Электрофизические свойства структур кремний-на-изоляторе, изготовленных методом сращивания и водородного расслоения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Николаев, Данил Валериевич

• Николаев, Данил Валериевич
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Николаев, Данил Валериевич

Система сокращений и условных обозначений

Введение

Глава 1. Структуры кремний-на-изоляторе (КНИ) и граница Si-Si обзор литературы)

1.1. Методы получения структур кремний-на-изоляторе 9 1.1.1. Свойства структур кремний-на-изоляторе, полученных имплантацией кислорода (SIMOX) 11 1.1.2 Структуры кремний-на-изоляторе, полученные сращиванием пластин кремния

1.1.3. Структуры кремний-на-изоляторе КНИ ИФГ

1.2. Граница кремний-оксид кремния, полученная термическим окислением (структуры металл-диэлектрик-полупроводник)

1.2.1. Электронные состояния на границе Si-SiC>

1.2.2. Общая классификация локализованных электронных состояний

1.2.3. Строение и состав переходного слоя границы раздела Si-SiC>2

1.2.4. Точечные дефекты в переходном слое

1.3. Влияние электрического поля и радиации на структуры металл-диэлектрик-полупроводник и кремний-на-изоляторе

1.7. Выводы и постановка задачи

Глава 2. Методика эксперимента п обработка результатов

2.1. Вольт-фарадные характеристики структур кремний-на-изоляторе и определение их параметров

2.1.1. Емкость МОП-структуры

2.1.2. Определение параметров МДГ1 структур

2.2. Вольт-фарадные характеристики структур полупроводник-диэлектрик-полупроводник

2.3. Особенности определения параметров структур КНИ при емкостных измерениях

2.4. Измерение параметров центров с глубокими уровнями и состояний на границе Si-Si02 в структурах КНИ

2.4.1. Метод емкостной спектроскопии глубоких уровней

2.4.2. Зарядовая спектроскопия глубоких уровней

2.4.3. Методика определения спектра состояний на границе Si-Si02 структур КНИ 52'

2.5. Приготовление образцов, режимы облучения и термообработок

Глава 3. Электрофизические свойства отсеченного слоя кремния и границ раздела в структурах кремний-на-изоляторе

3.1. Центры с глубокими уровнями в отсеченном слое кремния структур КНИ

3.2. Энергетический спектр состояний на границах Si-SiC>2 структур КНИ

3.3. Определяющая роль водорода, присутствующего в процессе изготовления структур КНИ, па их параметры

3.4. HF-дефекты в отсеченном слое кремния структур КНИ и метод их устранения

3.5. Пассивация центров с глубокими уровнями и состояний на границах раздела структур КНИ при отжиге в водороде

3.6. Неоднородное распределение и природа состояний на границе сращивания

3.7. Суммарные электрофизические свойства отсеченного слоя кремния и границы раздела Si-Si02 структур КНИ

3.8. Выводы к главе

Глава 4. Ловушки в скрытом окисле и влияние радиации на структуры КНИ

4.1. Ловушки в скрытом диэлектрике структур КНИ (эффект поля)

4.2. Воздействие радиации на структуры КНИ

4.3. Оптимизация заряда в скрытом окисле структуры КНИ

4.4. Параметры скрытого диэлектрика структур КНИ 113 4.4. Выводы к главе 4 115 Основные результаты и выводы 116 Научная новизна работы 117 Практическая значимость работы 118 Положения, выносимые на защиту 118 Публикации по теме работы 119 Заключение 120 Список литературы

Система сокращений и условных обозначений в хронологическом порядке)

КНИ - кремний-на-изоляторе ИС - интегральная схема

SIMOX - Silicon IMplanted by Oxygen, технология получения структур КНИ путем имплантации кислорода в кремний и последующего высокотемпературного отжига Smart Cut - технология изготовления структур КНИ, использующая водородный перенос. ZMR (Zone Melting Recrystallization) - технология изготовления структур КНИ, использующая процесс рекристаллизации осажденных на окисленные кремниевые пластины поликремниевых пленок с помощью лазера или галогенной лампы.

FIPOS (Full Isolation by Porous Oxidized Silicon) технология изготовления структур КНИ, включающая в себя окисление слоя пористого кремния, превращающее его в стандартный термический окисел

ЕРО - Epitaxial Lateral Overgrowth - технология изготовления структур КНИ , связанная с эпитаксиальным выращиванием кремния из зерновых окон, которые открываются на окисленной кремниевой подложке.

BESOI (Bonded and Backside Etched SOI) - прямое сращивание (bonding) окисленных пластин кремния с последующим почти полным удалением одной из них шлифовкой и травлением.

ELTRAN (Epitaxial Layer TRANsfer by bonding and etch back of porous silicon) - сращивание окисленных пластин кремния, на одной из которых присутствует эпитаксиальный слой, выращенный на пористом кремнии; для утончения пластины КНИ (удаление слоя пористого кремния) используются полировка и химическое травление. ITOX — процесс дополнительного термического окисления структур КНИ SIMOX, проводимый для улучшения параметров скрытого слоя диэлектрика. Е'-центр —кислородная вакансия в матрице Si02 SIMS - Secondary Ion Mass Spectroscopy ВИМС - Вторичная ионная масс-спектроскопия ЭПР - Электронный парамагнитный резонанс

DLTS - Deep Level Transient Spectroscopy - релаксационная спектроскопия глубоких уровней

Qf - фиксированный заряд в окисле Ои - заряд, захваченный поверхностными ловушками ВФХ (CV) - вольт-фарадная характеристика ОГО - область пространственного заряда

МДП-структура - структура металл-диэлектрик-полупроводник МОП-структура - структура металл-оксид-полупроводник Е - энергия имплантации примеси, кэВ D - доза имплантации примеси, см" n*-Si - n-тип проводимости слоя кремния, полученный в результате введения доноров в материал р-типа во время изготовления структуры КНИ Vg~ постоянное напряжение смещения

