Изучение электронного и атомного строения нанослоев Al2O3 при контакте с TiN и диэлектриков на основе SiO2 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Конашук Алексей Сергеевич

• Конашук Алексей Сергеевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Конашук Алексей Сергеевич

Введение

Глава 1. Общие сведения

1.1. Кристаллическая структура SiO2 и пути ее модификации для создания low-k диэлектриков. Влияние изменения электроотрицательности окружения атомов кремния и введения пористости на его электронную структуру

1.2. Кристаллическая структура а-, у- и аморфного Al2O3. Влияние соотношения содержания октаэдрических AlO6 и тетраэдрических AlO4 координаций в структуре на положение потолка валентной зоны и дна зоны проводимости

1.3. Плотность заполненных (незаполненных) состояний валентной зоны (зоны проводимости) и ее наблюдение с помощью рентгеновских спектроскопических методов

1.4. Физические принципы спектроскопии полного квантового выхода внешнего рентгеновского фотоэффекта

1.5. Физические принципы метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии высоких энергий (HAXPES)

Глава 2. Техника и методика эксперимента

2.1. Российско-Германский канал вывода синхротронного излучения, экспериментальная станция RGL-PES

2.2. Экспериментальная станция HIKE, канал вывода синхротронного излучения KMC-1

2.3. Экспериментальная станция Polarimeter, канал вывода синхротронного излучения UE56/2_PGM-2

2.4. Экспериментальная станция Reflectometer, Оптический канал вывода синхротронного излучения

2.5. Характеризация образцов

Глава 3. Обсуждение результатов

3.1. Влияние модификации структуры SiO2 на формирование состояний валентной зоны и зоны проводимости

3.1.1. NEXAFS исследования

3.1.2. Фотоэлектронные исследования

3.2. Влияние симметрии ближайшего окружения центрального атома на формирование состояний валентной зоны и зоны проводимости А1203

3.3. Взаимодействие Al2O3 с металлическим электродом: перераспределение кислорода на границе раздела

3.3.1. АШ23- и OK-спектры поглощения пленки у-А1203

3.3.2. ТгЬ23-, ККК- и OK-спектры поглощения ТК электрода

3.3.3. Послойный анализ фазового-химического состава ТК электрода с помощью фотоэлектронной спектроскопии высоких энергий

Заключение

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение электронного и атомного строения нанослоев Al2O3 при контакте с TiN и диэлектриков на основе SiO2»

Актуальность темы

Формирование энергетических барьеров для носителей тока на границе диэлектрика с металлическими и полупроводниковыми слоями непосредственно определяет функциональность электронных устройств. При этом величина энергетических барьеров зависит от конкретного энергетического положения потолка валентной зоны и дна зоны проводимости диэлектрика. В настоящее время ведется активный поиск именно оптимальных диэлектриков для эффективной изоляции как различных функциональных слоев внутри наноустройств, так и для изоляции металлических соединительных линий в микрочипе.

Поиск диэлектрика для изоляции соединительных линий в микрочипе при постоянном увеличении их количества и уменьшении расстояния между ними вызван необходимостью уменьшения паразитной емкости, возникающей между соседними линиями. Паразитная емкость вызывает RC-задержку сигнала и диссипацию мощности. Для ее уменьшения необходима разработка диэлектриков с пониженной диэлектрической проницаемостью (называемых low-k диэлектриками). Единственным эффективным путем для этого является модификация структуры SiO2, заключающаяся в замещении части атомов кислорода метиловыми группами и создании пористости в структуре. Замещение части атомов кислорода метиловыми группами вызывает перераспределение эффективного заряда на атомах кремния, а создание пористости сопряжено с модификацией химических связей, что все вместе, безусловно, влияет на формирование валентных состояний и состояний зоны проводимости модифицированного SiO2, и, как следствие, можно ожидать изменения ширины его запрещенной зоны. Тем не менее, в литературе отсутствуют данные, по которым можно было бы составить

целостное представление о влиянии последовательной модификации структуры SiO2 на его запрещенную зону.

Поиск диэлектрика для изоляции внутри наноустройств, таких как полевые МДП-транзисторы, элементы энергонезависимой зарядовой памяти и др., обусловлен общей тенденцией уменьшения толщин всех входящих в состав устройства слоев. Для обеспечения необходимой малой толщины диэлектрика при сохранении низких значений токов утечки необходим диэлектрик с большей, чем у оксида кремния, диэлектрической проницаемостью (Ы§И-к диэлектрик) и одновременно большой шириной запрещенной зоны. Оптимальным кандидатом является А1203. При этом А1203 имеет целый ряд кристаллических модификаций, различающихся соотношением содержания тетраэдрических и октаэдрических симметрий окружения атома алюминия в структуре. Каждая модификация А1203 характеризуется своей величиной запрещенной зоны и, как следствие, величиной формируемых энергетических барьеров при использовании конкретной кристаллической модификации. С технологической точки зрения наиболее важны аморфная и у-фазы А1203. Аморфный А1203 может быть синтезирован, например, методом молекулярного наслаивания, а его последующий высокотемпературный отжиг в атмосфере кислорода обеспечивает формирование кристаллической у-фазы, для которой характерна значительно большая ширина запрещенной зоны. Несмотря на то, что данный технологический процесс хорошо отработан, в настоящее время существуют противоречивые взгляды на главный фактор, определяющий изменение ширины запрещенной зоны при переходе от одной кристаллической модификации А1203 к другой, что побуждает к дальнейшим спектроскопическим исследованиям.

Кроме того, на формирование энергетических барьеров могут существенно влиять эффекты, происходящие на межфазовой границе металл/оксид вследствие их взаимодействия. Как следует из ряда работ [1-7], на границе А1203/затвор происходит перераспределение кислорода,

приводящее к появлению дипольного слоя на границе. В то время как не вызывает сомнений, что именно перераспределение кислорода ответственно за формирование дипольного слоя, приводящего к изменению эффективной работы выхода и, как следствие, к изменению энергетического барьера, электронная атомная картина этого процесса остается неполной на сегодняшнее время. Большинство исследований посвящено изучению состояний, возникающих в слое оксида самих по себе, в то время как полный путь миграции кислорода и его непосредственное влияние на работу выхода не изучались.

В свете сказанного работа направлена на изучение факторов, влияющих на формирование состояний валентной зоны и зоны проводимости разно модифицированного SiO2 и разных кристаллических фаз Al2O3, также факторов, влияющих на формирование межфазовой границы Al2O3/TiN.

Базовым методом исследования выбрана спектроскопия поглощения рентгеновских лучей, представляющая уникальные возможности для исследования структуры вещества. Ближняя тонкая структура рентгеновских спектров поглощения (БТС РСП) отображает энергетическое распределение как парциальных, так и пространственно-локализованных вблизи поглощающего атома состояний зоны проводимости. БТС РСП высоко чувствительна к химическому состоянию поглощающего атома и к симметрии его ближайшего окружения, при этом применение разнополяризованного синхротронного излучения позволяет изучать направленность химических связей. Для анализа заполненных состояний валентной зоны и определения энергий связи внутренних уровней применялась рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, в том числе фотоэлектронная спектроскопия высоких энергий.

Цель работы

Основной целью работы является установление закономерностей формирования состояний валентной зоны и зоны проводимости А1203 и диэлектриков на основе SiO2 при изменении, соответственно, симметрии ближайшего окружения центрального атома и электроотрицательности окружения, а также строения и протяженности межфазовой границы между у-А1203 и ТШ.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучение влияния замещения атомов кислорода метиловыми группами при сохранении симметрии ближайшего окружения и создания пористости на формирование состояний валентной зоны и зоны проводимости оксида кремния SiO2 при последовательной модификации его структуры.

2. Изучение влияния симметрии ближайшего окружения центрального атома на формирование состояний валентной зоны и зоны проводимости разных кристаллических модификаций А1203.

3. Комплексное изучение процесса перераспределения кислорода на границе y-Al2O3/TiN и его влияния на образование дипольного слоя.

