Наноразмерные структуры Si/SiO2 и сенсоры на их основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, доктор физико-математических наук Наумова, Ольга Викторовна

• Наумова, Ольга Викторовна
• доктор физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Наумова, Ольга Викторовна

Введение

1 Закономерности формирования дефектов в слоях кремния структур 25 Бм/вЮг, полученных методом водородно-индуцированного переноса на окисленную подложку

1.1 Особенности формирования структур 81/8102 и дефектов в них

1.2 Особенности определения электрических параметров наноразмерных 37 структур кремний на изоляторе

1.3. Структурные дефекты в нанослоях кремния на изоляторе (НР- дефекты)

1.4 Подвижность носителей заряда в субмикронных слоях 81 вблизи границы 64 бондинга структур 81/8Юг

1.5 Механизмы рассеяния электронов и заряд в диэлектрике в 77 наноразмерных структурах 81/8Юг

1.6 Пост-имплантационные дефекты в слоях кремний на изоляторе, эффекты плавающего потенциала в КНИ-транзисторах

Выводы к Главе

2 Свойства диэлектриков в структурах Б^БЮг и их модификация при 114 ионной имплантации

2.1 Закономерности накопления дефектов в структурах 81/8Юг, полученных 116 методом водородно-индуцированного переноса и бондинга

2.2 Дефекты в нитрированных нанометровых слоях ЭЮг 139 Выводы к Главе

3 Структуры Si/Si(>2 с открытой поверхностью

3.1 Виды загрязнений поверхности Si и их источники

3.2 Механизмы химической очистки и пассивации поверхности Si

3.3 Зарядовые состояния структур Si/Si02 с открытой поверхностью 175 Выводы к Главе

4 КНИ-НПТ как основа электронных биохимических детекторов

4.1 Биохимические сенсоры - целевое назначение и принцип действия

4.2 Методы изготовления биосенсоров на основе нанопроволок

4.3 КНИ-НПТ как прототип электронных детекторов

4.3.1 Особенности используемого метода изготовления КНИ-НПТ в качестве 223 сенсоров

4.3.2 КНИ-нанопроволочные транзисторы

4.3.3 Свойства КНИ-НПТ как биохимических сенсоров

4.4 Детектируемый заряд и оптимизация отклика биохимических сенсоров 258 на основе КНИ-транзисторов

4.4.1 Зависимость минимального детектируемого КНИ-сенсором заряда от 264 параметров систем КНИ-сенсор/электролит

4.4.2 Алгоритм выбора режима работы КНИ-НП транзистора с максимальным 271 откликом к адсорбируемому на поверхность заряду

Выводы к Главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Наноразмерные структуры Si/SiO2 и сенсоры на их основе»

Процесс масштабирования элементов ИС, являющейся основой получения высокопроизводительных СБИС, стимулировал в последнее два десятилетия интенсивные разработки новых материалов и поиск новых конструктивно-технологических решений [1], в результате чего конструктивной основой современных электронных приборов становятся нанопроволочные элементы [2, 3], а одним из базовых материалов, альтернативой объемному кремнию - структуры кремний на изоляторе (КНИ) [4].

Переход от объемного кремния к структурам КНИ позволяет решить ключевые проблемы масштабирования - подавление короткоканальных эффектов и контролируемого управления носителями заряда в основных элементах СБИС - МОП-транзисторах. Достигается это за счет: 1) конструктивных параметров слоев КНИ (введения скрытого диэлектрика и уменьшения толщины рабочего слоя 81, рис.1) [5] и 2) возможности изготовления альтернативных планарным многозатворных (2-4 затворных) конструкций МОП-транзисторов, в которых канал индуцируется (и контролируется) не только со стороны планара, но и с двух-четырех сторон полоски или нанопроволоки (НП) кремния на изоляторе, рис.2 [6].

Поэтому в конце 90-х - начале 2000-х гг. нанопроволочные структуры становятся объектом фундаментальных исследований в области наноэлектроники. Цели исследований -создание новых приборов наноэлектроники и методов их массового изготовления. Применение пластин КНИ, изначально предназначенных для изготовления радиационно-стойких приборов, становится стандартным в инженерии архитектуры приборов, в том числе, для высокоскоростных микропроцессоров [2, 4].