Vg~ переменное напряжение, прикладываемое к структуре КНИ Сох - емкость окисла е, - диэлектрическая проницаемость изолятора es - диэлектрическая проницаемость полупроводника dox - толщина окисла

Ld — дебаевская длина

W— толщина обедненного слоя y/s - поверхностный потенциал

VfB - напряжение плоских зон

Cfb - емкость плоских зон

Na —концентрация ионизированных акцепторов q - заряд электрона Т - температура, К

GV - измерение комплексной составляющей проводимости ГУ - глубокий уровень

Q-DLTS - метод зарядовой спектроскопии глубоких уровней Qit — заряд на поверхностных состояниях, см"2 Qot— заряд, захваченный в окисле Qm- заряд подвижных ионов

Д,- энергетическая плотность заряда на поверхностных состояниях, см 2эЕГ' Cs - эквивалентная емкость эквивалентное сопротивление Со - емкость обедненного слоя полупроводника N - концентрация глубоких уровней Ее - нижний край зоны проводимости Еу - верхний край валентной зона

Еу - энергетический уровень центра в запрещенной зоне а„ - сечение захвата для электронов tтр - сечение захвата для дырок АЕ - величина изменения электрического поля AQ - величина изменения заряда S - амплитуда спектра DLTS х- характерное время выброса носителей с глубокого уровня еп- скорость выброса носителей с глубокого уровня Nd - концентрация мелкой примеси h - толщина слоя объемного заряда при обратном смещении щ,

WihW2- толщины слоя объемного заряда до точки пересечения ГУ с уровнем Ферми для обратного смещения Uq и для U во время заполняющего импульса.

Uо - обратное смещение

U - напряжение заполняющего импульса

А: - постоянная Больцмана

Nc - плотность состояний в зоне проводимости

В АХ — вольт-амперная характеристика

Cmin - минимальная емкость

W12- контактная разность потенциалов между отсеченным слоем кремния и подложкой

Qs - заряд в полупроводнике dmax - максимальная толщина ОПЗ

Cz-Si — кремний, выращенный методом Чохральского

FZ-Si - кремний, выращенный методом зонной плавки

Nlt - плотность состояний на границе Si-SiCb

Рь-цептр - трехкоординированный атом кремния с несвязанной электронной орбиталью

Qsub - заряд, приведенный к границе раздела окисел-подложка

Qfiim — заряд, приведенный к границе отсеченный слой кремния-окисел

X - центроид заряда в окисле

Е - напряженность поля

Qacc~ накопленный заряд в окисле tmj - время инжекции носителей заряда

QWJ ~ заряд в окисле после инжекции

Qo - исходный заряд в окисле

Q - суммарный фиксированный заряд в окисле. фк - контактный потенциал

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электрофизические свойства структур кремний-на-изоляторе, изготовленных методом сращивания и водородного расслоения»

Структуры «кремний-на-изоляторе» (КНИ) заняли прочное место в мире микроэлектроники. Традиционная кремниевая микроэлектроника приближается к пределу миниатюризации, а новые технологии требуют еще большей плотности упаковки элементов, более высокого быстродействия и т.д. Структуры КНИ позволяют решить ряд проблем, связанных с уменьшением топологических размеров и одновременным сохранением технологий кремниевой микроэлектроники, главным отличием которых в случае КНИ является изготовление приборов не в объемном кремнии, а в тонком слое хмонокристаллического кремния. Это продиктовано, в первую очередь, такими преимуществами этих структур, как возможность существенного снижения паразитных емкостей, обеспечение надежной диэлектрической изоляции приборов в интегральных схемах (ИС), сравнительная простота управления токовыми режимами, возможность снижения рабочих напряжений и мощностей [1-5]. Первоначально использование кремния на диэлектрике было ориентировано на изготовление приборов, способных работать в экстремальных условиях (высокая температура и воздействие ионизирующего излучения), и обеспечивающих разработку электронной аппаратуры для аэрокосмической, атомной и оборонной промышленности. Однако наибольший интерес в последнее время вызывают перспективы применения этих структур для изготовления низковольтных и высокочастотных ИС с малой потребляемой мощностью, широко используемых в портативной электронной аппаратуре (мобильные телефоны, карманные компьютеры и т.п.). Для создания таких ИС необходимы структуры, в которых как тонкий рабочий слой монокристаллического кремния, так и диэлектрический слой были бы практически бездефектны и не напряжены, имели одинаковую толщину по всей площади структуры, а граница раздела между ними обладала низкой плотностью поверхностных состояний [1].

Из многообразия способов изготовления таких структур в промышленных масштабах используются всего два - SIM OX (Silicon IMplanted by OXygen) [3] и Smart Cut [4]. В обоих способах основным процессом при изготовлении является имплантация, в первом случае ионов кислорода, во втором — водорода. В первом случае имплантация используется для создания скрытого окисла, во втором — для отщепления тонкого слоя монокристаллического кремния после переноса на термический окисел. Как известно, имплантация вводит множество дефектов, часть которых можно устранить при помощи термообработок. Эти дефекты оказывают существенное влияние на электрофизические свойства кремния и его окисла, особенно на границах раздела. Процесс сращивания окисленных пластин кремния также вносит определенные изменения в свойства полученных структур, на которые также следует обра7 тить внимание при изготовлении приборных структур. Таким образом, в итоге мы получаем структуры, свойства которых не в полной мере изучены. Исторически сложилось так, что структурам SIMOX посвящено огромное множество работ, в которых обсуждались практически все аспекты его получения и использования. В то же время количество работ по структурам КНИ, полученным методом прямого сращивания, растет не так быстро, и многие вопросы остаются открытыми.

В Институте физики полупроводников Сибирского Отделения Российской Академии Наук им. А.В. Ржанова разработан еще один способ изготовления структур КНИ, использующий процесс имплантации водорода [6]. Отличие данного способа получения структур КНИ от технологии Smart Cut заключается в том, что имплантация водорода производится через защитный слой окисла, который после этого убирается, а будущий скрытый диэлектрик (buried oxide) выращивается на подложке, и границей сращивания является граница отсеченный слой кремния/окисел. В технологии Smart Cut облученный окисел используется как будущий скрытый диэлектрик. В итоге получена новая структура КНИ, которая обладает рядом преимуществ по сравнению с оригинальной технологией - Smart Cut.