Научная новизна

Научная новизна работы во многом определяется актуальностью цели и решаемых задач исследования, а также оригинальностью подхода. Большинство экспериментальных результатов, представленных в данной работе, было получено впервые. Ниже перечислены наиболее важные из них:

1. Впервые в одних экспериментальных условиях с помощью рентгеновской спектроскопии поглощения и фотоэлектронной спектроскопии изучено формирование состояний валентной зоны и

зоны проводимости исходного SiO2 и в процессе модификации его структуры:

1.1 Показано, что создание пористости и замещение части атомов кислорода метиловыми группами не влияет на положение дна зоны проводимости.

1.2 Обнаружено существенное смещение потолка валентной зоны SiO2 при понижении электроотрицательности ближайшего окружения атомов кремния.

2. Впервые в одних экспериментальных условиях с помощью рентгеновской спектроскопии поглощения и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии изучено формирование состояний валентной зоны и зоны проводимости практически важных кристаллических модификаций оксида алюминия а-Л^^ и аморфного Al2O3:

2.1 Обнаружено, что определяющую роль в изменении ширины запрещенной зоны Al2O3 в зависимости от его кристаллической модификации играет смещение дна зоны проводимости. Смещение потолка валентной зоны незначительно.

2.2 Показано, что положение дна зоны проводимости в Al2O3 определяется переносом эффективного заряда между атомами алюминия и кислорода, который напрямую зависит от симметрии окружения атома алюминия в структуре.

3. Впервые изучено перераспределение кислорода на границе у-Al2O3/TiN как со стороны пленки у-Л^^ так и со стороны электрода

3.1 С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии высоких энергий проведен послойный анализ фазового состава электрода Установлено формирование оксинитрида TiNxOy на границе y-Al2O3/TiN вследствие "вымывания" кислорода из у-

^3.

3.2 Установлено, что дипольный слой на границе у-А1203АЛК формируется вследствие замещения атомов азота кислородом в ТК и, как следствие, искажением октаэдрической симметрии окружения, характерной для ТКК

Научная и практическая значимость

Научная и практическая значимость полученных результатов состоит в том, что в ходе исследования в одних экспериментальных условиях были достоверно определены факторы, определяющие положения потолка валентной зоны и дна зоны проводимости SiO2 на разных этапах модификации его структуры, а также практически важных кристаллических модификаций оксида алюминия а-А1203, у-А1203 и ам-А1203. Полученные результаты важны с точки зрения понимания формирования энергетических барьеров для носителей тока на границе данных оксидов с различными полупроводниковыми или металлическими материалами. Полученные результаты должны способствовать совершенствованию технологии синтеза диэлектриков на основе SiO2, позволяющих эффективно изолировать металлические соединительные линии в микрочипе и уменьшить паразитную емкость, а также должны способствовать оптимальному выбору кристаллической фазы А1203 для его использования в качестве подзатворного диэлектрика в МДП-транзисторах в качестве блокирующего диэлектрика в энергонезависимых элементах памяти.

Научная и практическая ценность проведенного исследования также состоят в том, что показано, что в структуре у-А1203 может образовываться дефицит кислорода даже при сравнительно низких температурах при последующем нанесении металлического электрода ТК после предварительного высокотемпературного отжига, устраняющего дефицит кислорода. С точки зрения практического применения особенно важны: 1) установление механизма образования поляризационного слоя на границе у-

Al2O3/TiN; 2) установление отсутствия оксида титана TiO2 при окислении TiN со стороны у^^^ Выявленные закономерности важны для правильного предсказания величины энергетического барьера в системах оксид/металл.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Модификация структуры SiO2 путем введения метиловых групп и создания пористости не влияет на положение дна зоны проводимости, а вызывает смещение потолка валентной зоны в сторону меньших энергий связи.

2) Смещение потолка валентной зоны модифицированной структуры SiO2 обусловлено преимущественно изменением электроотрицательности атомов ближайшего окружения кремния.

3) Определяющую роль в изменении ширины запрещенной зоны Al2O3 в зависимости от его кристаллической модификации играет смещение дна зоны проводимости. Смещение потолка валентной зоны незначительно.

4) Положение дна зоны проводимости в Al2O3 определяется переносом эффективного заряда между атомами алюминия и кислорода, который напрямую зависит от симметрии окружения атома алюминия в структуре.

5) При взаимодействии y-Al2O3 и TiN происходит перераспределение кислорода на межфазовой границе: со стороны у^^ формируются кислородные вакансии, а со стороны TiN формируется оксинитрид TiNxOy, при этом формирование оксида TiO2 не происходит.

6) Вследствие перераспределения кислорода на границе y-Al2O3/TiN формируется дипольный слой, обусловленный замещением атомов азота кислородом в TiN и, как следствие, искажением октаэдрической симметрии окружения, характерной для

Достоверность результатов

Обоснованность и достоверность основных результатов и выводов диссертации обеспечиваются корректностью постановки задач работы, использованием мощных спектроскопических методик в сочетании с высоким уровнем оборудования, полностью соответствующего технике современного эксперимента. Полученные экспериментальные результаты были стабильны и воспроизводимы. Для научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, характерна внутренняя непротиворечивость и согласованность с общепризнанными физическими положениями и результатами имеющихся теоретических расчётов и экспериментов, представленных в многочисленных литературных источниках по данной тематике.

Апробация результатов

Результаты работы были представлены и обсуждались на следующих российских и международных конференциях:

• 5th RACIRI summer school for young scientists (2017, Ronneby, Sweden)

• 20th Conference on Insulating Films on Semiconductors "INFOS" (2017, Potsdam, Germany)

• XXII Всероссийская конференция Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь "РЭСХС-22" (2016, Владивосток, Россия)

• 16th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure "XAFS16" (2015, Karlsruhe, Germany)

• International Student Conference Science and Progress-2014 (2014, St-Petersburg, Russia)

• XXI Всероссийская конференция Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь "РЭСХС-21" (2013, Новосибирск, Россия)

Публикации

По результатам исследований, составляющих содержание диссертации, опубликовано 17 печатных работ, в том числе 7 статей в рецензируемых научных журналах, индексируемых в международных библиографических базах данных Web of Science и Scopus, и 10 работ в сборниках тезисов российских и международных конференций.

Личный вклад автора

Все результаты, представленные в работе, получены соискателем лично, либо в соавторстве при его непосредственном участии.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Материал изложен на 144 страницах и содержит 31 рисунок, 1 таблицу и библиографический список из 208 наименований.

Глава 1. Общие сведения

1.1 Кристаллическая структура 8Ю2 и пути ее модификации для создания 1о,^-к диэлектриков. Влияние изменения электроотрицательности окружения атомов кремния и введения пористости на его электронную структуру.

Оксид кремния ^Ю2) является базовым диэлектриком в современной кремниевой микроэлектронике благодаря большой ширине запрещенной зоны 8,8-9,3 эВ [8-10], простоте получения путем термического окисления кремния и резкости интерфейса Si/SiO2. Известно девять кристаллических модификаций диоксида кремния, встречающихся в природе (а, Р-кварц, а, Р-тридимит, а, Р-кристобалит), и полученных искусственно (коэзит, кеатит, стишовит). Все модификации, кроме стишовита, имеют тетраэдрическую структуру и различаются лишь взаимной ориентацией тетраэдров [11]. Атом кремния в тетраэдрических модификациях SiO2 координирован четырьмя атомами кислорода, атом кислорода соединяет два атома кремния. Связь Si-O

-5

образована связующими Si 3sp -орбиталями кремния и О 2р-орбиталями кислорода. Наиболее важными и часто использующимися на практике являются кристаллический а-кварц и аморфный SiO2.

Структура а-кварца относится к тригональной системе, а=4,927 А, с=5,430 А [12]. При этом характерно отсутствие центра инверсии. Тетраэдры SiO4 в а-кварце касаются друг друга вершинами и слегка искажены: расстояния Si-O равны 1,597 и 1,617 А. Угол связи Si-O-Si равен 144° [11, 13].

Аморфный диоксид кремния представляет собой непрерывную трехмерную сетку правильных SiO4-тетраэдров [13], которые также касаются друг друга вершинами, таким образом, для аморфного SiO2 характерно сохранение ближайшего окружения атома кремния. Функция распределения углов Si-O-Si отлична от нуля в пределах от 120° до 180° и имеет очень

пологий максимум при 144°. Другими словами, SiO4-тетраэдры в аморфном диоксиде кремния сильно разориентированы относительно друг друга, что подтверждается исследованиями авторов [14].

