которая, как пра-
284 ПРОЦЕССЫ ПРИ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ [ГЛ. 7

вило, характеризуется монотонным убыванием с глубиной проникновения [16], для внедрения моноэнергети-ческих ионов характерно наличие максимума концентра-

^ъ,Ш/0см~3 Ni,CM-3

а)

X, мкм

б)

X, мкм

Рис. 7.2. а) Распределение пробегов ионов В в Si в линейном приближении. б) Профили распределения ионов В в SiCb, измеренные методом SIMS (вторичной ионной эмиссии) [98].

ции (рис. 7.2). Каналирование и радиационно-стимулированная диффузия могут значительно влиять на форму распределения концентрации внедренных атомов примеси (рис. 7.3). Влияния эффекта каналирования, если оп
§ 2] ИОННАЯ БОМБАРДИРОВКА ПОЛУПРОВОДНИКОВ

285

нежелателен, в значительной мере удается избежать, если разориентировать кристалл так, чтобы ионы не падали на поверхность вдоль осей с малыми кристаллографическими индексами. Однако при этом всегда существует вероятность случайного попадания в каналы небольшой части ионов, претерпевших рассеяние при прохождении в кристалле.

Из сказанного видно, что метод внедрения ускоренных ионов в принципе имеет ряд преимуществ, например, для создания р — и-переходов даже в тех полупроводниках, в которые удается вводить примеси термо-диффузией, в частности, если необходимо создавать особенно резкие р — >г-переходы. Подробный анализ достоинств и недостатков ионно-лучевого легирования как технологического метода выходит за рамки нашей задачи. Он содержится, например, в [51].

§ 2. Дефекты структуры в полупроводниках, подвергнутых ионной бомбардировке, и явление аморфизацин

В последние годы развитие техники иопно-лучевого легирования позволило изучить закономерности радиационного повреждения полупроводников под действием значительных доз сравнительно неглубоко проникающих ускоренных ионов. Выяснилось, что в предельном случае такое воздействие приводит к аморфизацип вещества, т. е. потере кристаллической структуры, или другим фазовым переходам, если вещество может находиться в нескольких состояниях [20]. Как и в других случаях исследовании радиационных повреждений, наиболее достоверные сведения имеются в настоящее время для кремния, и мы начнем изложение с данных, касающихся этого вещества. Первоначальный процесс образования области нарушений в окрестности и особенно в конце пробега каждого отдельного внедренного иона соответствует представлениям, рассмотренным в [1—4], применительно к Si. Как в случае отожженного материала, так и непосредственно после ионного внедрения при комнатной температуре важно иметь достаточно подробные сведения о наборе возникающих дефектов и степени аморфизацин, если она произошла.
286 ПРОЦЕССЫ ПРИ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ [ГЛ. 7

Теоретический расчет пространствепыого распределения концентрации дефектов при ионном внедрении выполнен советскими авторами [21]. В работе [22] приведены данные об изменении соотношения концентраций идентифицированных типов радиационных дефектов в Si, подвергнутом внедрению 160 кэВ-х ионов кислорода 160+; образцы Si каждый раз после увеличения дозы внедрения охлаждались и подвергались измерениям спектров ЭПР. При потоках порядка 1012 ионов 160+/см2 суммарное число парамагнитных центров было близким к ожидаемому из расчетов числу смещенных атомов Si. Помимо спектров дивакансий наблюдались спектры более сложных комплексов из четырех вакансий, причем вычисления энергии упругих потерь, приходящейся на одну вакансию, дали значение, близкое к 30 эВ, что лишь вдвое больше пороговой энергии образования дефектов Френкеля в Si {Ed« 15 эВ). Поэтому следует считать, что при таких дозах внедренных ионов значительная доля энергии, теряемой в упругих столкновениях, приводит к созданию парамагнитных центров с участием вакансий.
Предыдущая << 1 .. 92 93 94 95 96 97 < 98 > 99 100 101 102 103 104 .. 135 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed