Физика и техника полупроводников
Вышедшие номера
Влияние дозы имплантации водорода на релаксацию электрофизических характеристик структур "кремний-на-изоляторе" после воздействия рентгеновского излучения
Министерства науки и высшего образования РФ , Государственное задание, 0030-2021-0030
Национальный центр физики и математики, Ядерная и радиационная физика
Абросимова Н.Д.1, Юнин П.А.2, Дроздов М.Н.2, Оболенский С.В.3
1Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова, Нижний Новгород, Россия
2Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
3Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Email: yunin@ipmras.ru
Поступила в редакцию: 2 марта 2022 г.
В окончательной редакции: 25 марта 2022 г.
Принята к печати: 25 марта 2022 г.
Выставление онлайн: 17 июля 2022 г.

Представлены результаты экспериментальных исследований релаксации электрофизических параметров образцов "кремний-на-изоляторе" с различной дозой имплантации водорода после воздействия стационарного рентгеновского излучения. Методы измерения высокочастотных вольт-фарадных характеристик и псевдо-МДП транзистора позволили получить информацию о накопленном заряде, плотности поверхностных состояний, подвижности носителей. Примесный состав и профиль водорода определялись методом вторично-ионной масс-спектрометрии, структурное совершенство слоев оценивалось с помощью методов рентгеновской дифрактометрии и малоугловой рентгеновской рефлектометрии. Зафиксирован различный характер релаксационной зависимости и время восстановления электрофизических параметров для структур "кремний-на-изоляторе" с различными дозами имплантации водорода. Значения подвижности выше, а плотности заряда ниже для структуры с меньшей дозой имплантации водорода, что лучше с точки зрения ее дальнейшего практического применения. Ключевые слова: ионная имплантация, кремний-на-изоляторе, радиационная стойкость, рентгеновская дифрактометрия, псевдо-МДП транзистор, остаточный водород, вторичная ионная масс-спектрометрия.
  1. P. Hemmet, V.S. Lysenko, A.N. Nazarov. Perspective Science and Technologies for Novel Silicon on Insulator Devices (Dordrecht, Springer Science and Business Media, 2012)
  2. А.И. Белоус, В.А. Солодуха, С.В. Шведов. Космическая электроника (М., Техносфера, 2015) т. 2
  3. J.P. Colinge. Silicon-оn-Insulator Technology: Materials to VLSI (N.Y., Kluwer Academic Publishers, 1997)
  4. H. Tobias. On the Mechanisms of Hydrogen Implantation Induced Silicon Surface Layer Cleavage (Doctoral Dissertation, Marburg/Lahn, 2001)
  5. М.Д. Варенцов, Г.П. Гайдар, А.П. Долголенко, П.Г. Литовченко. Вопр. атомной науки и техн., 96 (5), 27 (2010)
  6. N.M. Johnson, C. Herring, C.G. Van de Walle. Phys. Rev. Lett., 73 (1), 130 (1994)
  7. O. Feklisova, N. Yarykin, E.B. Yakimov, J. Weber. Physica B: Condens. Matter, 308--310, 210 (2001)
  8. В.С. Першенков, В.Д. Попов, А.В. Шальнов. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем (М., Энергоатомиздат, 1988)
  9. Н.Д. Абросимова, В.К. Смолин. Нано- и микросистемная техн., 20 (8), 456 (2018)
  10. К.И. Таперо, В.Н. Улимов, А.М. Членов. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах космического применения (М., БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012)
  11. А.Ю. Никифоров, В.А. Телец, А.И. Чумаков. Радиационные эффекты в КМОП ИС (М., Радио и связь, 1994)
  12. Н.Д. Абросимова, М.Н. Дроздов, С.В. Оболенский. ЖТФ, 90 (11), 1850 (2020)
  13. S. Cristoloveanu, S.S. Li. Electrical Characterization of Silicon-on-Insulator Materials and Devices (N.Y., Springer, 1995)
  14. D.K. Schroder. Semiconductor Material and Device Characterization (N.J., John Wiley \& Sons Inc., 1990)
  15. H.J. Hovel. Solid-State Electron., 47, 1311 (2003)
  16. S.S. Cristoloveanu, S. Williams. IEEE Electron. Dev. Lett., 13 (2), 102 (1992)
  17. А.Р. Челядинский, В.Ю. Явид, П. Венгерэк. Тр. 5-й Междунар. конф. "Взаимодействие излучений с твердым телом" (Минск, Беларусь, 2003) с. 206
  18. В.А. Гриценко. УФН, 178, 727 (2008)
  19. П.А. Юнин, Ю.Н. Дроздов, М.Н. Дроздов, С.А. Королев, Д.Н. Лобанов. ФТП, 47 (12), 1580 (2013)
  20. В.М. Воротынцев, В.А. Перевощиков, В.Д. Скупов. Базовые процессы микро- и наноэлектроники (Н. Новгород, 2006)