Ключевым физическим параметром SiO2 является его статическая диэлектрическая проницаемость равная 3,9 для исходной немодифицированной структуры. При этом данная величина является своего рода отправной точкой, и в зависимости от области применения диэлектрика его проницаемость должна быть либо существенно больше, чем у SiO2 (high-k диэлектрики), либо меньше (low-k диэлектрики).

Интерес к понижению диэлектрической проницаемости продиктован необходимостью уменьшения паразитной емкости между металлическими соединительными линиями в VLSI микрочипе. При этом модификация именно структуры SiO2 является единственным способом получения диэлектрика с достаточно низким значением диэлектрической проницаемости. Иными словами все low-k диэлектрики имеют в своей основе SiO2. Так в 2000 году (0,18 мкм технология) был успешно интегрирован в производство фторированный оксид кремния SiOF (или фторсиликатное стекло) с k=3,6 [15, 16]. Затем после целого ряда безуспешных попыток (-150) в качестве изоляционного материала стали использоваться органосиликатные стекла (ОСС) - оксид кремния, допированный метиловыми группами. Данный материал был успешно интегрирован в производство микрочипов по 90 нм технологии в 2004 году [17] (тогда ОСС не имело пор в структуре, и диэлектрическая проницаемость была k=3,0) и успешно используется по настоящее время. При этом понижение диэлектрической проницаемости исходного SiO2 осуществляется за счет поэтапной модификации структуры (введение метиловых групп в структуру и создание пористости), минимальное достигнутое значение диэлектрической проницаемости (и успешно интегрированное в производство) равно 2,5.

Органо-силикатные стекла (ОСС) представляют собой пористый диэлектрик на основе SiO2, в котором часть атомов кислорода замещена на метиловые группы. Одним из распространенных методов синтеза ОСС является метод плазмохимического осаждения из газовой фазы (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) PECVD. В принципе можно выделить два подхода к созданию пористости - конструктивно-структурный и "вычитательный". Конструктивно-структурный подход состоит в подборе специальных условий синтеза, при которых молекулы прекурсора (алкилсиланы), образующего скелет ОСС - матрицу SiO2 со встроенными метиловыми группами, уже на этапе синтеза организуются в пористую структуру. Также возможно использование прекурсора с ненасыщенными связями, пористость образуется за счет реакций полимеризации тоже на этапе синтеза скелета ОСС. Значения диэлектрической проницаемости, получаемые конструктивно-структурным методом сравнительно велики (k>2,7). Гораздо меньшие значения диэлектрической проницаемости (k<2,0) могут быть получены с помощью "вычитательного" подхода [18, 19]. В рамках данного подхода совместно осаждается смесь прекурсора, образующего скелет ОСС, и летучие молекулы органического порообразователя (например, а-терпинен). Порообразователь образует нестабильное соединение, которое легко распадается при прогреве в сочетании с ультрафиолетовым облучением и удаляется из структуры синтезированной пленки, оставляя за собой поры. Как правило, образуются открытые на поверхности поры с диаметром 2-4 нм. При этом метиловые группы обеспечивают гидрофобность поверхности пор.

В результате структура ОСС образована SiO4-n(CH3-x)n тетраэдрами. Метиловые группы благодаря своему барьерному характеру как бы разбавляют собой структуру SiO2, не давая формироваться Si-O-Si сочленению тетраэдров SiO4. Атом углерода имеет четыре валентных электрона, один из которых участвует в образовании химической связи с атомом кремния, а остальные три задействованы в формировании связей с

атомами водорода. Вследствие этого формируется так называемый свободный объем, как показано на рисунке 1.1

Рис. 1.1 1) Изображение БьО-Б! сочленения БЮ4 тетраэдров в структуре диоксида кремния. 2) Встраивание метиловой группы в БЮ4 тетраэдр и нарушение БьО-Б! сочленения. 3) Формирование "свободного объема" вследствие барьерного характера метиловых групп. На рисунке серые шарики обозначают атомы кремния, красные - кислорода, черные - углерода, желтые - водорода.

Благодаря наличию свободного объема, а также искусственному формированию пористости плотность органо-силикатных стекол может приближаться к значению порядка 1 г/см , что обеспечивает понижение диэлектрической проницаемости по сравнению с БЮ2. Также вклад в понижение диэлектрической проницаемости дает низкая поляризуемость химической связи 81-СН3 по сравнению со связью БьО. Статическая диэлектрическая проницаемость органо-силикатных стекол к, которая может быть определена как отношение емкостей конденсаторов с данным материалом между обкладками и без него, в настоящее время может достигать значений 1.8-2,5.

Важным этапом в синтезе ОСС является термическая обработка в сочетании с ультрафиолетовым облучением [20], поскольку, с одной стороны, данная обработка обеспечивает удаление органического порообразователя, а с другой стороны, она обуславливает фото-химическую

модификацию структуры ОСС - перестраивание Si-O-Si скелета в сторону увеличения сцепления соседних кристаллических единиц [21]. Однако ненадлежащим образом выбранные условия УФ-термической обработки могут приводить к деградации структуры ОСС - разрушению основных Si-СН3 связей [22], ответственных за гидрофобность поверхности ОСС [21] и малое значение диэлектрической проницаемости. Данный эффект особенно выражен при использовании УФ излучения с энергией фотонов больше 6,5 эВ - выше порога разрыва Si-CH3 связи [23]. Также вытравливание метиловых групп обуславливает снижение устойчивости структуры ОСС к химической и плазменной обработке при непосредственном изготовлении микрочипа. Другая и, пожалуй, главная проблема, связанная с неоптимальным выбором условий УФ-термической обработки, состоит в образовании нелетучих остатков порообразователя в структуре ОСС. В работах [24-26] с помощью инфракрасной спектроскопии и ядерного

Л

магнитного резонанса показано формирование С=С Бр кластеров в ОСС пленках, приготовленных с использованием органического порообразователя. Как показано в [27], остаточные С=С Бр2 кластеры ответственны за формирование состояний в запрещенной зоне, наблюдаемые при возбуждении фотонами с энергиями в диапазоне 2-9 эВ. По своим

Л

электрическим свойствам формирующиеся С=С Бр кластеры оказываются близки к аморфному углероду или проводящим полимерам [28, 29], вследствие чего остаточный порообразователь является причиной токов утечки. При этом количество остаточного порообразователя растет при дальнейшем уменьшении диэлектрической проницаемости, так как для ее уменьшения требуется создавать большее количество пор. При получении ОСС с к<2,5 классическим методом (с применением органического

Л

порообразователя) количество С=С Бр кластеров становится неприемлемо большим, в связи с чем, в настоящее время разрабатываются методы создания пористости без применения порообразователя.

В ряде работ показано, что структура ОСС чувствительна к обработке поверхности ионным травлением (при использовании энергии ионов Аг+ 500 эВ происходит вытравливание метиловых групп) [30, 31], а также к обработке в плазме [32] даже при сравнительно щадящих режимах.

Кроме наличия дополнительных состояний в запрещенной зоне, чрезвычайно важную роль с точки зрения функциональности диэлектриков (органо-силикатные стекла) играет формирование верхних валентных состояний и состояний зоны проводимости для модифицированной структуры БЮ2 по сравнению с исходной структурой БЮ2. В то время как электронная структура БЮ2 хорошо изучена [33, 34], перераспределение валентных состояний и состояний зоны проводимости при поэтапной модификации структуры БЮ2 систематически не изучалось. Самым распространенным методом изучения ОСС является ИК-Фурье спектроскопия [18, 19, 26, 35], с помощью данного метода можно выявлять типы и количество тех или иных химических связей в структуре, однако отслеживать их влияние на электронную структуру ОСС невозможно. Наиболее прямую информацию о перераспределении состояний валентной зоны и зоны проводимости могут дать методы рентгеновской спектроскопии (эмиссионной, фотоэлектронной и спектроскопии поглощения), поскольку в формировании соответствующих рентгеновских спектров непосредственно участвуют занятые состояния валентной зоны или свободные состояния зоны проводимости. При этом фотоэлектронные спектры внутренних уровней и характеристические эмиссионные линии также чувствительны к состоянию валентных электронов (перетекание эффективного заряда), которое вместе с экранированным потенциалом атомов окружения определяет величину химических сдвигов. Тем не менее, существует очень мало работ по изучению ОСС с помощью рентгеновских спектроскопических методов. В работах [36, 37] изучается влияние встраивания углерода в структуру БЮ2 на валентную зону с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, однако данные по формированию состояний зоны проводимости