В то же время, в начале 2000-х годов после расшифровки генома человека стала интенсивно развиваться наука о белках - протеомика. Задачи протеомики по составлению каталога и идентификации (определению структуры и функций) порядка пяти миллионов

Рис. 1. Модель разделения зарядов для случая короткоканального МОПТ на объемном кремнии [7] - (а) и в слое КНИ [8] - (б). Заряд в заштрихованных областях контролируется истоком и стоком. С уменьшением длины канала транзистора доля AQf возрастает, доля заряда Qь, контролируемого планарным затвором, уменьшается. Переход от объемного кремния к слоям КНИ с толщиной позволяет сократить /10/без повышения уровня легирования слоя 81.

Рис. 2. Схематичное представление: одно- (1), двух- (2), трех-(З), четырех- (4) и пи-(5) затворных КНИ МОП-транзисторов [6]. белков, закодированных в геноме, задачи современной медицинской диагностики по проведению высокочувствительного комплексного экспресс-анализа белков по капле биожидкости, регистрации низкокопийных белков [9, 10], а также задачи безопасности и мониторинга окружающей среды - обнаружение взрывоопасных веществ [11], патогенных бактерий, вирусов, токсинов в воздухе, воде и пище (см. обзор [12]), потребовали создания высокочувствительных, высокопроизводительных диагностических устройств нового типа. Основные требования к таким устройствам - считывание сигнала с массива высокочувствительных сенсорных элементов, в режиме реального времени и без искажения свойств целевого объекта (без меток). Это стимулировало интенсивный поиск и развитие нанотехнологий в изготовлении сенсорных элементов. Одним из таких элементов являются нанопроволочные сенсоры с электрическим способом передачи сигнала, удовлетворяющие совокупности всех вышеперечисленных требований (см. обзор [13]). Таким образом, разработка методов изготовления НП сенсоров становится актуальной научной и стратегически важной задачей, связанной со здоровьем и безопасностью населения, которая поддерживается в ряде стран (США, Англия, Китай) на уровне правительственных грантов.

Основным преимуществом НП сенсоров на основе структур КНИ (по сравнению с НП сенсорами из других материалов и отдельно выращенных цилиндрических НП), является совместимость методов их изготовления со стандартной КМОП-технологией. Это превращает КНИ-НП сенсор в универсальную платформу для широкомасштабного производства портативных высокочувствительных диагностических систем - электронных биохимических детекторов, доступных для индивидуального применения. Использование подложки структур КНИ в качестве затвора, превращает КНИ-НП сенсор в двухзатворный транзистор с управляемой проводимостью и управляемым режимом работы [14, 15]. Однако наличие скрытого окисла структур КНИ определяет не только преимущества, но и ряд проблем для наноразмерных структур 81/8102 и приборов на их основе.

Скрытый окисел структур КНИ может быть барьером для диффузии дефектов в подложку, соответственно, приводить к изменению кинетики накопления и отжига дефектов в отсеченных слоях Si [16, 17]. Дефекты, накапливаемые в наноразмерных слоях Si, являются причиной деградации параметров структур - уменьшения подвижности носителей заряда, увеличения заряда в слое SÍO2. Сопоставимость размеров структурных дефектов с толщиной нанометрового слоя Si ведет к нарушению целостности слоя КНИ при последующих химических обработках, проблемам утечек на подложку при введении легирующей примеси и др.

Близость двух границ раздела SÍ/SÍO2 (Si с окислом на поверхности и скрытым слоем SÍO2) в наноразмерных структурах КНИ означает, что одна из границ раздела может работать в качестве более эффективного геттера для вводимых дефектов. Поэтому исследование закономерностей накопления дефектов и разработка методов их устранения являлись актуальными задачами по управлению примесно-дефектным составом в нанослоях КНИ.

Нанометровые толщины Si резко ограничивают возможности методов для диагностики таких структур. Взаимосвязь потенциалов (взаимовлияние) противоположных границ раздела нанослоя Si при неконтролируемом состоянии на поверхности Si приводит к некорректному определению параметров структур. Поэтому разработка методов по определению и управлению зарядовым состоянием поверхности наноразмерных структур SÍ/SÍO2 являлась актуальной и важной методической (диагностической) задачей.

