Реферат диссертации доктора философии (PhD) по физико-математике ташкент 2023 удк

Рисунок 7. Форма роста и Одже-распределения образцов CoSi ₂ /Si (номера 1-5 образцов в таблице соответствуют Одже-распределениям на рис. б).
Измерения поверхностного сопротивления показали, что удельное сопротивление слоев CoSi ₂ , выращенных при T>600°C (образец 4), приводит к трехкратному снижению удельного сопротивления. Данные ОЭС показывают, что в этих условиях образуется CoSi ₂ -CoSi _{2 -Co} , обогащенный кобальтом . В работе также показана возможность образования CoSi _{2 -Co при пониженной температуре реакции. Аномально низкое значение сопротивления} CoSi ₂ (образец 4) свидетельствует о том, что электрические свойства фазы CoSi _{2 -Co} существенно отличаются от свойств CoSi ₂ и CoSi _{2 -Co.}
10 ¹⁵ ат/см ² , активация наблюдается при температуре Т=750 ⁰ С, концентрация электроактивных атомов кобальта в кремнии увеличивается до (2-5)·10 ¹⁵ см ^{-3 . , что в 4-5 раз больше, чем при диффузионном легировании} . Повышение температуры нагрева выше 1200 ^{0 С приводило к резкому снижению концентрации электроактивных входов. При температурах выше} 800 ⁰ C на поверхности образуются характерные для монокристалла краевые участки. В зависимости от количества излучения и температуры нагрева наблюдаются структурные изменения. Например, при имплантации железа с дозой облучения 10 ¹⁷ ат/см ^{2 после нагрева при температуре 800 0} С на поверхности образуется монокристаллический слой с множеством дефектов. Дальнейшее повышение температуры до 1100 ⁰ С приводит к образованию на поверхности аморфного слоя.
На рис. 8 показан другой вид. Показано обратное рассеяние ионов He ⁺ от монокристалла Si(111), имплантированного ионами Co ^{+ в количестве 10 15} -10 ¹⁷ ионов/см ^{2 с энергией 40 кэВ.} Результаты эксперимента
представлены ниже в виде РТС-спектров. Пик, характерный для Со, появляется при Δ≈10 ¹⁵ ион/см ^{2 , кобальт углубляется, максимум распределения приходится на область около 120 нм, что согласуется с данными, полученными методом ИИМС.} С увеличением количества увеличивается пик, соответствующий рассеянию ионов гелия в кобальте, а также изменяется форма спектра по глубине проникновения (уменьшается выход рассеяния в матрице).

Рисунок 8. Спектр РТС ионов He+ при энергии 40 кэВ в монокристалле Si, имплантированном ионами Co ^{+ в дозах до 10 15} -10 ¹⁷ ион/см ^{2 .}
1000 ⁰ С профиль распределения кобальта значительно сужается, а концентрация в центре распределения увеличивается. При этом концентрация кобальта в области широкого максимума составляла 30-35 ат.%. В этих слоях в основном формировались соединения типа CoSi _{2 .} В то же время резкое уменьшение спектра для кремния свидетельствует о значительном нагреве радиационных дефектов в кремнии. После нагревания всех спектров в спектре кремния виден небольшой пик, который соответствует кислороду. Вакуум во время термообработки был недостаточным, что приводило к образованию оксида кремния SiO _{2 в образцах.}
На рис. 9 представлены профили распределения для тока 10 мкА, которые мы видели в экспериментальном спектре, что этого тока достаточно, чтобы сгладиться. Здесь же показаны профили образца, но очень хорошо видно, что слой дисилицида кобальта образовался после прогрева с температурой 1000 ^{° С.}

Рисунок 9. Профили распределения Со до и после прогрева в Si с энергией 40 кэВ и дозой 10 ¹⁷ ионов/см ^{2 .}
Кристаллическая структура поверхности и электрофизические свойства ионно-легированных слоев исследовались совместно. На рис. 9 представлены электронные изображения, полученные с поверхности Si до и после ионного легирования, а также после термической обработки при различных температурах.
Параллельно исследовалась кристаллическая структура и электрофизические свойства ионно-легированных слоев. На рис. 10 представлены электронные изображения поверхности Si до и после ионного легирования, а также после термической обработки при различных температурах.

а ) б )
10 век _ Электронно-микроскопические изображения чистого кремния (а) и легированных ионами поверхностей So+ (б).
Как видно на рисунке , в случае чистого кремния электронное изображение имеет равномерный и равномерный вид, поскольку образцы полируются и полируются
(рис. 10,а). После ионного легирования внешний вид меняется с гладкой поверхности на шероховатую или матовую в зависимости от дозы облучения и концентрации ионов
(рис. 10б). При малых значениях дозы облучения и термического размягчения, в случае So 800 ⁰ C , существенных изменений электронной картины не происходит. При температурах выше 800 0 ^C на изображении наблюдаются характерные для монокристаллов участки каймы.
Элементный анализ этих каркасов методом электронной спектроскопии Одже показал, что они состоят в основном из атомов Si и Co и частично из кислорода. Значения амплитуд пиков Одже кремния и кобальта позволяют подтвердить, что эти области являются силицидами типа CoSi _{2 .}
Совершенно иные результаты получаются в образцах кремния, легированных большими дозами. На рис. 11 представлены электрические изображения, полученные после нагрева поверхности кремния, легированного ионами So в дозе 10 ¹⁷ ионов/см ^{2 , при температуре 950 0 С.} Как видно из рисунка, области с бахромой, по-видимому, сливаются вместе, образуя монокристаллический слой с множественными дефектами.

11 век _ Микрофотография поверхности кремния, легированного 10 ¹⁷ ионами/см ^{2 ионов Co+, после термического нагрева при 950ºC.}
температуры нагрева до 1100 ⁰ С вызывает серьезное изменение состояния поверхности. Электронное изображение переходит с «эпитаксиальной» на аморфную поверхность
(рис. 12).

Рис. 12 Микрофотография поверхности кремния, легированного ионами So ^{+ в количестве 10 17} ионов/см ² , после нагрева при температуре 1100 ⁰ С.
Для кобальта с дозой облучения 10 ¹⁷ ион/см ² после прогрева при температуре выше 800 ^{0 С} на поверхности формируется монокристаллический слой с мультипсонными дефектами в структурных изменениях в зависимости от количества облучения и температуры отжига. Повышение температуры до 1100 ⁰ С приводит к образованию на поверхности аморфного слоя.