(рентгеновские спектры поглощения) не приводятся. Насколько известно автору, эмиссионные либо фотоэлектронные спектры валентной зоны пористых ОСС, в принципе, отсутствуют в литературе (встречается лишь анализ внутренних линий [38, 39]), и имеются лишь обрывочные данные по рентгеновским спектрам поглощения ОСС [40, 41]. Стоит отметить, что во всех указанных работах рентгеновские спектроскопические методы используются в основном для отработки условий синтеза и выбора тех или иных прекурсоров или порообразователей и определения наличия типов химических связей самих по себе. По имеющимся в литературе данным нельзя создать целостную картину, описывающую влияние модификации структуры SiO2 (изменение электроотрицательности окружения атома кремния и создание пористости) на его электронную структуру.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Конашук Алексей Сергеевич, 2018 год

Список литературы

1. Guha, S. [и др.] Oxygen vacancies in high dielectric constant oxide-semiconductor films // Physical Review Letters. - 2007. - 98. - С. 196101.

2. Chandra, J. [и др.] Modulations in effective work function of platinum gate electrode in metal-oxide-semiconductor devices // Thin Solid Films. - 2012. - 520. - C. 4556-4558.

3. Schaeffer, J.K. [и др.] Contributions to the effective work function of platinum on hafnium dioxide // Applied Physics Letters. - 2004. - 85. - C. 1826-1828.

4. Kolomiiets, N.M. [и др.] Hydrogen induced dipole at the Pt/oxide interface in MOS devices // Physica Status Solidi. - 2016. - 213. - C. 260-264.

5. Afanas'ev, V.V. [и др.] TiNx/HfO2 interface dipole induced by oxygen scavenging // Applied Physics Letters. - 2011. - 98. - C. 132901-132903.

6. Pantisano, L. [и др.] Towards barrier height modulation in HfO2/TiN by oxygen scavenging - Dielectric defects or metal induced gap states? // Microelectronic Engineering. - 2011. - 88. - C. 1251-1254.

7. Filatova, E.O. [и др.] Re-distribution of oxygen at the interface between y-Al2O3 and TiN // Scientific Reports. - 2017. - 7. - C. 4541-4514.

8. Weinberg, Z.A. [и др.] Transmission, photoconductivity, and the experimental band gap of thermally grown SiO2 films // Physical Review B. - 1979. - 19. - С. 3107.

9. Powell, R.J. [и др.] Vacuum ultraviolet radiation effects in SiO2 // IEEE Transactions on Nuclear Science. - 1971. - 18. - С. 99-105.

10. DiStefano, T.H. [и др.] The band edge of amorphous SiO2 by photoinjection and photoconductivity measurements // Solid State Communications. - 1971. - 9. -С. 2259-2261.

11. Pantelides, S.T. [и др.] Electronic structure, spectra, and properties of 4:2-coordinated materials. I. Crystalline and amorphous SiO2 and GeO2 // Physical Review B. - 1975. - 13. - С. 2667.

12. Mo, Sh.-D. [и др.] X-ray absorption near-edge structure in alpha-quartz and stishovite: Ab initio calculation with core-hole interaction // Journal of Applied Physics. - 2001. - 78. - С. 3809-3811.

13. Порай-Кошиц, Е.А. О структуре однокомпонентных стекол // Физика и химия стекла. - 1977. - 3. - С. 292-305.

14. Силинь, А.Р. Точечные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном SiO2 / А.Р. Силинь, А.Н. Трухин. - Рига: Зинатне, 1985. - 244 с.

15. Crowder, S. [и др.] A 0.18 /spl mu/m high-performance logic technology // Digest of Technical Pappers - Symposium on VLSI Technologies. - 1999. - 105.

16. Leobandung, E. [и др.] High performance 0.18 /spl mu/m SOI CMOS technology // Technical Digest - International Electron Devices Meeting. - 1999. -679.

17. Ruelke, H. [и др.] Implementation of CVD low-k dielectrics for high-volume production // Solid State Technology. - 2004. - 47. - С. 60-62.

18. Grill, A. Porous pSiCOH ultralow-k dielectrics for chip interconnects prepared by PECVD // Annual Review of Materials Research. - 2009. - 39. - С. 49-69.

19. Grill, A. [и др.] Ultralow dielectric constant pSiCOH films prepared with tetramethylcyclotetrasiloxane as skeleton precursor // Journal of Applied Physics. -2008. - 104. - C. 024113-024121.

20. Baklanov, M.R. [и др.] Effect of porogen residue on electrical characteristics of ultra low-k materials // Microelectronic Engineering. - 2011. - 88. - C. 990-993.

21. Maex, K. [и др.] Low dielectric constant materials for microelectronics // Journal of Applied Physics. - 2003. - 93. - C. 8793-8841.

22. Ushio, J. [и др.] Ultraviolet-curing mechanism of porous-SiOC // Japanese Journal of Applied Physics. - 2007. - 46. - C. L405.

23. Prager, L. [и др.] Effect of pressure on efficiency of UV curing of CVD-derived low-k material at different wavelengths // Microelectronic Engineering. -2008. - 85. - C. 2094-2097.

24. Favennec, L. [и др.] Ultralow k using a plasma enhanced chemical vapor deposition porogen approach: Matrix structure and porogen loading influences // Journal of Applied Physics. - 2007. - 102. - C. 064107-064109.

25. Zenasni, A. [и др.] The role of ultraviolet radiation during ultralow k films curing: Strengthening mechanisms and sacrificial porogen removal // Journal of Applied Physics. - 2007. - 102. - C. 094107-094114.

26. Gates, S.M. [и др.] Preparation and structure of porous dielectrics by plasma enhanced chemical vapor deposition // Journal of Applied Physics. - 2007. - 101. -C. 094103-094110.

27. Marsik, P. [и др.] Porogen residues detection in optical properties of low-k dielectrics cured by ultraviolet radiation // Thin Solid Films. - 2010. - 518. - C. 4266-4272.

28. Forouhi, A. R. [и др.] Optical dispersion relations for amorphous semiconductors and amorphous dielectrics // Physical Review B. - 1986. - 34. - C. 7018.

29. Pargon, E. [и др.] Mechanisms involved in HBr and Ar cure plasma treatments applied to 193 nm photoresists // Journal of Applied Physics. - 2009. - 105. - C. 094902-094912.

30. Goldman, M.A. [и др.] Oxygen radical and plasma damage of low-k organosilicate glass materials: Diffusion-controlled mechanism for carbon depletion // Journal of Applied Physics. - 2009. - 106. - C. 013311-013317.

31. Wilks, J.A. [и др.] Nitridation of organo-silicate glass: A self-limiting process for PVD Ta1+xN/Ta barrier formation // Applied Surface Science. - 2009. - 255. -9543-9547.

32. Baklanov, M.R. [и др.] Plasma processing of low-k dielectrics // Journal of Applied Physics. - 2013. - 113. - C. 041101-041141.

33. Некрашевич, С.С. [и др.] Электронная структура оксида кремния (Обзор) // Физика твердого тела. - 2014. - 56. - С. 209-223.

34. Wiech, G. [и др.] X-ray emission bands and electronic structure of crystalline and vitreous silica (SiO2) // Journal of Physics C: Solid State Physics. - 1985. - 18. - C. 4393-4402.

35. Smith, R.S. [и др.] Analysis of Ultraviolet Curing Effect on the Dielectric Constant and Molecular Structure of a Porous Dielectric Film // Journal of electronic materials. - 2010. - 39. - 2337-2345.

36. King, S.W. [и др.] X-ray photoelectron spectroscopy investigation of the Schottky barrier at low-k a-SiO(C):H/Cu interfaces // Applied Physics Letters. -2011. - 99. - C. 202903-202905.

37. King, S.W. [и др.] Valence and conduction band offsets at amorphous hexagonal boron nitride interfaces with silicon network dielectrics // Applied Physics Letters. - 2014. - 104. - C. 102901-102904.

