Взаимодействие водорода с железом, золотом и мелкими донорами в кремнии
Диссертация
Исследование электрически активных водородсодержащих центров в кремнии, легированном золотом, показало, что комплексы золота с 2 атомами водорода электрически активны, что согласуется с теоретическими представлениями о механизме взаимодействия водорода с атомами золота в кремнии, и один из уровней этого дефекта имеет значение Ev+0.47 эВ. Сделаны оценки для радиуса захвата водорода атомом золота… Читать ещё >
Список литературы
- Pearton S.J., Corbett J.W., Stavola M., «Hydrogen in crystalline semiconductors», Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1992, p.361-
- Sah C.T., Sun J.Y.C., Tzou J.J.T., «Deactivation of the boron acceptor in silicon by hydrogen», Appl. Phys. Lett., 1983, v.43, pp.204−206-
- Sah C.T., Sun J.Y.C., Tzou J.J.T., «Effect of keVelectron irradiation on the avalance-electron generation rates of three donors on oxidized silicon», J. Appl. Phys., 1983, v.54, pp.4378−4381-
- Sah C.T., Sun J.Y.C., Tzou J.J.Т., «Deactivation of group III acceptors in silicon during keV electron irradiation», Appl. Phys. Lett., 1983, v. 43, pp.962−964-
- Pankove J.I., Carlson D.E., Berkeyheiser and Wance R.O., «Neutralization of shallow acceptor levels in silicon by atomic hydrogen», Phys. Rev. Lett., 1983, v.51, pp.2224−2225-
- Tavendale A.J., Alexiev D., Williams A.A., «Field drift of the hydrogen-related, acceptor-neutralizing defect in diodes from hydrogenatedsilicon «, Appl. Phys. Lett., 1985, v.47, pp.316−318-
- Tavendale A.J., Williams A.A., Alexiev D., Pearton S.J., «Electrical transport studies of the H-related compensating donor in B-doped Si diodes», MRS Proc., 1986, v.59, pp.469−471-
- Pearton S.J., Tavendale A.J., Williams A.A., Alexiev D., «Low temperature injection mechanisms for acceptor-neutralizing species in Si», In Semiconductor Silicon, ed. By H.R. Huff (Electrochem. Soc., Pennington NJ 1986), p.826−829-
- Zundel T. and Weber J., «Dissociation energy of shallow-acceptor-hydrogen pairs in silicon», Phys. Rev. B, 1989, v.39, pp.13 549−13 552-
- Johnson N.M., Herring C. and Chadi D.J., «Interstitial hydrogen and neutralization of shallow-donor impurities in single-crystalsilicon», Phys. Rev. Lett., 1986, v.56, pp.769−772-
- Bergman К., Stavola M., Pearton S.J., Lopata J., «Donor-hydrogen complexes in passivated silicon», Phys. Rev. B, 1988, v.37, pp.27 702 773-
- Anderson P.W., «Model for the electronic structure of amorphous semiconductors», Phys. Rev. Lett., 1975, v.34, pp.953−955-
- Car R., Kelly P.J., Oshiyama A. and Pantelides S.T., «Microscopic theory of atomic diffusion mechanisms in silicon», Phys Rev. Lett., 1984, v.52, pp.1814−1817-
- Van de Walle C.G., Bar-Yam Y. and Pantelides S.T., «Theory of hydrogen diffusion and reactions in crystalline silicon», Phys. Rev. Lett., 1988, v.60, pp.2761−2764-
- Van de Walle C.G., Denteneer P.J.H., Bar-Yam Y. and Pantelides S.T., «Theory of hydrogen diffusion and reactions in crystalline silicon», Phys. Rev. B, 1989, v.39, pp.10 791−10 808-
- Johnson N.M., Herring C. and Van de Walle C.G., «Inverted order of acceptor and donor levels of monoatomic hydrogen in silicon «, Phys. Rev. Lett., 1994, v.73, pp. 130−133-
- Tavendale A.J., Pearton S.J., Williams A.A., «Evidence for the existence of a negatively charged hydrogen species in plasma-treated n-type Si», Appl. Phys. Lett., 1990, v.56, pp.949−951-
- Zhu J., Johnson N.M., Herring C., «Negative-charge state of hydrogen in silicon», Phys. Rev. B, 1990, v.41, pp. 12 354−12 357-
- Seager C.H., Anderson R.A. and Brice D.K., «In situ measurements of hydrogen motion and bonding in silicon», J. Appl. Phys., 1990, v.68, pp.3268−3284-
- Feklisova O.V., Yakimov E.B. and Yarykin N.A., «Hydrogen penetration into Si under wet chemical etching: experiment and simulation «, in Polycrystalline Semiconductors VI, eds. O. Bonnaud, T.