Исследованию электрических свойств данной структуры КНИ и посвящена настоящая работа.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Николаев, Данил Валериевич

Основные результаты и выводы

1. Показано, что отсеченный слой кремния содержит глубокие уровни: Ес-0,39 эВ и Ес-0,58 эВ, в приповерхностном слое толщиной до 0,2 мкм, связанные с постимплантационными дефектами. Остальная часть отсеченного слоя кремния толщиной 0, 3 мкм не содержит центров с глубокими уровнями.

2. Предложены способы исследования и анализа спектра состояний на границах структур КНИ, основанные на использовании метода зарядовой спектроскопии. Способы применены для сравнительного анализа границ в структурах КНИ, изготовленных методом сращивания и водородного расслоения. Показано, что сравнение результатов, полученных разными способами, позволяет обнаруживать неоднородности в пространственном распределении состояний вдоль границы.

3. Обнаружено, что на границе сращивания плотность состояний с энергиями вблизи q ''I середины запрещенной зоны составляет менее 10 см'~эВ" , что на несколько порядков ниже, чем плотность состояний с энергиями 0,1 - 0,3 эВ. Показано, что состояния на границе сращивания неоднородно распределены вдоль границы и величина флуктуации

11 О состояний составляет (1,5 - 2)х10 см"~ на фоне общей плотности состояний на данной

11 2 границе ~ (3 - 5)х10 см" . На второй границе структур КНИ, созданной термическим окислением наблюдается обычное U-образное распределение состояний в запрещенной зоне.

11 ^

4. Определены типичные значения заряда в окисле — (1 — 2)х10 см" и плотности поверхностных состояний на границе раздела отсеченный слой кремния/скрытый окисел — (3 -5)х10ш см"2. Исследование поведения заряда в скрытом окисле структур КНИ методом выдержки под напряжением показало отсутствие накопления положительного заряда в скрытом окисле структуры КНИ. Стабильность величины заряда связана с пассивацией ловушек в окисле водородом в процессе изготовления структур.

5. Установлено, что структуры КНИ ИФП обладают более высокой радиационной стойкостью по сравнению со структурами КНИ, изготовленных другими методами. Показано, что стойкость к воздействию радиации связана с низкой скоростью накопления заряда в окисле из-за пассивации ловушек в процессе изготовления структур КНИ. Еще один фактор, повышающий радиационную стойкость - более низкая плотность ловушек (в ~2 раза), возникающих при облучении на границе сращивания, чем на термической границе. Заряд на границе сращивания, накопленный при облучении, можно дополнительно уменьшить путем выбора материала подложки с проводимостью р-типа, чтобы встроенное электрическое поле приводило к дрейфу дырок к подложке.

6. Проанализировано влияние высокой концентрации водорода при изготовлении структур КНИ на их свойства. Показано, что присутствие водорода приводит к пассивации ловушек на границе раздела, примесей и дефектов в отсеченном слое кремния и ловушек в скрытом окисле, несмотря на высокую температуру отжига - 1100 °С. В целом получено, что наши структуры КНИ не уступают или превосходят по своим характеристикам аналоги ведущих западных фирм.

Научная новизна работы

1. Определены основные электрофизические параметры структур КНИ, изготовленных по технологии, разработанной в Институте физики полупроводников, а именно: концентрации, энергии и пространственное распределение центров с глубокими уровнями в отсеченном слое структур, плотность и распределение по энергиям состояний на границах раздела Si-Si02, величина заряда в диэлектрике, пробивные напряжения и др. Показано, что данные параметры соответствуют, а по отдельным позициям превосходят параметры КНИ, изготовленных другими известными методами.

2. В работе определен энергетический спектр ловушек на границе Si-Si02 структур КНИ, изготовленных по технологии сращивания кремниевой пластины с окисленной подложкой и продемонстрировано отличие этого спектра от спектра для границы Si-Si02, созданной термическим окислением. Различие заключается в формировании других дефектов на границе сращивания, следствием чего являются относительно узкий энергетический спектр состояний, необычная трансформация спектра при отжиге в атмосфере водорода и неоднородное распределение плотности состояний по поверхности.

3. Обнаружено, что структуры КНИ обладают более высокой радиационной стойкостью по сравнению со структурами КНИ, изготовленными другими методами (SIMOX, Smart Cut и BESOI). Показано, что высокая радиационная стойкость связана с полной пассивацией ловушек в скрытом окисле водородом в процессе изготовления структур КНИ, и, как следствие, в замедленном накоплении заряда при облучении.

4. Показано, что благодаря пассивации водородом электрически активных примесей и дефектов в отсеченном слое кремния и на границе сращивания Si-Si02, структуры КНИ имеют электрофизические характеристики, не уступающие характеристикам структур КНИ, изготовленных другими методами.

Практическая значимость работы

1. Определены основные электрофизические параметры структур КНИ - плотность состояний на границах раздела, заряд в скрытом окисле, напряжение пробоя, параметры глубоких уровней в отсеченном слое кремния, плотность HF-дефектов. Показано, что пластины обладают параметрами, позволяющими создавать приборы и схемы, не уступающих по своим характеристикам аналогам ведущих западных фирм.

2. Разработан способ снижения плотности HF-дефектов в отсеченном слое структур КНИ с помощью проведения дополнительного отжига в атмосфере азота при изготовлении структур КНИ.

3. Совокупность проведенных работ показывает, что расположение границы сращивания в непосредственной близости от рабочего слоя кремния (между отсеченным слоем кремния и диэлектриком) структур КНИ дает ряд преимуществ данным структурам по сравнению со структурами, изготовленными другим способами. Высокое качество слоев вблизи границы сращивания обеспечивается пассивацией примесей и дефектов остаточным водородом.