38. Kim, C.Y. [и др.] Characteristics of low-k SiOC(-H) films deposited at various substrate temperature by PECVD using DMDMS/O2 precursor // Thin Solid Films. - 2007. - 516. - 340-344.

39. Navamathavan, R. [и др.] Deposition and characterization of porous low-dielectric-constant SiOC(-H) thin films deposited from TES/O2 precursors by using plasma-enhanced chemical vapor deposition // Journal of the Korean Physical Society. - 2008. - 53. - C. 351-356.

40. SchmeiBer, D. [и др.] Chemical Bonding in Low-k Dielectric Materials for Interconnect Isolation: Characterization using XAS and EELS // AIP Conference Poceedings. - 2006. - 817. - C. 117-124.

41. Hoffmann, P. [и др.] Characterization of chemical bonding in low-k dielectric materialsfor interconnect isolation: a XAS and EELS study // Proceedings of 2006 MRS Spring Meeting. - 2006.

42. Levin, I. [и др.] Metastable alumina polymorphs: crystal structures and transition sequences // Journal of American Ceramic Society. - 1998- 81. - 19952012.

43. Ching, W. Y. [и др.] Ab initio study of the physical properties of y-Al2O3: Lattice dynamics, bulk properties, electronic structure, bonding, optical properties, and ELNES/XANES spectra // Physical Review B. - 2008. - 78. - 014106.

44. Перевалов, Т.В. [и др.] Применение и электронная структура диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью. - 2010. - 180. - С. 587-603.

45. French, R.H. Electronic band structure of Al2O3 with comparison to AlON and AlN // Journal of American Ceramic Society. - 1990. - 73. - 477-489.

46. Gutierrez, G. [и др.] Theoretical structure determination of y-Al2O3 // Physical Review B. - 2001. - 65. - C. 012101.

47. Cai, Sh.-H. [и др.] Phase transformation mechanism between y-Al2O3 and 0-alumina // Physical Review B. - 2003. - 67. - C. 224104.

48. Paglia, G. [и др.] Determination of the structure of y-alumina from interatomic potential and first-principles calculations: The requirement of significant numbers of nonspinel positions to achieve an accurate structural model // Physical Review

B. - 2005. - 71. - C. 224115.

49. Gutierrez, G. [и др.] Molecular dynamics study of structural properties of amorphous Al2O3 // Physical Review B. - 2002. - 65. - C. 104202.

50. Ealet, B. [и др.] Electronic and crystallographic structure of y-alumina thin films // Thin Solid Films. - 1994. - 250. - C. 92-100.

51. Toyoda, S. [и др.] Significant increase in conduction band discontinuity due to solid phase epitaxy of Al2O3 gate insulator films on GaN semiconductor // Applied Physics Letters. - 2012. - 101. - C. 231607-231610.

52. Брытов, И.А. [и др.] Рентгеноспектральное исследование электронного строения окислов кремния и алюминия // Физика твердого тела. - 1978. - 20. -

C. 664-667.

53. Davis, S. [и др.] Structural, elastic, vibrational and electronic properties of amorphous Al2O3 from ab initio calculations // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2011. - 23. - C. 495401-495409.

54. Lamparter, P. [и др.] Structure of amorphous Al2O3 // Physica B. - 1997. - 234236. - C. 405-406.

55. Шевяков, А.М. Химия высокотемпературных материалов: монография / А.М. Шевяков, Г.Н. Кузнецова, В.Б. Алесковский - Л.: издательство, 1967.149 - 155 с.

56. Suntola T., Antson J., patent US 4 058 430, 15, (1977)

57. Afanas'ev, V. V. [и др.] Influence of Al2O3 crystallization on band offsets at interfaces with Si and TiNx // Applied Physics Letters. - 2011. - 99. - C. 072103072105.

58. Groner, M.D. [h gp.] Electrical characterization of thin A12O3 films grown by atomic layer deposition on silicon and various metal substrates // Thin Solid Films.

- 2002. - 413. - C. 186-197.

59. Jakschik, S. [h gp.] Crystallization behavior of thin ALD-Al2O3 films // Thin Solid Films. - 2003. - 425. - C. 216-220.

60. Nikolaou, N. [h gp.] The effect of oxygen source on atomic layer deposited Al2O3 as blocking oxide in metal/aluminum oxide/nitride/oxide/silicon memory capacitors // Thin Solid Films. - 2013. - 533. - C. 5-8.

61. Ju, Y. [h gp.] Effect of high-pressure oxygen annealing on electrical characteristics of metal-alumina-nitride-oxide-silicon-type flash memory devices // Japanese Journal of Applied Physics. - 2009. - 48. - 04C065.

62. Perevalov, T.V. [h gp.] Oxygen deficiency defects in amorphous Al2O3 // Jornal of Applied Physics. - 2010. - 108. - C. 013501-013504.

63. Xu, Z. [h gp.] Effects of high-temperature O2 annealing on Al2O3 blocking layer and Al2O3/Si3N4 interface for MANOS structures // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2012. - 45. - C. 185103-185107.

64. Park, J.-K. [h gp.] Improvement of memory performance by high temperature annealing of the Al2O3 blocking layer in a charge-trap type flash memory device // Applied Physics Letters. - 2010. - 96. - C. 222902-222904.

65. Rothschild, A. [h gp.] O2 post deposition anneal of Al2O3 blocking dielectric for higher performance and reliability of TANOS flash memory // Proceedings of the European Solid State Device Research Conference (Athens, Greece, 14-18 September 2009) C. 272-275.

66. Sawada, K. [h gp.] Metalorganic molecular beam epitaxy of y-Al2O3 films on Si at low growth temperatures // Applied Physics Letters. - 1988. - 52. - C. 16721674.

67. Kundu, M. [h gp.] Effect of oxygen pressure on the structure and thermal stability of ultrathin Al2O3 films on Si(001) // Journal of Applied Physics. - 2002. -91. - C. 492-500.

68. Afanas'ev, V.V. [h gp.] Impact of annealing-induced compaction on electronic properties of atomic-layer-deposited Al2O3 // Applied Physics Letters. - 2002. - 81.

- C. 1678-1680.

69. Arakawa, E.T. [h gp.] Optical properties of aluminum oxide in the vacuum ultraviolet // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1968. - 29. - C. 735744.

70. Codling, K. [h gp.] Structure in the LIIin absorption of aluminum and its oxides // Physical Review. - 1968. - 167. - C. 587-591.

71. Balzarotti, A. [h gp.] Core transitions from the Al 2p level in amorphous and crystalline Al2O3 // Physica Status Solidi B. - 1974. - 63. - C. 77-87.

72. Senemaud, C. [h gp.] X-ray photoabsorption in metallic aluminium, policrystalline and amorphous Al2O3 // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1976. - 37. - C. 83-87.

73. Ârhammar, C. [h gp.] Unveiling the complex electronic structure of amorphous metal oxides // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2011. - 108. - C. 6355-6360.

74. Balzarotti, A. [h gp.] Core excitons in corundum // Solid State Communications. - 1982. - 44. - C. 275-278.

75. Li, D. [h gp.] Al K-edge XANES spectra of aluminosilicate minerals // American Mineralogist. - 1995. - 80. - C. 432-440.

76. Bianconi, A., Core excitons and inner well resonances in surface soft X-ray absorption (SSXA) spectra // Surface science. - 1979. - 89. - C. 41-50.

77. Abramov, V.N. [h gp.] Electronic energetic structure and optical properties of Al2O3 // Physics of Solid State. - 1979. - 21. - C. 47.

78. Zhurakovskii, A.P. [h gp.] Excitation of recombination luminescence in a-Al2O3 by synchrotron radiation of photon energy 70-220 eV // Physics of Solid State. - 1979. - 21. - C. 138.

79. Olivier, J. [h gp.] Electronic structure of Al2O3 from electron energy loss spectroscopy // Surface Science. - 1981. - 105. - C. 347-356.

80. Neddermeyer, H. [h gp.] Soft X-ray L-emission spectrum of aluminium // Physics Letters A. - 1970. - 31. - C. 17-18.

81. Momida, H. [h gp.] Theoretical study on dielectric response of amorphous alumina // Physical Review B. - 2006. - 73. - C. 054108.

