О влиянии упругих напряжений на диффузию бора в кремнии

  • Владимир Борисович Оджаев Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Владимир Иванович Плебанович ОАО «ПЛАНАР», пр. Партизанский, 2, 220033, г. Минск, Беларусь
  • Мария Иосифовна Тарасик Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Алексей Романович Челядинский Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Исследовано влияние упругих напряжений на диффузию имплантированного бора в слоях кремния, дополнительно легированных примесями IV группы Ge или C с противоположным воздействием на период решетки кремния. В слоях, предварительно легированных германием и затем подвергшихся имплантированию ионами В+, достигается компенсация упругих напряжений, тогда как дополнительная имплантация в слои с бором ионов С+ повышает напряжения в них. В слоях, дополнительно легированных как германием, так и углеродом, коэффи циенты диффузии имплантированного бора уменьшаются в силу того, что ответственные за его ускоренную диффузию междоузельные атомы Si расходуются на вытеснение атомов Ge и C из узлов решетки кремния (эффект Воткинса). Из полученных результатов следует, что упругие напряжения существенно не влияют на скорость диффузии бора в кремнии.

Биографии авторов

Владимир Борисович Оджаев, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук, профессор; заведующий кафедрой физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета

Владимир Иванович Плебанович, ОАО «ПЛАНАР», пр. Партизанский, 2, 220033, г. Минск, Беларусь

кандидат технических наук; заместитель генерального директора

Мария Иосифовна Тарасик, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук; старший научный сотрудник кафедры энергофизики физического факультета

Алексей Романович Челядинский, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук; главный научный сотрудник кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета

Литература

  1. Panteleev V. A., Gugina T. S., Murav’ev V. A. [Influence of the elastic strains on the diffusion processes in semiconductors]. Fiz. tverd. tela. 1978. Vol. 20, No. 2. P. 562–564 (in Russ.).
  2. Gerasimenko N. N., Mordkovich V. N. [Radiation effects in a semiconductor – dielectric systems]. Poverkhn. Fiz., khim., mekh. 1987. Vol. 6. P. 5–19 (in Russ.).
  3. Hu S. M. General theory of impurity diffusion in semiconductors via the vacancy mechanism. Phys. Rev. 1969. Vol. 180, No. 3. P. 773–784.
  4. Dao Khac An. Numerical solution of the nonlinear diffusion equation for the anomalous boron diffusion in silicon. Phys. Stat. Sol. (a). 1985. Vol. 90. P. 173–177.
  5. Van der Pauw L. J. A method of measuring specific resistivity and Hall effect of discs of arbitrary shape. Philips Res. Repts. 1958. Vol. 13, No. 1. P. 1–9.
  6. Peterstrom S., Svensson B. G. Transient boron diffusion in medium dose Ge-implanted silicon. J. Appl. Phys. 1992. Vol. 71, No. 3. P. 1215–1219.
  7. Stelmakh V. F., Suprun-Belevich Yu. R., Tkachev V. D., et al. Diffusion of boron implanted into silicon. Phys. Stat. Sol. (a). 1985. Vol. 89. P. K45–K49.
  8. Strane J. W., Lee S. R., Stein H. J., et al. Carbon incorporation into Si at high concentrations by ion implantation and solid phase epitaxy. J. Appl. Phys. 1976. Vol. 79, No. 2. P. 637–646.
  9. Crystiano F., Bonafos C., Nejim A., et al. Interstitial trapping efficiency of C+ implanted into preamorphised silicon: Control of EOR defects. Nucl. Inst. Meth. B. 1997.
  10. Watkins G. D., Brower K. L. EPR observation of the isolated interstitial carbon atom in silicon. Phys. Rev. Lett. 1976. Vol. 36, No. 22. P. 1329–1332.
  11. Chelyjdinskii A. R., Komarov F. F. Defektno-primesnaya inzheneriya v implantirovannom kremnii [Defect-impurity engineering in implanted silicon]. Usp. fiz. nauk. 2003. Vol. 173, No. 8. P. 813–846. DOI: 10.3367/UFNr.0173.200308b.0813 (in Russ.).
  12. Claverie A., Giles L. F., Omri M., et al. Nucleation, growth and dissolution of extended defects in implanted silicon: impact on dopant diffusion. NIM B. 1999. Vol. 147. P. 1–12.
  13. Servidori J., Solmi S., Zaumseil P., et al. Interaction between point defects and dislocation loops as the phenomenon able to reduce anomalous diffusion of phosphorus implanted in silicon. J. Appl. Phys. 1989. Vol. 65, No. 1. P. 98–104.
  14. Gwozdz P. S., Koehler J. S. Changes in ac conductivity of silicon with electron irradiation at 0.5 K. Phys. Rev. 1972. Vol. 6, No. 10. P. 4571–4574.
Опубликован
2017-09-29
Ключевые слова: кремний, бор, диффузия, упругие напряжения
Как цитировать
Оджаев, В. Б., Плебанович, В. И., Тарасик, М. И., & Челядинский, А. Р. (2017). О влиянии упругих напряжений на диффузию бора в кремнии. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 3, 88-94. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/461
Выпуск
№ 3 (2017): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика конденсированного состояния

Copyright (c) 2017 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).