Уменьшение толщины слоя кремния увеличивает аспектное соотношение поверхность/объем. Соответственно, возникают требования не только структурного совершенства нанослоев Si, но и низкой плотности дефектов в системах SÍ/SÍO2 (Si со слоем SÍO2 на поверхности и нижележащим скрытым диэлектриком структур КНИ). Чтобы иметь низкую плотность дефектов (стабильность параметров) для системы отсеченный слой Si/скрытый слой SÍO2 в данной работе использовались структуры SÍ/SÍO2, полученные методом водородно-индуцированного переноса слоя Si на окисленную подложку. Метод, названный DeleCut (ion irradiated Deleted oxide Cut), был разработан в ИФП СО РАН в начале

2000-х гг. [18].

В структурах КНИ-DeleCut в качестве скрытого диэлектрика используется термически выращенный слой SiC>2, который не подвергается ионной имплантации в процессе изготовления структур КНИ (в отличие от получивших коммерческое распространение структур КНИ Smart-Cut [19] или КНИ-SIMOX (Silicon Implanted by Oxygen) [20]). Граница между отсеченным слоем кремния и скрытым окислом в структурах КНИ-DeleCut формируется соединением (бондингом) слоев Si и Si02 [18].

Таким образом, в качестве основного объекта исследований, мы имели структуры Si/Si02, отличающиеся по методу изготовления (соответственно, и свойствам) от исследуемых на протяжении 50-60 лет структур Si/Si02, в которых граница раздела создается термическим окислением кремния, или от структур КНИ, сформированных другими методами. Поэтому данная работа началась в 2001 г. с исследования свойств отсеченных слоев Si и скрытого диэлектрика структур КНИ-DeleCut [21, 22].

Исследования закономерностей накопления дефектов в структурах Si/Si02, полученных методом водородно-индуцированного переноса Si и бондинга с окисленной подложкой Si, поиск методов устранения дефектов в наноразмерных структурах КНИ являлись не только необходимым условием для формирования структур со стабильной границей раздела Si/Si02, но и актуальной задачей получения системы знаний о свойствах и эволюции гетерофазных систем в физике конденсированного состояния для новой системы Si/Si02. Кроме того, проводимые исследования являлись перспективной задачей для трехмерной интеграции, поскольку при формировании многослойных структур (Si/Si02)n методом многократного водородно-индуцированного переноса и бондинга одна из границ раздела слоя Si всегда будет сформирована бондингом, другая - термическим окислением.

В кремниевой технологии с целью уменьшения механических напряжений и плотности состояний на границе раздела Si/Si02, формирования диффузионного барьера для различных примесей (бора, фосфора, водорода) используется введение азота в системы Si/Si02 [7, 23].

Поэтому для формирования диэлектрика на поверхности с повышенной стойкостью к стрессовым воздействиям (низкой плотностью ловушек носителей заряда), и в качестве перспективного способа создания защитного покрытия для нанопроволочых структур в ИФП СО РАН проводились работы по разработке метода нитрирования систем Б^БЮг с нанометровыми слоями диэлектрика. Поскольку нанометровые слои 8102 в приборных структурах подвергаются стрессовым электрическим воздействиям, то основным открытым вопросом для таких систем был вопрос об энергетическом спектре центров, ответственных за ток утечки через нанометровые слои диэлектрика.

Основной проблемой при изготовлении наноразмерных приборов на основе слоев КНИ является проблема формирования нанометрового изображения в маске и его "бездефектном" переносе на нанослои 81. Работы по наноструктурированию слоев КНИ (с использованием электронной литографии и реактивно-ионного травления) в ИФП СО РАН были начаты в 2001-2002 гг. [24].

Условие совместимости метода изготовления НП-структур со стандартными операциями кремниевой технологии выдвигало следующие требования - в идеале метод формирования КНИ-НП должен быть процессом: 1) низкотемпературным, 2) "бездефектным", исключающим деградацию подвижности носителей заряда в НП на слоях 8Юг, и 3) селективным, исключающим повреждение слоя 8Юг. Разработка низкотемпературного "бездефектного" метода формирования КНИ-НП была начата в ИФП СО РАН в 2007 г. в рамках проекта ФЦНТП [25]. Первые журнальные публикации по изготовлению КНИ-НП транзисторов на основе разработанного метода формирования КНИ-НП элементов и тестированию их в качестве биохимических сенсоров вышли в 2009-2010 гг. [15, 26]. Это первые полученные в России результаты по НП сенсорам с чувствительностью на уровне 10"14-10"15 М к молекулам белка и ионов хлора при тестировании в режиме реального времени.