82. Barta, I.P., Electronic structure of a-Al2O3 // Journal of Physics C: Solid State Physics. - 1982. - 15. - C. 5399-5410.

83. Menendez-Proupin, E. [и др.] Electronic properties of bulk y-Al2O3 // Physical Review B. - 2005. - 72. - С. 035116.

84. Sun, M. [и др.] Examination of spinel and nonspinel structural models for y-Al2O3 by DFT and Rietveld refinement simulations // The Journal of Physical Chemistry B. - 2006. - 110. - С. 2310-2318.

85. Lee, C.-K. [и др.] Comparative study of electronic structures and dielectric properties of alumina polymorphs by first-principles methods // Physical Review B. - 2007. - 76. - C. 245110.

86. Krokidis, X. [и др.] Theoretical study of the dehydration process of boehmite to y-alumina // The Journal of Physical Chemistry B. - 2001. - 105. - С. 5121-5131.

87. Фомичев, В.А. Исследование энергетической структуры Al и Al2O3 методом ультрадлинноволновой рентгеновской спектроскопии // Физика Твердого Тела. - 1966. - 8. - С. 2892-2899.

88. O' Brien, W.L. [и др.] Intermediate coupling in L2-L3 core excitons of MgO, A12O3, and SiO2 // Physical Review B - 1991. - 44. - C. 1013.

89. Kornblum, L. [и др.] Investigation of the band offsets caused by thin Al2O3 layers in HfO2 based Si metal oxide semiconductor devices. // Applied Physics Letters. - 2012. - 100. - C. 062907-062909.

90. Виноградов А.С. Резонансы формы в ближней тонкой структуре ультрамягких рентгеновских спектров поглощения молекул и твердых тел.: дис... докт. физ.-мат. наук.: 01.04.07 (1987), Л., ЛГУ.

91. Павлычев А.А. [и др.] Физика Твердого Тела. - 1986. - 28. - 2881.

92. Зимкина, Т.М. Ультрамягкая рентгеновская спектроскопия: монография / Т.М. Зимкина, В.А. Фомичев. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1971. - 130 с.

93. Щемелев, В.Н. [и др.] Квантовый выход по полному току в мягкой области рентгеновского спектра // Физика твердого тела. - 1998. - 40. - 10421046.

94. http://henke.lbl. gov/optical constants/

95. Henke, B.L. [и др.] X-ray interactions: photoabsorption, scattering, transmission, and reflection at E=50-30000 eV, Z=1-92 // Atomic data and nuclear data tables. -1993. - 54. - C. 181-342.

96. Stohr, J. NEXAFS Spectroscopy: монография / J. Stohr. - Berlin: Springer, 1992. - 348 с.

97. Hahner, G. Near edge X-ray absorption fine structure spectroscopy as a tool to probe electronic and structural properties of thin organic films and liquids // Chemical Society Reviews. - 2006. - 35. - C. 1244-1255.

98. Sutherland, D.G.J. [и др.] Stoichiometry reversal in the growth of thin oxynitride films on Si(100) surfaces // Journal of Applied Physics. - 1995. - 78. -С. 6761-6769.

99. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. IV / В. Б. Берестецкий, Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский. Квантовая электродинамика. - 4-е изд., испр. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 720 с.

100. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Курс теоретической физики: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. III. Квантовая механика (нерелятивистская теория). - 6-е изд., испр. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 800 с.

101. Yeh, J.J. [и др.] Atomic subshell photoionization cross sections and asymmetry parameters: 1<Z<103 // Atomic Data and Nuclear Data Tables. - 1985. - 32. - C. 1-155.

102. Фелдман, Л., Основы анализа поверхности и тонких пленок: монография / Л. Фелдман, Д. Майер. - М.: Мир, 1989. - 344 c.

103. Tanuma, S. [и др.] Calculations of electron inelastic mean free paths. V. data for 14 organic compounds over the 50-2000 eV range // Surface and interface analysis. -1994. - 21. - C. 165-176.

104. Tanuma, S. [и др.] Calculation of electron inelastic mean free paths (IMFPs) VII. Reliability of the TPP-2M IMFP predictive equation // Surface and Interface Analysis. - 2003. - 35. C. 268-275.

105. Strehlow, W.H. [и др.] Compilation of energy band gaps in elemental and binary compound semiconductors and insulators // Journal of Physical and Chemical Reference Data. - 1973. - 2. - C. 163-199.

106. Tanuma, S. [и др.] Calculations of electron inelastic mean free paths (IMFPS). IV. Evaluation of calculated IMFPs and of the predictive IMFP formula TPP-2 for electron energies between 50 and 2000 eV // Surface and Interface Analysis. - 1993. - 20. - C. 77-89.

107. Fedoseenko, S.I. [и др.] Development and present status of the Russian-German soft X-ray beamline at BESSY II // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. - 2001. - 470. - C. 84-88.

108.

http://www.specs.de/cms/upload/PDFs/SPECS Prospekte/phoibos katalog 72dpi. pdf

109. Seah, M.P., Summary of ISO/TC 201 standard: VII ISO 15472 : 2001 -surface chemical analysis - X-ray photoelectron spectrometers - calibration of energy scales // Surface and Interface Analysis. -2001. -31. - C. 721-723.

110. Helander, M.G. [и др.] Note: binding energy scale calibration of electron spectrometers for photoelectron spectroscopy using a single sample // Review of Scientific Instruments. - 2011. - 82. - С. 096107-096110.

111. Schäfers, F. [и др.] KMC-1: A high resolution and high flux soft x-ray beamline at BESSY // Review of Scientific Instruments. - 2007. - 78. - C. 123102123115.

112. Gorgoi, M. [и др.] The high kinetic energy photoelectron spectroscopy facility at BESSY progress and first results // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. - 2009. - 601. - C. 48-53.

113. Sawhney, K.J.S. [и др.] A novel undulator-based PGM beamline for circularly polarised synchrotron radiation at BESSY II // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. - 1997. - 390. - C. 395-402.

114. Weiss, M.R. [и др.] The elliptically polarized undulator beamlines at BESSY II // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. - 2001. - 467-468. -C. 449-452.

115. Тарачева, Е.Ю. Отражение поляризованного рентгеновского излучения пространственно анизотропными структурами.: дис... канд. физ.-мат. наук.: 01.04.07 (2005), СПб., СПбГУ.

116. Schaefers, F. [и др.] Soft-x-ray polarimeter with multilayer optics: complete analysis of the polarization state of light // Applied Optics. - 1999. - 38. - C. 40744088.

117. Eggenstein, F. [и др.] A reflectometer for at-wavelength characterization of gratings // Nuclear Instruments and Methods. - 2013. - A710. - C. 166-171.

118. Schäfers, F. [и др.] The At-Wavelength Metrology Facility at BESSY-II // Journal of large-scale research facilitiesю - 2016. - 2. - A50.

119. Smirnov, E.A. [и др.] Evaluation of a new advanced low-k material // Japanese Journal of Applied Physics. - 2011. - 50. - 05EB03.

120. Jousseaume, V. [и др.], Ultra-low-k by CVD: deposition and curing, in: M. R. Baklanov, P. Ho, E. Zschech (Eds.), Advanced Interconnects for ULSI Technology, Wiley, Chichester, 2012, p. 35.

121. Li, D. [и др.] X-ray absorption spectroscopy of silicon dioxide (SiO2) polymorphs: the structural characterization of opal // American mineralogist. -1994. - 79. - c. 622-632.

122. Tanaka, I. [и др.] X-ray-absorption fine structure of crystalline silicon dioxides // Physical review B. -1995. - 52. - C. 11733-11739.

123. Filatova, E.O. [и др.] Fine-structure of absorption 2P-spectra of silicon-compounds // Physics of the solid state. - 1985. - 27. - C. 606-609.

124. Sutherland, D.G.J. [и др.] Si L- and K-edge X-ray-absorption near-edge spectroscopy of gas-phase Si(CH3)x(OCH3)4-x: models for solid-state analogs // Physical review B. - 1993. - 48. - C. 14989-15001.

125. Urquhart, S.G. [и др.] Inner-shell spectroscopy of compounds containing Si-Si bonds: is there a localized, low-energy Si-Si resonance? // Chemical physics. - 1994. - 189. - C. 757-768.