4. Продемонстрирована высокая радиационная стойкость структур КНИ. Выработаны рекомендации по уменьшению влияния радиационного воздействия на структуры КНИ путем выбора типа проводимости и уровня легирования подложки.

Положения, выносимыс на защи ту

1. Размещение границы Si-Si02, созданной сращиванием, в непосредственной близости от отсеченного слоя кремния (рабочей области) КНИ, изготовленных методом сращивания и водородного расслоения, обеспечивает более высокие параметры данных структур.

2. Набор и концентрация электрически активных центров в отсеченном слое кремния, плотность состояний на гетерограницах, заряд и количество ловушек в окисле определяются водородом, вводимым в процессе изготовления структур КНИ, несмотря на высокую температуру отжига (1100 °С).

3. Меньшая плотность ловушек в скрытом диэлектрике вблизи границы сращивания Si-Si02 в сочетании с их пассивацией при изготовлении структур КНИ обеспечивает более высокую радиационную стойкость к воздействию ионизирующего излучения по сравнению со структурами КНИ, изготовленными другими способами.

Публикации по теме работы

1. Антонова И. В. Состояния на границах и центры с глубокими уровнями в структурах кремний-на-изоляторе / И. В. Антонова, Й. Стано, Д. В. Николаев, О. В. Наумова, В. П. Попов, В. А. Скуратов // ФТП. - 2001,- Т. 35(8). - С. 948-957.

2. Антонова И. В. Трансформация при отжиге в водороде состояний на границах раздела структур кремний-на-изоляторе / И. В. Антонова, Й. Стано, Николаев Д.В., О. В. Наумова, В. П. Попов, В. А. Скуратов // ФТП. - 2002. - Т. 36(1). - С. 65-69.

3. Николаев Д. В. Поведение заряда в скрытом диэлектрике структур кремний-на-изоляторе в электрических полях / Д. В. Николаев, И. В. Антонова, О. В. Наумова, В. П. Попов, С. А. Смагулова// ФТП. - 2002. - Т. 36(7). С.853-857.

4. Antonova I. V. Traps at bonded interface in silicon-on-insulator structures /1. V. Antonova, O. V. Naumova, J. Stano, D. V. Nikolaev, V. P. Popov, V. A. Skuratov // Appl. Phys. Lett. - 2001. -Vol. 79(27). - P. 4539-4540.

5. Antonova I. V Hydrogen-related phenomena in silicon-on-insulator fabricated by using H+ ion implantation /1. V. Antonova, D. V. Nikolaev, О. V. Naumova, V. P. Popov // GADEST Solid State Phenomena. - 2002. - Vol. 82-84. - P. 491-496.

6. Николаев Д.В. Накопление заряда в диэлектрике и состояния на границах структур кремний-на-изоляторе при облучении электронами и гамма-квантами / Д. В. Николаев, И. В. Антонова, О. В. Наумова, В. П. Попов, С. А. Смагулова // ФТП. - 2003. - Т. 37(4). - С. 443-449.

7. Antonova I. V. Changes in the parameters of SOI structures under irradiation / I. V. Antonova, D. V. Nikolaev, О. V. Naumova, S. A. Smagulova, V. P. Popov // Electrochemical Society Proceedings PV. - 2003-05. Silicon-on-Insulator Technology and Devices XI, edited by Cristoloveanu S. - 2003. - P. 505-510.

8. Антонова И. В. Флуктуации заряда на границе сращивания в структурах кремний на изоляторе / И. В. Антонова, В. А. Стучинский, О. В. Наумова, Д. В. Николаев, В. П. Попов // ФТП. - 2003. - Т. 37(11). - С.1341-1345.

9. Antonova I. V. Comparison of electrical properties of silicon-on-insulator structures fabricated with use of hydrogen slicing and BESOI /1. V. Antonova, D. V. Nikolaev, О. V. Naumova, V. P. Popov // Electrochemical and Solid-State Letters. - 2004. - Vol. 7(3). - P. F21-F23.

Заключение

В заключение автор выражает глубокую признательность научному руководителю, доктору физико-математических наук И. В. Антоновой за постановку задачи, постоянную поддержку и интерес к работе, за неоценимую помощь в интерпретации экспериментальных результатов и проведении расчетов. Особую благодарность автор выражает к.ф.м.н. С. А. Смагуловой и к.ф.м.н. Е. П. Неустроеву за полезные замечания, организационную и финансовую помощь в течение всей работы.

Автор благодарит с.н.с., к.ф.м.н. О. В. Наумову, зав. лаб., д.ф.м.н. В. П. Попова за полезные дискуссии, Н. В. Дудченко, Б. И. Фомина за помощь в подготовке образцов, всех сотрудников лаборатории физических основ материаловедения кремния ИФП СО РАН, принимавших участие в обсуждении работы на разных ее этапах и постоянную поддержку и внимание.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Николаев, Данил Валериевич, 2010 год

1. Мильвидский М. Г. Полупроводниковый кремний на пороге XXI века // Материалы электронной техники. 2000. - Вып. 1. - С. 4-14.

2. Laplanchc Y. Analyze of Temporal and Random Variability of a 45nm SOI SRAM Cell // 2009 IEEE International SOI Conference. Foster, CA, USA. - 5-8 October, 2009.

3. Colinge J. P. Silicon-on-insulator technology: past achievements and future prospects // MRS Bulletin. 1998. - Vol. 12. - P. 16-19.

4. Bruel M. Silicon on insulator material technology // Electron. Lett. 1995. - Vol. 31(14). - P. 1201-1202.

5. Cristoloveanu S. Electrical Characterization of Silicon-On-Insulator Materials and Devices / S. Cristoloveanu, S. S. Li // Kluwer Academic Publishers. 1995.

6. Попов В. П. Патент РФ на изобретение № 99120527/28 (021735) «Способ изготовления структуры кремний-на-изоляторе» от 28.09.99. / В. П.Попов, И. В. Антонова, JI. В. Миронова, В. Ф. Стась.

