Ўзбекистон миллий университети қошидаги яримўтказгичлар физикаси ва микроэлектроника илмий-тадқИҚот институти ҳузуридаги илмий

Таблица 3 
Изменение электрических параметров и времени жизни неосновных носителей 
заряда контрольных и легированных никелем образцов при различных 
температурах диффузии 
 
№ 
До отжига 
Условия отжига 
После отжига 
ТП 
ρ, 
τ, 
Т

, С 
T, °С 
ТП 
ρ, 
τ, 
Ом·см 
мкс 
t, 
час 
П 
К 
Ом·см 
мкс 
К-1 
p 
9,7 
(25÷40) 
1200 
2 
Ni 
p 
10,9 
(15÷20) 
p 
10,1 
- 
- 
- 
- 
- 
Ni 
p 
11,6 
(15÷20) 
p 
11,2 
- 
К 
n 
285 
(2÷4) 
p 
9,7 
- 
1150 
2 
Ni 
p 
10,9 
(15÷20) 
К-2 
p 
11,3 
- 
- 
- 
- 
- 
Ni 
p 
10,9 
(15÷20) 
p 
10,6 
- 
К 
n 
9·10
4
4 
p 
11 
- 
1100 
2 
Ni 
p 
11,2 
(15÷20) 
К-3 
p 
11,3 
- 
- 
- 
- 
- 
Ni 
p 
10,9 
(15÷20) 
p 
11,4 
- 
К 
i 
2,9·10
5
1 
p 
11,2 
- 
1050 
2 
Ni 
p 
10,9 
(20÷35) 
К-4 
p 
12,2 
- 
- 
- 
- 
- 
Ni 
p 
12,3 
(20÷35) 
p 
7,2 
- 
К 
p 
13,6 
(15÷40) 
К-5 
p 
41 
- 
- 
1150 
2 
Ni 
p 
42,5 
(10÷30) 
p 
40 
- 
- 
К 
n 
1,1·10
3
τ <1 
К-6 
n 
11,9 
(40÷50) 
1150 
2 
Ni 
n 
11,4 
(50÷70) 
n 
10,2 
- 
- 
- 
- 
- 
К 
n 
12,8 
(15÷30) 
К-7 
n 
43 
1100 
2 
Ni 
n 
42,7 
(50÷70) 
n 
41 
- 
- 
К 
n 
40,5 
(15÷30) 
Рис. 6. Изменение проводимости и концентрации термодоноров в Si и в 
контрольных образцах в зависимости от времени термоотжига, Т=450 °С.
1-Si, 2, 3 – контрольные образцы 
Эти результаты еще раз подтверждают, что наличие КПАН, то есть их 
электронейтральная часть, практически полностью подавляет генерацию 
термодоноров в широком интервале температур Т=450÷1200 °С.

---

Таблица 4 
Параметры 
исходного 
кремния
Тем-ра 
диффузии 
Ni 
Время 
диффузии 
После термоотжига 
Температурная область 
стабильности исходные 
параметры образцов 
ТП 
ρ, 
Ом·см 
Т, 

С 
t, мин 
ρ, Ом·см 
τ, 
мкс 
Т, 

С 
t, час 
n 
n 
n 
p 
p 
p 
≤ 10 
≤ 40 
≤ 100 
≤ 10 
≤ 40 
≤ 100 
1100÷1150 
1060÷1100 
1050 
1150÷1100 
1100÷1050 
1050÷1000 
15÷20 
25 
30÷35 
15÷20 
20÷25 
30÷35 
10÷12 
42÷45 
95÷102 
9÷11 
40÷43 
98÷104 
не меняется 
меняется max 10% 
меняется max 15% 
мало меняется 
меняется 15÷20% 
меняется 10÷15% 
100÷700 
100÷600 
100÷500 
100÷700 
100÷700 
100÷500 
t=1÷20 
t=1÷20 
t=1÷20 
t=1÷20 
t=1÷20 
t=1÷20 
В таб. 4 приведены основные технологические условия легирования, 
обеспечивающие сохранение исходных электрических и рекомбинационных 
параметров кремния с КПАН, как в процессе диффузии никеля, так и при 
последовательных термоотжигах.
 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 
1. На основе современных методов исследования определены 
концентрация, состав и структура кластеров примесных атомов. 
Установлено, что в составе кластеров участвуют атомы кислорода и никеля. 
При этом все атомы кластера находятся в междоузельных положениях 
решетки.
2. Показана возможность управления состоянием кластеров в решётке 
кремния с помощью низкотемпературного отжига. Установлено, что с 
понижением температуры отжига (T=1100÷700 ºС, t=0,5÷5 час) концентрация 
кластеров уменьшается, а их размер увеличивается до 0,1÷ 4 мкм.
3. Обнаружено новое явление упорядочение кластеров по определенным 
линиям. Установлено, что упорядочение не зависит от плотности 
дислокаций. Поэтому можно утверждать, что упорядочение кластеров не 
является осаждением атомов никеля на дислокациях. 
4. Предложен механизм упорядочения кластеров за счет миграции 
кластеров никеля в решетке кремния.
5. Определен коэффициент миграции кластера, значение которого на 
1,5÷2 порядка меньше, чем при диффузии отдельных атомов никеля в 
кремнии при данной температуре, который составил D=1,2∙10
-8
÷10
-9
см
2
/c.
6. Впервые показана эффективность геттерирования различных 
дефектов и примесных атомов кластерами образованными при легировании 
кремния примесными атомами никеля, связанная с миграционным свойством 
кластеров атомов никеля. Установлено, что кластеры атомов никеля 
являются эффективном способом геттерирования в кремнии.
7. Предложен новый технологический маршрут процесса диффузии 
никеля в кремнии и разработан уникальный технологический метод 
стабилизации электрических и рекомбинационных параметров кремния. При 
этом исходные параметры кремния сохраняются во время диффузии, а также 
при последующих термоотжигах в интервале T=100÷700 ºС в течение до
t=20 часов.

---