- Mohammed-Brahim. H.P. Strunk and J.H. Werner (Scitec Publ., Uetticon am See, Switzerland, 2001), pp. 121−125-
- Yarykin N.A., «Near surface defect distribution in silicon under etching», MRS Proc., 1998, v.510, pp.253−258-
- Yang D., Lu J., Li L., Yao H. and Que D., «Thermal acceptor formation in nitrogen-doped silicon», Appl. Phys. Lett., 1991, v.59, pp.1227−1229-
- Hara A., Fukuda Т., Miyabo T. and Hirai I., «Oxygen-nitrogen complexes in silicon formed by annealing in nitrogen», Appl. Phys. Lett., 1989, v.54, pp.626−628-
- Suezawa M., Sumino K., Harada H. and Abe Т., «Nitrogen-oxigen complexes as shallow donors in silicon crystals», Jpn. J. Appl. Phys., 1986, Pt.2, 25(10), L859−861-
- Sumino K. and Imai M., «Interaction of dislocations with impurities in silicon crystals studied by in situ X-ray topography», Phil. Mag. A, 1983, v.47(5), pp.753−766-
- Stein H.J., «Oxygen, Carbon, Hydrogen and Nitrogen in Crystalline Silicon «, MRS Proc., 1985, v.59, pp.523−527-
- Yang D., Que D. and Sumino K., «Nitrogen effects on thermal donor and shallow thermal donor in silicon», J. Appl. Phys., 1995, v.17, pp.943−944-
- Yang D., Fan R., Li L., Que D. and Sumino K., «Donor formation in nitrogen doped silicon», J. Appl. Phys., 1996, v.80, pp.1493−1498-
- Yang D., Ma X., Fan R., Zhang J., Li L., Que D. «Oxygen precipitation in nitrogen doped Czochralski silicon», Physica B, 1999, v.273−274, pp.308−311-
- Ikari A., Nakai K., Tachikawa Y., Deai H., Hideki Y., Ohta Y., Masahashi N., Hayashi S., Hoshino T. and Ohashi W., «Defect control in nitrogen doped Czochralski silicon crystals», Sol. State Phenom., 1999, v.69−70, pp.161−166-
- Griffin J.A., Hartung J., Weber J., Navarro H. and Genzel L., «Photothermal ionisation spectroscopy of oxygen-related shallow defects in crystalline silicon «, Appl. Phys. A, 1989, v.48, pp.41−47-
- Griffin J.A., Hartung J. and Weber J., «The role of nitrogen in the formation of oxygen-related thermal donors in silicon», Mat. Sci. Forum, 1989, v.38−41, pp.619−624-
- Pi X., Yang D., Ma X., Shui Q. and Que D., «Electrical activity of nitrogen-oxygen complexes in silicon «, Phys. Stat. Sol. (b), 2000, v.221, pp.641−645-
- Tavendale A.J., Williams A.A., Alexiev D. and Pearton S.J., «Hydrogen injection into p-Si by chemical etching», MRS Proc., 1988, v. 104, pp.285−287-
- Feklisova O.V., Yakimov E.B. and Yarykin N.A., «Defect formation in gold-doped silicon irradiated with low-energy electrons», Semiconductors, 1994, v.28(12), pp. 1201−1203-
- Feklisova O. V and Yarykin N. A., «Transformation of deep level spectrum of irradiated silicon due to hydrogenation under wet chemical etching», Semicond. Sci. Technol., 1997, v. 12, pp.742−749-
- Estreicher S.K., «Interstitial О in Si and its interaction with H», Phys. Rev., 1990, v.41, pp.9886−9891-
- Johnson N.M., Hahn S.K., Stein H.J., «Selective hydrogen passivation of oxygen-related thermal-donor clusters in silicon», Mat. Sci. Forum, 1986, v.10−12, pp.585−590-