7. Tsao S. S. Porous silicon techniques for SOI structures // IEEE Circuits Devices. 1987. P. 3.

8. Bomchil G. Porous silicon: the material and its applications to SOI technologies / G. Bomchil, A. Halimaoui, R. Herino // MicroeLectron. Eng. 1988. - Vol.8. - P. 293.

9. Krause S. Evolution and future trends of SIMOX material / S. Krause, M. Anc, P. Roitman // MRS Bulletin. 1998. - Vol. 12. - P. 25-29.

10. Lasky J. B. Silicon-On-Insulator by Bonding and Etch-Back / J. B. Lasky, S. R. Stiffler, F. R. White, F.R. Abernathey // IEDM Tech. Digest. 1985 - P. 684-687.

11. Yonehara T. Epitaxial Layer Transfer by Bond and Etch back of Porous Si / T. Yonehara, K. Sakaguchi, N. Sato // Appl. Phys. Lett. 1994. - Vol. 64(16). - P. 2108-2110.

12. Li Y. A. Surface Roughness of Hydrogen Ion Cut Low Temperature Bonded Thin Film Layers / Y. A. Li, R. W. Bower // Jpn. J. Appl. Phys. 2000. - Vol.39. - P. 275-276.

13. Hemment P. L. F. The SOI Odyssey // SOI Technology and Devices XI Proc. Int. Symp. -2003.-Vol. 5.-P. 3.

14. AncM.J. // Ion Implantation Science and Technology / edited by J.F.Ziegler. Edgewater, Maryland, U.S.A. - 2000. - ISBN 0965420701. - P. 687.

15. Izumi K. History of SIMOX material //MRS Bulletin. 1998. - Vol. 12. - P. 20-24.

16. Takahashi M. Characterization of the interface between the top Si and buried oxide in separation by oxygen wafers / M. Takahashi, S. Nakasima, J. Kodote, T. Ohno // Jap. J. Appl. Phys. 2001. - Vol. 40. - P. 5211.

17. Brady F. Т. A study of the effects of processing on the response of implanted buried oxides to total dose irradiation / F. T. Brady, S. S. Li, W. A. Krull // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1990. -Vol. 37(6). - P. 1995-2000.

18. Nazarov A. N. Problems of radiation hardness of SOI structures and devices // Physical and Technical Problems of SOI stiuctures and Devices / edited by J. P. Colinge Kluwer Academic Publishers. - 1995. - P. 217-239.

19. AnnamalaiN. K. A comparison of buried oxide characteristics of single and multiple implant SIMOX and bond and etch back wafers / N. K. Annamalai, J. F. Bockman, N. E. McGruer, J. Chapski // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1990. - Vol. 37(6). - P. 2001-2007.

20. Ngwa C. S. Electron trapping studies in multiple- and single-implant SIMOX oxides / C. S. Ngwa, S. Hall // Semicond. Sci. Technol. 1994. - Vol. 9. - P. 1069-1079.

21. Brady F. T. Total dose radiation effects for implanted buried oxides / F. T. Brady, W. A. Krull, S. S. Li // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1989. - Vol. 36. - P. 2187-2191.

22. Lawrence R. K. Radiation sensitivity of buried oxides / R. K. Lawrence, H. L. Hughes, R. E. Stanbush // J. Electron. Materials. 1990. - Vol. 19. - P. 665-670.

23. Boesch H. E. Charge buildup at high dose and low fields in SIMOX buried oxides / H. E. Boesch, T. L. Taylor, G. A. Brown // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1991. - Vol. 38. - P. 12341239.

24. Revesg A. G. Properties of buried Si02 films in SIMOX structures / A. G. Revesg, G. A. Brown, H. L. Hughes // Mat. Research Soc. Symp. Proceedings. 1993. Vol. 264. - P. 255265.

25. Conley J. F. Electron spin resonance study of E' trapping centers in SIMOX buried oxides / J. F. Conley, P. M. Lenahan, P. Roitman // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1991. - Vol. 38. - P. 1247-1252.

26. Zvanut M. E. SIMOX with epitaxial silicon: point defects and positive charge / M. E. Zvanut, R. E. Stanbush, W. E. Carlos, H. L. Hughes, R. K. Lawrence, G. A. Brown // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1991. - Vol. 38. - P. 1253-1258.

27. Maszara W. P. Bonding of silicon wafers for silicon-on insulator / W. P. Maszara, G. Goetz, A. Caviglia, J.B. McKitterick//J. Appl. Phys. 1998. - Vol. 64(10). - P. 4943-4950.

28. Feijoo D. Multiple internal reflection infrared absorption analysis of bonded silicon wafers / D. Feijoo, Y.J. Chabal, S. B. Christman // IEEE International Conference Proc. 1994. - P. 89-90.

29. Warren W. L. Paramagnetic defect centers in BESOI and SIMOX buried oxides / W. L. Warren, M. R. Shaneyfelt, J. R. Schwank, D. M. Fleetwood, P. S. Winokur // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1993. - Vol. 40. - P. 1755-1764.

30. Попов В. П. Свойства структур и приборов кремний-на-изоляторе / В. П. Попов, И. В. Антонова, А. А. Французов, Л. Н. Сафронов, Г.Н. Феофанов, О.В. Наумова, Д.В. Киланов // ФТП. 2001. - Т. 35(8). - С. 1075-1083.

31. Antonova I. V. Characterization of the silicon-on-insulator structures by high-resolution x-ray diffraction / I. V. Antonova, V. P. Popov, J. Bak-Misiuk, J. Z. Domagala // J. Electrochem. Soc. 2002. - Vol. 149(8). - P. G490-G493.

32. Chediak A. SIMOX The "Winner" for 300 mm SOI Wafer Fabrication / A. Chediak, K. Scott, P. Zhang // TICS 5, Prof. Sands, 2002. - April 26. - MSE Vol. 225.

33. Hovel H. Status of 300 mm SOI material: comparisons with 200 mm / H. Hovel, M. Almonte, P. Tsai, J.D. Lee, S. Maurer, R. Kleinhenz D. , Schepis R. , Murphy, P. Ronstein,

34. A. Domenicucci, J. Bettinger, D. Sadana // 11th International SOI Device Technologies Symposium. 203rd ECS Meeting. - Paris, France. - 2003.