126. Lenardi, C. [и др.] Near-Edge X-ray absorption fine structure and raman characterization of amorphous and nanostructured carbon films // Journal of applied physics. - 1999. - 85. - C. 7159-7167.

127. Batson, P.E. Carbon 1s near-edge-absorption fine structure in graphite // Physical review B. - 1993. - 48. - C. 2608-2610.

128. Филатова, Е.О. [и др.] Глубина формирования отраженного пучка мягкого рентгеновского излучения в условиях зеркального отражения // Физика твердого тела. - 1998. - 40. - С. 1360-1363.

129. Filatova, E. [и др.] Optical constants of amorphous SiO2 for photons in the range of 60-3000 eV // Journal of Physics: Condensed Matter. - 1999. - 11. - C. 3355-3370.

130. Filatova, E.O. [и др.] Optical constants of crystalline HfO2 for energy range 140-930 eV // Applied Optics. - 2010. - 49. - C. 2539-2546.

131. Grill, A. [и др.] Interface engineering for high interfacial strength between SiCOH and porous SiCOH interconnect dielectrics and diffusion caps // Journal of applied physics. - 2008. - 103. - C. 054104-054109.

132. Iacopi, F. [и др.] Challenges for structural stability of ultra-low-k-based interconnects // Microelectronic engineering. - 2004. - 75. - C. 54-62.

133. Hitchcock, A.P. [и др.] Carbon K-shell electron energy loss spectra of 1-and 2-butenes, trans-1,3-butadiene, and perfluoro-2-butene. carbon-carbon bond lengths from continuum shape resonances // Journal of Chemical Physics. - 1984. -80. - C. 3927-3935.

134. Cottrell, T.L. The strengths of chemical bonds: монография / T.L. Cottrell. - London: Butterworths Publications Ltd, 1958. - 310 c.

135. Darwent, B. B. National standard reference data series: монография / B.B. Darwent. - Washington: National Bureau of Standards, 1970.

л

136. Gago, R. [и др.] Evolution of sp networks with substrate temperature in amorphous carbon films: experiment and theory // Physical review B. - 2005. - 72. -С. 014120.

137. Konashuk, A. [и др.] Effect of deposition technique on chemical bonding and amount of porogen residues in organosilicate glass // Microelectronic Engineering. - 2017. - 178. - C. 209-212.

138. Diaz, J. [и др.] Analysis of the n* and a* bands of the X-ray absorption spectrum of amorphous carbon // Physical review B. - 2001. - 64. - C. 125204.

139. Outka, D.A. [и др.] NEXAFS studies of complex alcohols and carboxylic acids on the Si(111)(7x7) surface // Surface science. - 1987. - 185. - C. 53-74.

140. Jaouen, M. [и др.] A NEXAFS characterization of ion-beam-assisted carbon-sputtered thin films // Diamond and related materials. - 1995. - 4. - C. 200206.

141. Wu, Z.Y. [и др.] Electronic structure analysis of a-SiO2 via X-ray absorption near-edge structure at the Si K, L2,3 and O K edges // Journal of physics: condensed matter. - 1998. - 10. - C. 8083-8092.

142. Tsai, H.M. [h gp.] Enhancement of Si-O hybridization in low-temperature grown ultraviolet photo-oxidized SiO2 film observed by X-ray absorption and photoemission spectroscopy // Journal of applied physics. - 2008. - 103. - C. 013704-013707.

143. Gross, Th. [h gp.] An XPS analysis of different SiO2 modifications employing a C 1s as well as an Au 4f7/2 static charge reference // Surface and interface analysis. - 1992. - 18. - C. 59-64.

144. Himpsel, F.J. [h gp.] Microscopic structure of the SiO2/Si interface // Physical review B. - 1988. - 38. - C. 6084.

145. Onneby, C. [h gp.] Silicon oxycarbide formation on SiC surfaces and at the SiC/SiO2 interface // Journal of vacuum science & technology A. - 1997. - 15. - C. 1597- 1602.

146. Lanfant, B. [h gp.] Effects of carbon and oxygen on the spark plasma sintering additive-free densification and on the mechanical properties of nanostructured SiC ceramics // Journal of the European ceramic society. - 2015. -35. - C. 3369-3379.

-5

147. Fujimoto, A. [h gp.] Origins of sp C peaks in C1s X-ray photoelectron spectra of carbon materials // Analytical Chemistry. - 2016. - 88. - C. 6110-6114.

148. Mezzi, A. [h gp.] Surface investigation of carbon films: from diamond to graphite // Surface and interface analysis. - 2010. - 42. - C. 1082-1084.

149. Fedoseeva, Yu.V. [h gp.] Effect of substrate temperature on the structure of amorphous oxygenated hydrocarbon films grown with a pulsed supersonic methane plasma flow // Applied surface science. - 2016. - 385. - C. 464-471.

150. Hammer, P. [h gp.] Carbon nanotube-reinforced siloxane-PMMA hybrid coatings with high corrosion resistance // Progress in Organic Coatings. - 2013. -76. - C. 601-608.

151. Nekrashevich, S.S. [h gp.] Electronic structure of silicon dioxide (a review) // Physics of the Solid State. - 2014. - 56. - C. 207-222.

152. Khyzhun, O.Yu. [h gp.] Comparison of the O Ki X-ray emission bands in micro- and mesoporous silica materials and in a-quartz // Journal of Chemical Physics. - 2008. - 129. - C. 084711-084719.

153. Zatsepin, D. A. [и др.] XPS analysis and valence band structure of a low-dimensional SiO2/Si system after Si+ ion implantation // Physica Status Solidi (a). -2011. - 208. - C. 1658-1661.

154. Weigel, C. [и др.] High-resolution Al L23-edge X-ray absorption near edge structure spectra of Al-containing crystals and glasses: coordination number and bonding information from edge components // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2008. - 20. - С. 135219-135227.

155. Rafferty, B. [и др.] Direct and indirect transitions in the region of the band gap using electron-energy-loss spectroscopy // Physical Review B. - 1998. - 58. -C. 10326.

156. Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy: настольная книга по фотоэлектронной спектроскопии / C. D. Wagner [и др.]. - Eden Prairie.: Physical Electronics Division, Perkin-Elmer Corporation, 1979. - 261 с.

157. Pavlychev, A.A. [и др.] Regularities in electronic structure of exited X-ray states in solid-state octahedral clusters isoelectronic molecules SF6 // Physics of Solid State. - 1981. - 23. C. 3564.

158. Filatova, E.O. [и др.] Fine structure of 2p absorption spectra of silicon compounds // Physics of Solid State. - 1985. - 27. - C. 997.

159. Dehmer, J.L. Evidence of effective potential barriers in the X-ray absorption spectra of molecules // Journal of Chemical Physics. - 1972. - 56. - С. 4496-4504.

160. Bokhoven, J.A. [и др.] Interpretation of the Al K- and LIMII-edges of aluminium oxides: differences between tetrahedral and octahedral Al explained by different local symmetries // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2001. - 13. -С. 10247-10260.

161. Perevalov, T.V. [и др.] Electronic structure of aluminum oxide: ab initio simulations of a and у phases and comparison with experiment for amorphous films // The European Physical Journal of Applied Physics. - 2010. - 52. - C. 30501-30508.

162. Newnham, R.E. [и др.] Refinement of the Al2O3, Ti2O3, V2O3 and Cr2O3 structures // Zeitschrift fur Kristallographie. - 1962. - 117. - С. 235-237.

163. Cotton, F.A. Chemical Applications of Group Theory: монография. - New York.: Interscience, 1964. - 480 с.

164. Hansen, P.L. [и др.] p ^ p-like transitions at the silicon L23-edges of silicates // Microscopy Microanalysis Microstructures. - 1992. - 3. - С. 213-219.

165. Hansen, P.L. [и др.] EELS fingerprint of Al-coordination in silicates // Microscopy Microanalysis Microstructures. - 1994. - 5. - С. 173-182.

166. Перевалов, Т.В. [и др.] Применение и электронная структура диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью // Успехи Физических Наук. - 2010. - 180. - 587-603.