- Chantre A., Pearton S.J., Kimerling L.C., Cumming K.D., Dautremont-Smith W.C., «Interaction of hydrogen and thermal donor defects in silicon», Appl. Phys. Lett., 1987, v.50, pp.513−515-
- Lee Y.N. and Corbett J.W., «EPR study of defects in neutron-irradiateed silicon: Quenched-in alignment under <110>-uniaxial stress», Phys. Rev. B, 1974, v.9, pp.4351−4361-
- Akhmetov K.D. and Bolotov V.V., «Kinetics of accumulation of radiation defects and annihilation of vacancies and interstitials in carbon- and boron-containing silicon», Phys. Stat. Solidi A, 1982, v.72, pp.61−68-
- Вавилов B.C., Киселев В. Ф., Мукашев Б. Н., «Дефекты в кремнии и на его поверхности». -М.: Наука, 1990-
- Weber E.R. and Gilles D., «Gettering of transition metals in semiconductors», in Defect Control in Semiconductors ed. by K. Sumino, 1990, v.9, pp.89−95-
- Weber E.R., «Impurity diffusion and gettering in silicon» ed. by R.B. Fair, C.W. Pearce, J. Washburn.-Pitsburg, Pensylvania, 1985-
- De Leo G.G., Watkins G.D., Fowler B.N., «Level positions of interstitial transition-metal impurities in silicon», Phys. Rev. B, 1982, v.25, pp.4972−4981-
- Graff K., «Metall impurities in silicon-device fabrication», Springer-Verlag, Berlin, 1995, p.216-
- Beeler F., Andersen O.K., and Scheffler M., «Theoretical evidence for low-spin ground states of early interstitial and late substitutional 3d transition-metal ions in silicon», Phys. Rev. Lett., 1985, v.55, pp. 14 981 501-
- Klainhenz R.L., Lee Y.H., Corbett J.W., Sieverts E.G., Muller S.H. and Ammerlaan C.A.J., «EPR observation of an Au-Fe complex in silicon», Phys. Stat. Solidi B, 1981, v. 108, pp.363−371-
- Brotherton S.D., Bradley P., and Gill A., «Electrical observation of the Au-Fe complex in silicon», J. Appl. Phys., 1984, v.55(4), pp.952−956-
- Brotherton S.D., Bradley P., and Gill A., 'Annealing kinetics of the gold-iron complex in silicon «, J. Appl. Phys., 1984, v.57, pp. 1783−1790-
- Colas E.G. and Weber E.R., «Reduction of iron solubility in silicon with oxygen precipitates», Appl. Phys. Lett., 1986, v.48(20), pp.1371−1373-
- Лебедев A.A., Урунбаев Б. М., «Исследование распада твердого раствора Fe в n-Si емкостными методами», ФТП, 1981, т.15, в. З, с.612−615-
- Kimerling L.C. and Benton J.L., «Electronically controlled reactions of interstitial iron in silicon «, Physica B, 1983, v.116, pp.297−300-
- Kimerling L.C. In Defects in semiconductors, ed. by J. Narayan, T.Y. Tan (North-Holland, Amsterdam 1981) p.85-
- Graff K., and Pieper H.J., «The properties of iron in silicon», J. Electrochem. Soc., 1981, v. 128(3), pp.669−674-
- Bell 11 R.E., Ostapenko S. S, and Lagowski J., «Ultrasonic stimulated dissociation of Fe-B pairs in Si», J. Appl. Phys., 1995, v.77, pp.54 585 460-
- Ostapenko S.S., Jastrzebski L. and Lagowski J., «Increasing short minority carriers diffusion lengths in solar-grade po-Si by UST», Appl. Phys. Lett., 1994, v.65, pp. 1555−1557-
- Huff H.R. and Goodall R.K., «Silicon materials and metrology: critical concepts for optimal 1С performance in the gigabit Era», Solid State Phenom., 1996, v.47−48, pp.65−96-