35. Зи С. M. Физика полупроводниковых приборов // М.: Мир. 1984.

36. Shockley W. Modulation of conductance of thin films of semiconductors by surface charges / W. Shockley, G. L. Pearson // Phys. Rev. 1948. - Vol.74. - P. 232.

37. Вавилов В. С. Дефекты в кремнии и на его поверхности / В. С. Вавилов, В. Ф. Киселев, Б. Н. Мукашев // М.: Наука. 1990.

38. Johnson N. М. Characteristic electronic defects at the Si-Si02 interface / N. M. Johnson, D. K. Biegelsen, M. D. Moyer, and S. T. Chang // Appl. Phys. Lett. 1983,- Vol. 43. - P. 563.

39. Poindexter E. H. Electronic traps and Рь centers at the Si/Si02 interlace: Band-gap energy distribution / E. H. Poindexter, G. J. Gerardi, M. E. Rueckel, P. J. Caplan // J. Appl. Phys.-1984. - Vol. 56. - P. 2844.

40. Halm P.O. Dependence of interface state density on the atomic roughness at the Si-Si02 interface / P.O. Hahn, S. Yokohama, M. Henzler // Surface Sci. 1984. -Vol. 142. P. 545.

41. Yamashita Y. Dependence of interface states in the band gap on oxide atomic density and interfacial roughness / Y. Yamashita, A. Asano, Y. Nishioka, H. Kobayashi // Phys. Rev.B. -1999.-Vol. 59.-P. 15872.

42. O'Sullivan B. J. Si(100)-Si02 interface properties following rapid thermal processing / B. J. O'Sullivan, P. K. Hurtey, C. Leveugle, J. H. Das // J. Appl. Phys. 2001. - Vol. 89. - P. 3811.

43. Johnson N. M. Characteristic electronic defects at the Si-Si02 interface / N. M. Johnson, D. K. Biegelsen, M. D. Moyer, S. T. Chang, E. H. Poindexter, P. J. Caplan // Appl. Phys. Lett. -1983.-Vol. 43.-P. 563.

44. Nishi Y. Study of silicon-silicon dioxide structure by electron spin resonance // Jap. J. Appl. Phys. 1971. - Vol. 10(1). - P. 56-62.

45. Д. И. Кропман, JI. E. Пири // Поверхность. Физика, химия, механика. 1984. - Вып .1. -С. 84-90.

46. Е. Н. Poindexter, P. J. Caplan, in Insulating Films on Semiconductors // Proc. 2nd Intern. Conf. Erlangen, FRG. Edited by M. Shulz, G Pensl. Berlin, Springer-VerJag. 1981. - P. 150.

47. Poindexter E. H. Interface States and Electron Spin Resonance Centers in Thermally Oxidized (111) and (100) Silicon Wafers / E. H. Poindexter, P.J. Caplan, B.F. Deal, R.R. Razouk // J. Appl. Phys. 1981. - Vol. 52(2). - P. 879-887.

48. Stesmans A. X and К band ESR study of the Рь interface centers in thermally oxidized p-type (001) Si wafers at low temperatures and influence of medium-dose As+ ion implantation / A.

49. Stesmans, J. Braet, J. Witters, R. E. Dekeermaecker // Surface Sci. 1984. - Vol. 141(1). - p. 255-284.

50. И. П. Лисовский, P. О. Литвинов, В. Г. Литовченко // Поверхность. Физика, химия, механика. 1986. - Вып. 1. - С. 69-75.

51. Lenzlinger М. Fowler-Nordheim tunneling into thermally grown SiC^/ M. Lenzlinger, E. H. Snow//J. Appl. Phys. 1969. - Vol. 40(1). - P. 278-283.

52. Fischetti M. V. Generation of positive charge in silicon dioxide during avalanche and tunnel electron injection//J. Appl. Phys. 1985. - Vol. 57(8). - P. 2860-2879.

53. Lu Y. Two pathways of positive oxide-charge buildup during electron tunneling into silicon dioxide film / Y. Lu, С. T. Sah // J. Appl. Phys. 1994. - Vol. 76(8). - P. 4724-4727.

54. DiMaria D. J. Anode hole injection and trapping in silicon dioxide / D. J. DiMaria, E. Cartier, D. A. Buchanan // J. Appl. Phys. 1996. - Vol. 80(1). - P. 304-317.

55. Kobayashi K. Origin of positive charge generated in thin Si02 films during high-field electrical stress / K. Kobayashi, A. Teramoto, H. Miyoshi // IEEE Trans. Electron Devices. -1999. Vol. 46(5). - P. 947-953.

56. Fishetti M. V. Model for the generation of positive charge at the Si-Si02 // Phys. Rev. B. -1985. Vol. 31(4). - P. 2099-2113.

57. Mayo S. Breakdown mechanism in buried silicon oxide films / S. Mayo, J. S. Suehle, P. Roitman//J. Appl. Phys. 1993. - Vol. 47(6). - P. 4113-4120.

58. Nicollian E. H. MOS Physics and Technology / E. H. Nicollian, J. R. Brews // John Wiley & Sons. - 1982.

59. Watanabe K. Radiation effects of double layer films / K. Watanabe, M. Kato, T. Okabe, N. Nagata// IEEE Trans. Nucl. Sci. 1986. - Vol. 33. - P. 1216-1222.

60. Colinge J. P. Silicon-On-Insulator technology: Materials to VLSI. Kluwer Academic Publishers, т 1997. - P. 223.

61. Izumi K. C.M.O.S. devices fabricated on buried Si02 layers formed by oxygen implantation into silicon / K. Izumi, M. Doken, H. Ariyoshi // Electron. Lett. 1978. - Vol. 14(18). - P. 593.

62. Boesch H. E. Jr. Time-dependent hole and electron trapping effects in SIMOX buried oxides / H. E. Boesch, Jr, T. L. Taylor, L. R. Hite, W. E. Bailey // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1990. -Vol. 37 (6). - P. 1982-1989.