167. Xu, Y.-N. [и др.] Self-consistent band structures, charge distributions, and optical-absorption spectra in MgO, alpha-Al2O3, and MgAl2O4 // Physical Review

B. - 1991. - 43. - C. 4461.

168. Snijder, P.C. [и др.] Structure of thin aluminium-oxide films determined from valence band spectra measured using XPS // Surface Science. -2002. - 496. -

C. 97-109.

169. Rider, A.N. [и др.] Low-power r.f. plasma oxidation of aluminum // Surface and Interface Analysis. - 2001. - 31. - С. 302-312.

170. Thomas, S. [и др.] Valence band spectra of aluminum oxides, hydroxides, and oxyhydroxides interpreted by Xa calculations // Analytical Chemistry. - 1992.

- 64. - С. 2480-2495.

171. Park, J. K. [и др.] Mechanism of date retention improvement by high temperature annealing of Al2O3 blocking layer in flash memory device // Japanese Journal of Applied Physics. - 2011. - 50. - 04DD07.

172. Tanner, C.M. [и др.] Engineering epitaxial gamma-Al2O3 gate dielectric films on 4H-SiC // Journal of Applied Physics. -2007. -102. -C. 104112-104117.

173. Correa, S.A. [и др.] Enhancement in interface robustness regarding thermal oxidation in nanostructured Al2O3 deposited on 4H-SiC // Applied Physics Letters.

- 2009. - 95. - С. 051916-051918.

174. Filatova, E.O. [и др.] Metallization-induced oxygen deficiency of yAl2O3 layers // Journal of Physical Chemistry C. - 2016. - 120. - C. 8979-8985.

175. Filatova, E.O. [и др.] Interpretation of the changing the band gap of Al2O3 depending on its crystalline form: connection with different local symmetries // Journal of Physical Chemistry C. - 2015. - 119. - C. 20755-20761.

176. Конашук, А.С. [и др.] Изучение влияния пористой подложки SiO2 на свойства пленок Al2O3 с помощью рентгеновской рефлектометрии // Письма в ЖТФ. - 2012. - 38. - С. 24-29.

177. Filatova, E.O. [и др.] X-ray spectroscopic study of SrTiOx films with different interlayers // Journal of Applied Physics. - 2013. - 113. - C. 224301224308.

178. Muller, D.A. [и др.] Atomic-scale imaging of nanoengineered oxygen vacancy profiles in SrTiO3 // Nature. - 2004. - 430. - С. 657-661.

179. Ballhausen, C.J. Introduction to Ligand Field Theory: монография / C. J. Ballhausen. - New York: McGraw-Hill, 1962. - 298 c.

180. Figgis, B.N. Introduction to Ligand Fields: монография / B. N. Figgis. -New York: Wiley, 1966. - 351 c.

181. Soriano, L. [и др.] The interaction of N with Ti and the oxidation of TiN studied by soft X-ray absorption spectroscopy // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. - 1993. - 62. - C. 197-206.

182. Esaka, F. [и др.] Comparison of surface oxidation of titanium nitride and chromium nitride films studied by X-ray absorption and photoelectron spectroscopy // Journal of Vacuum Science & Technology A. - 1997. - 15. - C. 2521-2528.

183. Soriano, L. [и др.] Thermal oxidation of TiN studied by means of soft X-ray absorption spectroscopy // Journal of Vacuum Science & Technology A. -1993. - 11. - C. 47-51.

184. Klimczyk, P. [и др.] Cubic boron nitride—Ti/TiN composites: hardness and phase equilibrium as function of temperature // Journal of Alloys and Compounds. - 2004. - 382. - C. 195-205.

185. Fano, U. [и др.] Spectral distribution of atomic oscillator strength // Reviews of Modern Physics. - 1968. - 40. - C. 441-507.

186. Гребенников, В.И. [и др.] Влияние атомных магнитных моментов на относительную интенсивность Lbeta и Laipha компонентов рентгеновских эмиссионных спектров оксидов 3d-переходных элементов // Физика Твердого Тела. - 2003. - №6 - С. 1002-1009.

187. Fink, J. [и др.] 2p absorption spectra of the 3d elements // Physical Review B. - 1985. - 32. - C. 4899.

188. de Groot, F.M.F. [и др.] L2,3 X-ray-absorption edges of d0 compounds: K+, Ca2+, Sc3+, and Ti4+ in Oh (octahedral) symmetry // Physical Review B. - 1990. - 41. - C. 928.

189. Stoyanov, E. [и др.] The effect of valence state and site geometry on Ti L32 and O K electron energy-loss spectra of TixOy phases // American Mineralogist. -2007. - 92. - C. 577-□ 586.

190. Rath, S. [и др.] Angle dependence of the O K edge absorption spectra of TiO2 thin films with preferential texture // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. - 2003. - 200. - C. 248-254.

191. Mastelaro, V.R. [и др.] Electronic structure of Pb1-xLaxTiO3 ferroelectric materials from Ti 2p and O 1s soft X-ray absorption spectroscopy // Journal of Applied Physics. - 2006. - 99. - С. 044104-044107.

192. Sugano, S. Multiplets of transition-metal ions in crystals: монография / S. Sugano, Y. Tanabe, H. Kamimura. - New York: Academic press, 1970. - 331 c.

193. Берсукер, И.Б. Электронное строение и свойства координационных соединений: монография / И.Б. Берсукер. - Л.: Химия, 1976. - 352 с.

194. Sahoo, M. [и др.] Nitrogen location and Ti-O bond distances in pristine and N-doped TiO2 anatase thin films by X-ray absorption studies // Journal of Physical Chemistry C. - 2015. - 119. - C. 17640-17647.

195. Yu, S. [и др.] Phase stability, chemical bonding and mechanical properties of titanium nitrides: a first-principles study // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2015. - 17. - C. 11763-11769.

196. Milosev, I. [и др.] Electrochemical and thermal oxidation of TiN coatings studied by XPS // Surface and Interface Analysis. - 1995. - 23. - C. 529539.

197. Saha, N.C. [и др.] Titanium nitride oxidation chemistry: an X-ray photoelectron spectroscopy study // Journal of Applied pPhysics. - 1992. - 72. - С. 3072-3079.

198. Porte, L. [и др.] Vacancy effects in the X-ray photoelectron spectra of TiNx // Physical Review B. - 1983. - 28. - C. 3214.

199. Glaser, A. [и др.] Oxidation of vanadium nitride and titanium nitride coatings // Surface Science. - 2007. - 601. - C. 1153-1159.

200. Bertoti, I. [и др.] Surface characterisation of plasma-nitrided titanium: an XPS study // Applied Surface Science. - 1995. - 84. - С. 357-371.

201. Bruninx, E. [и др.] X-ray photoelectron spectroscopy of hafnium nitride // Journal of Materials Science. - 1986. - 21. - С. 541-546.

202. Pulsipher, D.J.V. [и др.] Controlled nitrogen doping and film colorimetrics in porous TiO2 materials using plasma processing // ACS Applied Materials and Interfaces. - 2010. - 2. - C. 1743-1753.

203. Tougaard, S. Universality classes of inelastic electron scattering cross-sections // Surface and Interface Analysis. - 1997. - 25. - C. 137-154.

204. Jaeger, D. [h gp.] Complete and self-consistent evaluation of XPS spectra of TiN // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. -2012. - 185. C. 523-534.

205. Wallbank, B. [h gp.] 2p and 2s shake-up satellites in solid compounds of 3d ions // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. - 1974. - 5. - C. 259-266.

206. Filatova, E.O. [h gp.] Soft X-ray reflectometry, hard X-ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscopy investigations of the internal structure of TiO2(Ti)/SiO2/Si stacks // Science and Technology of Advanced Materials. - 2012. - 13. - C. 015001-015012.

207. Filatova, E.O., Kozhevnikov, I. V. & Sokolov, A. A. Characterization of high-k dielectrics internal structure by X-ray spectroscopy and reflectometry new approaches to inter layer identification and analysis, in: Gang, H., Zhaoqi, S. High-k Gate Dielectrics for CMOS Technology (Wiley-VCH Verlag, 2012).

208. Trzhaskovskaya, M.B. [h gp.] Photoelectron angular distribution parameters for elements Z = 1 to Z = 54 in the photoelectron energy range 1005000 eV // Atomic Data and Nuclear Data Tables. - 2001. - 77. - C. 97-159.