- Kouketsu M. and Isomae S., «Hydrogen passivation of iron-related traps in silicon», J. Appl. Phys., 1996, v.80, pp.1485−1487-
- Shiraishi M., Sachse J.-U., Lemke H., Weber J., «DLTS analysis of nickel-hydrogen complex defects in silicon», Mat. Sci. Eng. B, 1999, v.58, pp.130−133-
- Sadoh Т., Tsukamoto К., Baba A., Bai D., Kenjo A., Tsurushima Т., Mori H., Nakashima H., «Deep level of iron-hydrogen complex in silicon «, J. Appl. Phys., 1997, v.82, pp.3828−3831-
- Pearton S.J. and Tavendale A.J., «Hydrogen passivation of gold-related deep levels in silicon «, Phys. Rev. B, 1982, v.26, pp.7105−7108-
- Sachse J. U, Sveinbjornsson E. O, Yarykin N., Weber J., «Similarities in the electrical properties of transition metal-hydrogen complexes in silicon», Mat. Sci. Eng. B, 1999, v.58 (1−2), pp. 134−140-
- Yarykin N., Sachse J.-U., Lemke H., Weber J., «Silver-hydrogen interactions in crystalline silicon», Phys. Rev. B, 1999, v.59, pp.55 515 560-
- Sachse J.-U., Weber J., Lemke H., «Palladium-hydrogen related complexes in silicon», Mat. Sci. Forum, 1997, v.258−263, pp.307−312-
- Sachse J.-U., Sveinbjornsson E.6., Jost W., and Weber J., «New interpretation of the dominant recombination center in platinum doped silicon», Appl. Phys. Lett., 1997, v.70, pp.1584−1586-
- Sveinbjornsson E.O., Andersson G.I., and Engstrom O., «Hydrogen passivation of gold in p-type silicon involving hydrogen-gold-related deep levels», Phys. Rev. B, 1994, v.49, pp.7801−7804-
- Davidson J.A. and Evans J.H., «Electron and hole capture kinetics at gold-hydrogen complexes in n-type silicon», Sem. Sci. Technol., 1996, v. ll, pp.1704−1712-
- Sveinbjornsson E.O., Engstrom O., «Novel hydrogen-gold-related deep acceptor in n-type silicon «, Appl. Phys. Lett., 1992, v.61, pp.2323−2325-
- Resende A., Jones R., Oberg S., Briddon P.R., «Calculations of electrical levels of deep centers: application to Au-H and Ag-H defects in silicon «, Phys. Rev. Lett., 1999, v.82, pp.2111−2114-
- Resende A., Jones R., Oberg S. and Briddon P.R., «The structural properties of transition metal hydrogen complexes in silicon «, Mat. Sci. Eng B, 1999, v.58, pp.146−148-
- Watkins G.D., «Deep levels in semiconductors», Physica B, 1983, v.117−118, pp.9−15-
- Lang D.V., «Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors», J. Appl. Phys., 1974, v.45, pp.3023−3033-
- Берман JI.С., Лебедев А. А., «Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках», -Л., Наука, 1981, с. 174-
- Lang D.V., «Space-charge spectroscopy in semiconductors» in Thermally stimulated relaxation in solids, Springer-Verlag, New-York-Berlin, 1979, p.93−133-
- Miller G.L., Lang D.V., and Kimerling L.C., «Capacitance transient spectroscopy», Ann. Rev. Mater. Sci., 1977, pp.377−448-
- Shapoval S., Bulkin P., Chumakov A., «Compact ECR-source of ions and radicals for semiconductor surface treatment», Vacuum, 1992, v. 43, pp.195−197-
- Gosele U., Frank W. and Seeger A., «Mechanism and kinetics of the diffusion of gold in silicon «, Appl. Phys. 1980, v.23, pp.361−368-