В табл. 1 суммирован ряд проблем и вопросов, существовавших до начала и решенных

Таблица!. Основные проблемы и вопросы, решаемые в данной работе.

Проблемы

Вопросы Наноразмерные структуры БЬ^Юг 1

1.1 увеличение плотности структурных место формирования (граница сращивания или дефектов при термо-окислительных граница отсеченного слоя 81 с жертвенным слоем

Б Юг на поверхности 81), природа и методы операциях слоев

81 на

8Ю2 сопоставимость размера структурных управления концентрацией дефектов в отсеченном дефектов с толщиной нанослоя 81

1.2 деградация подвижности носителей заряда с уменьшением толщины слоя 81

1.3 увеличение плотности заряда в скрытом слое 8 Юг при переходе к наноразмерным слоям КНИ, нестабильность параметров наноразмерных структур 81/8Ю2, слое 81 вклад различных механизмов рассеяния, причины -дополнительное рассеяние на внешней поверхности нанослоя 81 / механические напряжения/накопление структурно-примесных дефектов реальная перестройка примесно-дефектной структуры систем 81/8Ю2 или проблемы определения параметров наноразмерных структур; плотность дефектов/прекурсоров дефектов в слоях 8Ю2, вклад дефектов ионного легирования, центры, ответственные за ток утечки через нанослои 8Ю2

2 Определение параметров наноразмерных структур Э^Ог

Ограничение слоя 81 по толщине, управление состоянием поверхности и его взаимосвязь потенциалов границ стабилизация, методы подготовки поверхности, 81/8Ю2: неконтролируемое состояние обеспечивающие основные состояния - обогащения, поверхности 81, паразитное обеднения и инверсии, метод формирования сопротивление контактов контактов

3 Метод формирования КНИ-нанопроволок (наностуктурнрованне слоев КНИ) введение дефектов в наноразмерные низкотемпературный "бездефектный" метод структуры 81/8Ю2 (деградация формирования НП совместимый с КМОП-подвижности носителей заряда, технологией разрушение слоя 8Ю2)

КНИ-НП сенсоры (разработка прототипа электронных биохимических детекторов)

4.1 конструктивно-технологических параметры КНИ-НП сенсоров

4.2 неконтролируемое состояние/подготовка поверхности чипа с КНИ-НП перед тестированием

4.3 режим работы КНИ-НП сенсоров основные параметры системы КНИ-транзистор/электролит, обеспечивающие максимальный отклик к тестируемым частицам; предельная чувствительность КНИ-НП сенсора методы очистки и стабилизации поверхности 8ьНП сенсоров на чипе, исключающие повреждение элементов транзисторов (81, 8Ю2, Ме) метод (алгоритм) выбора рабочей точки КНИ-НП транзистора, обеспечивающий максимальный отклик при последующей адсорбции частиц на НП в ходе выполнения данной работы.

Целью данной работы являлось установление основных закономерностей формирования дефектов в наноразмерных структурах 81/8102, разработка подходов, позволяющих уменьшить их плотность, и разработка методов создания нанопроволочных приборных структур (на примере КНИ-нанопроволочных сенсоров) на их основе. Для этого были поставлены и решены следующие задачи:

1. установление основных закономерностей накопления дефектов в наноразмерных структурах 81/8102, полученных методом водородно-индуцированного переноса 81 и бондингом с окисленной подложкой 81, которые включали:

• определение плотности структурных дефектов и их зависимостей от толщины слоев КНИ при различных способах утончения и типа исходного материала кремния (определение места формирования, природы доминирующих НР-дефектов и методов управления их концентрацией); определение подвижности носителей заряда и вклада различных механизмов их рассеяния в 10-400 нм слоях КНИ в сравнении с системами 81/8Ю2 с границами раздела, сформированными термическим окислением кремния;

• установление закономерностей накопления дефектов в слоях 8 Юг структур КНИ при радиационных и электрических воздействиях;

2. определение энергетического спектра центров, ответственных за стресс-индуцированные токи утечки через нитрированные нанометровые слои БЮг;

3. управление зарядовым состоянием поверхности наноразмерных структур 81/8Юг и его стабилизация;

4. разработка метода формирования НП структур на основе слоев КНИ;

5. разработка прототипа электронных детекторов, включающая выбор методов изготовления, конструктивно-технологических параметров и режима работы КНИнанопроволочных транзисторов, как биохимических сенсоров.

