Механизмы формирования механических напряжений в пленках и структурах контактов. Механизмы повышения воспроизводимости и стабилизации параметров приборных структур на основе GaAs, GaP и InP с барьером Шоттки, сформированным аморфными пленками TiBx.
Аннотация к работе
АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ФИЗИЧЕСКИЕ основы контактов МЕТАЛЛ-GAAS(GAP, INP), СФОРМИРОВАННЫХ ЧИСТЫМИ МЕТАЛЛАМИ И АМОРФНЫМИ ПЛЕНКАМИ TIBX АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наукРабота выполнена в Институте физики полупроводников им. Научный консультант: доктор физико-математических наук, проф. Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, академик Муминов Рамизулла Абдуллаевич доктор физико-математических наук, проф. Бахадырханов Мухаммадкабир Саидхонович доктор физико-математических наук, проф. Защита состоится «______» ____________2011 г. в ________ часов на заседании Специализированного совета Д.015.08.01 при Физико-техническом институте НПО «Физика-Солнце» АН РУЗ по адресу: 100084, г.Поскольку большинство элементов современной твердотельной электроники представляет собой барьерные структуры, то одной из наиболее важных фундаментальных проблем физики полупроводниковых приборов является выяснение механизма повышения воспроизводимости и стабилизации параметров приборов с барьером Шоттки при внешних воздействиях (гамма-кванты 60Со, СВЧ, термообработки). Кроме того, несмотря на ожидаемые преимущества диодных структур на основе INP, благодаря его низким пороговым полям по сравнению с арсенидом галлия, существенного различия коэффициентов ионизации электронов и дырок, не решены вопросы создания к ним барьеров Шоттки с малыми механическими напряжениями на границе раздела металл-полупроводник. Настоящая диссертационная работа выполнена в рамках: НИР «Дифференциальная диагностика качества и прогнозирование надежности силовых полупроводниковых приборов, функционирующих в предельных тепловых режимах» (Задание ГНТП 3.6.3.4). 2Ф.21-58 "Исследование влияние параметров переходной области и внешних воздействии на надежность полупроводниковых приборов с контактом металл-полупроводник" 2003-2007 гг.; ФА-Ф2-017 "Исследование особенностей формирования границы раздела металл-полупроводник и металл-диэлектрик-полупроводник в условиях радиационной и релаксационной диффузии" на 2007-2011 гг.; ITD-14-020 "Прогнозирование надежности полупроводниковых структур и приборов на их основе методом модуляционной дифференцирования" 2009-2011 гг. Цель исследования: выяснение механизмов повышения воспроизводимости и стабилизации параметров приборных структур на основе GAAS, GAP и INP с барьером Шоттки, сформированным аморфными пленками TIBX. Задачи исследования: - исследовать физические процессы, возникающие в GAAS, GAP и INP приборных структур с барьером Шоттки, сформированных чистыми металлами (Al, Ti, Cr, W) и аморфными пленками TIBX, под влиянием внешних воздействий и установить механизмы влияния внешних воздействий на свойства приконтактных слоев;Показано, что при облучении диодных структур Au-Al-n-n -GAAS g-квантами 60Со в диапазоне доз 103?104 Гр их параметры улучшаются, т.е. высота барьера JB увеличивается, коэффициент идеальности n и обратный ток Іобр уменьшаются. Увеличение высоты барьера и уменьшение коэффициент идеальности и обратного тока в диодах Шоттки коррелирует с увеличением радиуса кривизны пластины R. а) до облучения гамма-квантами 60Со дозой 104Гр б) после облучения гамма-квантами 60Со дозой 104Гр Анализ обратных токов в диодных структурах Au-Ti-n-n -GAAS до и после облучения g-квантами 60Со до дозы 5?104 Гр показал, что практически на всех облученных диодных структурах обратный ток термогенерационной природы уменьшается больше, чем на порядок во всем диапазоне измеряемых напряжений, вплоть до напряжения пробоя, что обусловлено уменьшением концентрации центров генерации-рекомбинации и, как следствие, увеличением времени жизни неосновных носителей заряда тр в базовой области диода. В этой главе также приводятся новые экспериментальные данные о влиянии микроволновой обработок на параметры диодных структур с барьером Шоттки Au-Ti-n-n -GAAS и релаксаций ВМН в пластинах с n-n -структурой GAAS и диодных структурах Au-Ti-n-n -GAAS. Экспериментальные данные показывают, что при малых дозах СВЧ облучения арсенидгаллиевых приборных структур с барьером Шоттки, вследствие возбуждения электронной подсистемы полупроводника наблюдается релаксация внутренних механических напряжений, сопровождающаяся изменением электрофизических свойств приповерхностных слоев арсенида галлия, коррелирующих с изменением параметров диодных структур с барьером Шоттки.Показано, что при малых дозах СВЧ-обработки и облучения g-квантами 60Со арсенидгаллиевых n-n структур, приборных структур с барьером Шоттки и тестовых металлизированных n-n -структур наблюдается релаксация внутренних механических напряжений, сопровождающаяся изменением электрофизических свойств приповерхностных слоев арсенида галлия, коррелирующих с изменением параметров диодных структур с барьером Шоттки. Экспериментально обнаружено немонотонное изменение радиуса кривизны пластин GAAS и GAP, коррелирующее с немонотонным изменением параметров ПБС на основе GAAS и GAP.