- Yakimov E., Mariani G., Pichaud В., «Temperature dependence of dislocation efficiency as a sink for self-interstitials in silicon as measured by gold diffusion «, J. Appl. Phys., 1995, v.78, pp. 1495−1499-
- Stolwijk N.A., Holzl B.J., Frank W., Weber E.R. and Mehrer H., «Diffusion of gold in dislocation-free or highly dislocated silicon measured by spreading-resistance technique», Appl. Phys. A, 1986, v.39(l), pp.37−48-
- Zimmermann H. and Ryssel H., «Gold and platinum diffusion: the key to the understanding of intrinsic point defect behavior in silicon «, Appl. Phys. A, 1992, v.55, pp.121−134-
- Koveshnikov S.V., Nosenko S.V. and Yakimov E.B., «The peculiarities of deep level defect passivation in Si by atomic hydrogen «, Phys. Stat. Sol. (a) 1990, v.120, pp.391−395-
- Yakimov E.B. and Parakhonsky A.L., «Hydrogen stimulated destruction ofFe-Bpairs inp-Si», Solid State Phenom., 1997, v.57−58, p.383−386-
- Feklisova O.V., Parakhonsky A.L., Yakimov Е.В., Weber J., «Dissociation of iron-related centers in Si stimulated by hydrogen», Mat. Sci. Eng. B, 2000, v.71, pp.268−271-
- Феклисова O.B., Якимов Е. Б., Парахонский А. Л., «Диссоциация Fe-содержащих центров в кремнии при воздействии водорода», «Кремний-2000», тезисы докладов, Москва, 9−11 февраля 2000, с.193-
- Парахонский А.Л., Феклисова О. В., Ярыкин Н. А., Карелин С.С.,
- Последовательные стадии пассивации электрической активности атомов золота в кремнии при насыщении атомарнымводородом», Микроэлектроника-94, тезисы докладов, т.1, Звенигород, 28 ноября 3 декабря 1994, с.297-
- Parakhonsky A.L., Feklisova O.V., and Yarykin N.A., «Intermediate stages of gold-hydrogen interaction in silicon», 18th International conference on defects in semiconductors, July 23−28 1995, Sendai, Japan, p.252-
- Парахонский A.Jl., Феклисова O.B., Карелин С. С., Ярыкин Н. А., «Последовательные превращения золотосодержащих комплексов в кремнии п-типа проводимости при насыщении атомарным водородом», ФТП, 1996, т.ЗО, в.4, с.670−675-
- Yarykin N.A., Parakhonsky A.L., Feklisova O.V. Multistep Changes of Defect Electrical Activity due to Interaction with Hydrogen. «Shallow-Level Centers in Semiconductors» ed. by C.A.J. Ammerlaan and B. Pajot, 1996, p.399−404-
- Парахонский А.Л., Феклисова О. В., Карелин С. С., Ярыкин Н. А., «Особенности пассивации атомарным водородом электрической активности золота в кремнии «, «Кремний-2000», тезисы докладов, Москва, 9−11 февраля 2000, с.87-
- Parakhonsky A.L., Yakimov E.B., Yang D., «Nitrogen effect on self-interstitial generation in Czochralski silicon revealed by gold diffusion experiments «, J. Appl. Phys., 2001, v.90, pp.3642−3644-
- Parakhonsky A.L., Yakimov E.B. and Yang D., «Nitrogen effect on gold diffusion in Cz silicon», ICDS21, 16−20 July 2001, Giessen, Germany, p.52-
- Parakhonsky A.L., Yakimov E.B. and Yang D. «Nitrogen effect on hydrogen penetration into Cz Si under wet chemical etching», Solid State Phenom., 2001, v.82−84, p.145−149-