63. A. G. Revesz, H. L. Hughes // Physical and Technical Problems of SOI Structures and Devices. Edited by J. P. Colinge et al. Kluwer Academic Publishers. - 1995. - P. 133-156.

64. Stahlbush R. E. Electron and hole trapping in irradiated SIMOX, ZMR and BESOI buried oxides / R. E. Stahlbush, G. J. Campisi, J. B. McKitterick, W. Maszara, P. Roitman, G. A. Brown // IEEE Trans Nucl. Sci. 1992. - Vol. 39(6). - P. 2086-2097.

65. Гуртов В. А. Сборник задач по физике поверхности полупроводников. Петрозаводск. -1985

66. Allen F. G. Work Function, Photoelectric Threshold and Surface States of Atomically Clean Silicon / F. G. Allen, G. W. Gobeli // Phys. Rev. 1962. - Vol. 127. - P. 150.

67. Nicollian E. H. MOS Conductance Technique for Measuring Surface State Parameters / E. H. Nicollian, A. Goetzberger // Appl. Phys. Lett. 1965. - Vol. 7. - P. 216.

68. Nagai K. Capacitance-voltage characteristics of semiconductor-insulator-semiconductor (SIS) structure / K. Nagai, T. Sekigawa, У. Hayashi // Solid-State Electronics. 1985. - Vol. 28(8). - P. 789-798.

69. Стась В. Ф. Электрофизические и структурные свойства тонких отсеченных слоев кремния в структурах кремний-на-изоляторе / В. Ф. Стась, Я. Бак-Мисюк, В. И. Ободников, Е. В. Спесивцев, В. П. Попов // Известия АН. 2003. - Т. 67(2). - С. 175178.

70. Lang V. D. Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors // J. Appl. Phys. 1974. - Vol. 45(7). - P. 3023-3032.

71. Farmer J. W. Charge transient spectroscopy / J. W. Farmer, C. D. Lamp, J. M. Meese // Appl. Phys. Lett. 1982.-Vol. 41(11).-P. 1063-1065.

72. Hofmann K. Process-induced interface and bulk states in MOS structures / K. Hofmann, M. Schulz // J. Electrochem. Soc. 1985. - Vol. 132(9). - P. 2201-2208.

73. Li У. A. Surface roughness of hydrogen ion cut low temperature bonded thin film layers / Y. A. Li, R. W. Bower // Jap. J. Appl. Phys. 2000. - Vol. 39(1). - P. 275-276.

74. Lasky J. В. Silicon-on-insulator (SOI) by bonding and etch-back / J. B. Lasky, S. R. Stiffler, F. R. White F. R., Abernathery // IEEE IEDM Tech.Digest. 1985. - P. 684-687.

75. Bruel M. History, Physics, and Applications of the Smart Cut Process // MRS Bulletin. -1998. Vol. 12. - P. 35.

76. Astrova E. V. Identification of process induced defects in silicon power devices / E. V. Astrova, V. A. Kozlov, A. A. Lebedev, V. B. Voronkov // Solid State Phenomena. 1999. -Vol. 69-70. - P. 539.

77. Антонова И. В. Состояния на границах и центры с глубокими уровнями в структурах кремний-на-изоляторе / И. В. Антонова, Й. Стано, Д. В. Николаев, О. В. Наумова, В. П. Попов, В. А. Скуратов // ФТП. 2001. - Т. 35(8). - С. 948-953.

78. Kimerling L. С. // Point and extended defects in semiconductors. Edited by Benedek G., Cavallini A., Schroter W. 1988. - NATO ASI Series. - New York. - Vol. 202(1).

79. Антонова И. В. Формирование электрически активных центров за областью торможения ионов при высокотемпературной имплантации в кремний / И. В. Антонова, Г. А. Качурин, И. Е. Тысченко, С. С. Шаймеев // ФТП. 1996. - Т. 30(11). -С. 2017-2024.

80. Kang H.S. Method for measuring deep levels in thin silicon-on-insulator layer without any interface effects / H.S. Kang, C.G. Ahn, B.K. Kang, Y. K. Kwon // J. Electrochem. Soc. -1998. Vol. 145(10). - P. 3581-3585.

81. Лебедев А. А. Исследование плотности глубоких центров в катодно-распыленных пленках Si02 в зависимости от степени окисления кремния / А. А. Лебедев, В. Экке // ФТП. 1985. - Т. 19(6). - С. 1087-1092.

82. Antonova I. V. Comparison of electrical properties of silicon-on-insulator structures fabricated with use of hydrogen slicing and BESOI / I. V. Antonova, D. V. Nikolaev, О. V.

83. Naumova, V. P. Popov // Electrochem. and Solid-State Letters. 2004. - Vol. 7(3). - P. F21-F23.

84. Stesmans A. Thermally induced interface degradation in (111) Si/SiC>2 traced by electron spin resonance / A. Stesmans, V. V. Afanas'ev // Phys. Rev. B. 1996 - Vol. 54(16) — P. R11129-R11132.

85. Afanas'ev V. V Positive charging of the thermal Si02/(100)Si interface by hydrogen annealing / V. V. Afanas'ev, A. Stesmans // Appl. Phys. Lett. 1998 - Vol. 72(1) - P. 79-81 (1998)

86. Антонова И. В., Дудченко Н. В., Николаев Д. В., Попов В. П. Патент РФ на изобретение № 2003136457/28 (2265255) «Способ получения структур кремний-на-изоляторе» от 16.12.03.

87. Антонова И. В. Трансформация при отжиге в водороде состояний на границах раздела КНИ,структур / И. В. Антонова, Й. Стано, Д. В. Николаев, О. В. Наумова, В. П. Попов, В. А. Скуратов // ФТП. 2002. - Т. 36(1). - С. 65-69.

88. Gray P. V. The silicon-silicon dioxide system // Proc. of the IEEE. 1969. - Vol. 57(9). - P. 1543-1551.

89. Brews J. R. Rapid interface parameterization using a single MOS conductance curve // Solid State Electronics. 1983. - Vol. 26(8). - P. 711-716.

