БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УДК Выпускная работа по Основам информационных технологий Магистрант кафедры физики полупроводников и наноэлектроники Научные руководители: Доцент, к.ф.-м.н., Лапчук Н. М. Минск 2012 Содержание Применение ИТ в исследованиях по термическим дефектообразованиям в диффузионно-легированном золотом кремнии Содержание Фан Суан Тоан Содержание

2 Актуальность Цель работы: 1. Методики эксперимента 1.1. Измерения эффекта холла и удельного сопротивления 1.2. Оптический метод (ИК–спектроскопия) 2. Экспериментальные результаты 2.1. Особенности диффузии Au в кислородосодержащий кремний 2. Результат исследования Выводы Спасибо за внимание Актуальность Цель работы: 1. Методики эксперимента 1.1. Измерения эффекта холла и удельного сопротивления 1.2. Оптический метод (ИК–спектроскопия) 2. Экспериментальные результаты 2.1. Особенности диффузии Au в кислородосодержащий кремний 2. Результат исследования Выводы Спасибо за внимание Актуальность Цель работы: 1. Методики эксперимента 1.1. Измерения эффекта холла и удельного сопротивления 1.2. Оптический метод (ИК–спектроскопия) 2. Экспериментальные результаты 2.1. Особенности диффузии Au в кислородосодержащий кремний 2. Результат исследования Выводы Спасибо за внимание Актуальность Цель работы: 1. Методики эксперимента 1.1. Измерения эффекта холла и удельного сопротивления 1.2. Оптический метод (ИК–спектроскопия) 2. Экспериментальные результаты 2.1. Особенности диффузии Au в кислородосодержащий кремний 2. Результат исследования Выводы Спасибо за внимание Актуальность Цель работы: 1. Методики эксперимента 1.1. Измерения эффекта холла и удельного сопротивления 1.2. Оптический метод (ИК–спектроскопия) 2. Экспериментальные результаты 2.1. Особенности диффузии Au в кислородосодержащий кремний 2. Результат исследования Выводы Спасибо за внимание Актуальность Цель работы: 1. Методики эксперимента 1.1. Измерения эффекта холла и удельного сопротивления 1.2. Оптический метод (ИК–спектроскопия) 2. Экспериментальные результаты 2.1. Особенности диффузии Au в кислородосодержащий кремний 2. Результат исследования Выводы Спасибо за внимание Содержание

3 Актуальность В настоящее время технология изготовления большинства приборов и структур на основе кремния, являющегося базовым материалом полупроводниковой электроники предусматривает необходимость использования термических обработок для диффузионной разгонки примеси, эпитаксии, окисления и так далее. При термических воздействиях в кристаллах Si образуются дефекты, в формировании которых важную роль играют легирующие и неконтролируемые фоновые примеси. Среди них необходимо выделить кислородосодержащие термо доноры (ТД), образующиеся при Т0 в температурном интервале С, так как их присутствие существенно изменяет величину и микро однородность распределения удельного сопротивления в кремниевых пластинах. Содержание

4 Цель работы : Исследование процессов термического дефектообразования в диффузионно–легированном золотом кремнии. В процессе работы методами исследования эффекта Холла и ИК поглощения проводились измерения электрофизических и оптических свойств монокристаллов кремния, легированного золотом в процессе диффузии в интервале температур 850÷ С. Содержание

5 1. Методики эксперимента Измерения эффекта холла и удельного сопротивления Рисунок 1 - Блок–схема установки по измерению эффекта Холла. 1 – исследуемый образец, 2 – амперметр, 3 – регулируемый источник тока, 4 – измеритель э.д.с. Холла, 5 – измеритель напряжения между потенциальными зондами, 6 – измеритель э.д.с, 7 – термопара. Содержание

Оптический метод (ИК–спектроскопия ) Рисунок 2 - Спектр ИК – поглощения кристалла кремния, выращенного по методу Чохральского и содержащего большую концентрацию растворенного кислорода. Содержание

7 2. Экспериментальные результаты 2.1. Особенности диффузии Au в кислородосодержащий кремний Рисунок 3 - Зависимости удельного сопротивления от длительности диффузии золота при 8750С в образцы с концентрацией кислорода ~1.1017(1) и 1, см-3. Содержание

8 2. Экспериментальные результаты 2.1. Особенности диффузии Au в кислородосодержащий кремний Рисунок 4 - Зависимости удельного сопротивления от длительности диффузии золота при С в пластины вырезонте из верхней (1), средней (2) и нижней (3) частей слитка Cz-Si. Содержание

9 Таблица 1 - Результаты измерения концентрации междоузельного кислорода в кремнии в процессе термообработки при С длительностью 5 ч. ТО – термообработка 9250С, 5 ч Содержание

10 Рисунок 5 - Радиальное распределение удельного сопротивления по пластинам Si(Au:O) с различной концентрацией кислорода. Номера кривых соответствуют номерам пластин в таблице 1 Содержание

Результат исследования процессов генерации термо доноров в кремнии диффузионно–легированном золотом, приведены на рисунке 7. Рисунок 7 - Изменение концентрации электронов в образцах Si:Au при термообработке 450 0С. Режимы предварительного отжига: C, 24 ч; 2 - диффузия Au (875 0C, 24 ч); C, 70 ч С, 24 ч; С, 70 ч + диффузия Au (875 0C, 2 ч). Содержание

12 Установлено, что в процессе диффузии золото активно взаимодействует с примесью кислорода, что приводит к переходу атомов золота в электрически неактивное состояние. Указанные обстоятельства существенно снижают воспроизводимость процесса диффузии золота в промышленный кремний. При температурах свыше 500 0С атомы золота становятся подвижными. В диффузионно–легированных при высоких температурах (> С) образцах Si:Au в процессе нагрева при 500÷550 0С наблюдался рост удельного сопротивления, который обусловлен распадом мелких скоплений атомов Au и до образованием компенсирующих донорно–акцепторных пар золото–фосфор. Результаты настоящей работы могут найти применение при разработке методов оптимизации технологических процессов производства приемников СВЧ излучения, полупроводниковых приборов и интегральных микросхем на основе кремния на предприятиях электронной промышленности. Выводы Содержание

13 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ Содержание