90. Антонова И. В. Флуктуации заряда на границе сращивания в структурах кремний на изоляторе / И. В. Антонова, В. А. Стучинский, О. В. Наумова, Д. В. Николаев, В. П. Попов // ФТП. 2003. - Т. 37(11). - С. 1341-1345.

91. Nicollian Е. Н. The Si-SiC>2 interface electrical properties as determined by the metal-insulator-silicon conductance technique / E. H. Nicollian, A. Goetzberger // Bell Syst. Tech. Journal. - 1967. - Vol. 46. - P. 1055-1133.

92. Полукристаллические полупроводники. Под ред. Харбеке Г. М.: Мир. - 1989. - с.341.

93. Sakaguchi К. Current Progress in Epitaxial Layer Transfer (ELTRAN) / K. Sakaguchi, N. Sato, K. Yamagata, T. Atoji Y. , Fujiyama, J. Nakayama, T. Yonehara // IEICE Trans. Electron. 1997. - Vol. E80-C(3). - P. 378-387.

94. Antonova I. V. DLTS study of bonded interface in silicon-on-insulator structures annealed in hydrogen atmosphere / I. V. Antonova, J. Stano, О. V. Naumova, V. P. Popov, V. A. Skuratov // Microelectronic Engineering. 2003. - Vol. 66(1-4). - P. 547-552.

95. Pantelides S. T. The Physics of Si02 and its interfaces / S. T. Pantelides, M. Long // Proc. Intern. Conf. Edited by Pantelides S.T. N.Y. - Pergamon Press. - 1978. - P. 339.

96. Herman F. // Insulating Films on Semiconductors. Proc. Intern. Conf. Erlanger, FRG. Edited by M. Schulz, G. Pensel. Berlin, Springer-Verlag. - 1981. - P. 2.

97. Kirichenko T. A. Silicon interstitials at Si/Si02 interface: Density functional calculations / T. A. Kirichenko, D. Yu, S. K. Banerjee, G. S. Hwang // Phys. Rev. B. 2005. - Vol. 72(3). -035345-1-6.

98. Buczko R. Bonding Arrangment at the Si-Si02 and SiC-Si02 Interfaces and a Possible Origin of their Contrasting Properties / R. Buczko, S. J. Pennicook, S. T. Pantelides // Phys. Rev. Lett. 2000. - Vol. 84. - P. 943-946.

99. Ramamoorthy M. Atomic dynamics and defect evolution during oxygen precipitation and oxidation of silicon / M. Ramamoorthy, E. H. Poindexter // Appl. Phys. Lett. 1999. - Vol. 75. - P. 115-117.

100. Kageshima H. First-principles study of oxide growth on Si(100) surfaces and at Si02/Si(100) interfaces / H. Kageshima, K. Shiraishi // Phys. Rev. Lett. 1998. Vol. 81. - P. 5936-5939.

101. Vdovin V. Dislocation structure in interfaces between Si wafers with hybrid crystal orientation / V. Vdovin, N. Zakharov, E. Pippel, P. Werner, M. Milvidskii, M. Ries, M. Seacrist, R. Falster // 2009. Phys. Stat. Sol. C. - Vol. 6. - P. 1929-1934.

102. Poindexter E. H. Interface states and spin resonance centers in thermally oxidized (111) and (100) silicon wafers E. FI. / Poindexter, P. J. Caplan, В. E. Deal, R. R. Razouk // J. Appl. Phys. 1981.-Vol. 52.-P. 879-884.

103. Geraadi G. J. Interface traps and Pb centers in oxidized (100) silicon wafers / G. J. Geraadi E. H. , Poindexter, P. J. Caplan, N. M. Johnson // J. Appl. Phys. 1986. - Vol. 49. - P. 348350.

104. Stesmans A. Electrical activity of interfacial paramagnetic defects in thermal (100) Si/SiC^/ A. Stesmans, V. V. Afanas'ev // Phys. Rev. B. 1998. - Vol. 57. - P. 10030.

105. Afanasiev V. V. Wafer bonding induced degradation of thermal silicon dioxide layers on silicon / V. V. Afanasiev, P. Ericsson, S. Bengtsson, M.O. Andersson // Appl. Phys. Lett. -1995. Vol. 66(13). - P. 1653-1655.

106. Kononchuk O. Diffusion of iron in the silicon dioxide layer of silicon-on-insulator structures / O. Kononchuk, K. G. Korablev, N. Yarykin, G. A. Rozgoni // Appl. Phys. Lett. 1998. -Vol. 73(9). - P. 1206-1208.

107. Гуртов В. А. Радиационные процессы в структурах металл-диэлектрик-полупроводник // Петрозаводск. 1988. - С. 71-88.

108. Brady F. Т. Determination of the fixed oxide charge and interface trap densities for buried oxide layers formed by oxygen implantation / F. T. Brady, S. S. Li, D. E. Burk // Appl. Phys. Lett. 1988. - Vol. 52(11). - P. 886-888.

109. Reilly L. P. Theory of defects in vitreous silicon dioxide / L. P. Reilly, T. Robertson // Phys. Rev. B. 1983. - Vol. 27(6). - P. 3780-3795.

110. Feijoo D. Silicon wafer bonding studied by infrared absorption spectroscopy / D. Feijoo, Y. J. Chabal, S. B. Christman // Appl. Phys. Lett. 1994. - Vol. 65(20). - P. 2548 -2550.

111. Snow E. H. Ion transport phenomena in insulating films / E. H. Snow, A. S. Grove, В. E. Deal, С. T. Sah // J. Appl. Phys. 1965. - Vol. 36(5). - P. 1664-1673.

112. Schwank J.R. New insights into fully-depleted • SOI transistor response after total-dose irradiation / J. R. Schwank, M. R. Shaneyfelt, P. E. Dodd, J. A. Burns, C. L. Keast, P. W. Wyatt // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2000. - Vol.47(3). - P. 604-612.