Объекты и методы исследования.

Объектами исследований являлись:

• структуры 81/8102 с субмикронными слоями полученные методом водородно-индуцированного переноса 81 и сращивания (бондинга) с окисленной подложкой;

• наноразмерные структуры 81/8102, полученные методом последовательного цикла операций термического окисления и удаления жертвенного окисла с поверхности слоев КНИ;

• нанопроволочные структуры на основе слоев 81/8102',

• нанопроволочные структуры, полученные методом МЛЭ (для сравнения);

• структуры 81/8Ю2 с нанометровыми слоями 8Юг, нитрированными в процессе термического окисления в закиси азота.

В ходе работы использованы следующие методы: для определения электрических параметров структур 81/8Ю2 - метод статических характеристик МОП-транзисторов, метод порогового напряжения транзистора, температурные и временные зависимости тока, метод определения заряда, накопленного перед пробоем диэлектрика, метод вольт-фарадных характеристик, а также сканирующая эллипсометрия для определения толщины слоев КНИ, оптическая и электронная микроскопия для выявления структурных (НР-) дефектов, ИК-спектроскопия для определения групп связей после обработок поверхности кремния. В работе использовались 5 типов КНИ-транзисторов:

• классические п- и р-канальные КНИ-МОП транзисторы;

• точечно-контактные транзисторы (ТКТ);

• транзисторы с омическими контактами или барьерами Шоттки на концах (в областях стока - истока) и свободной поверхностью;

• транзисторы с омическими контактами на концах (в областях стока - истока) и фронтальным затвором;

• КНИ-нанопроволочные транзисторы со свободной поверхностью.

Во всех типах транзисторов подложка использовалась в качестве управляющего электрода (независимого затвора), скрытый окисел структур КНИ - в качестве подзатворного диэлектрика. Вольт-фарадные характеристики структур с окислом на поверхности проводились с использованием Н§-зонда.

Научная новизна работы. На основе проведенных в работе исследований формируется новая система знаний о свойствах и эволюции гетерофазных наноразмерных систем в физике конденсированного состояния. Научная новизна конкретных результатов состоит в следующем:

1. Установлено, что в широком диапазоне толщины слоев КНИ (20-400 нм) значения подвижности и механизмы рассеяния носителей заряда вблизи границы раздела, полученной бондингом, соответствуют подвижности и механизмам рассеяния носителей заряда вблизи границ раздела Б^ЭЮг, сформированных термическим окислением Б!. Резкая деградация подвижности носителей заряда при уменьшении толщины слоев КНИ с 20 нм до 9 нм связана с увеличением концентрации дефектов в нанослоях КНИ в процессе термоокислительных операций и определяется структурно-примесным составом исходного материала кремния.

2. Установлено, что стабильность не подвергавшихся ионному облучению структур КНИ к радиационным и электрическим воздействиям определяется низкой плотностью дефектов (структурой слоев БЮг) вблизи границы бондинга со слоем Бь Не более 10% из общего числа дефектов в слоях БЮг вблизи границы бондинга работают как ловушки для свободных носителей заряда. Генерация новых ловушек из электрически неактивных дефектов (прекурсоров), является лимитирующей стадией в накоплении заряда в слоях БЮг при ионизирующем облучении (в отличие от термически сформированных систем БУЗЮг, где доминирует заполнение уже существующих ловушек в слоях БЮг).

3. Предложены методы подготовки поверхности кремния, позволяющие контролируемо создавать три основных состояния (инверсии, обеднения и обогащения) со стороны поверхности, необходимые для изучения свойств нанослоев Б! и приборов на их основе. Определен эффективный заряд на поверхности слоев КНИ и его стабильность во времени после различных способов подготовки поверхности, включающих обработки в метаноле, йодистом метаноле, хингидроне, нанесение нитрированных покрытий, пассивированных в водороде естественных слоев БЮг.

4. Показано, что проводимость нитрированных 5-6 нм слоев БЮг после пробоя диэлектрика определяется механизмами Пула-Френкеля и туннелирования по ловушкам. Установлено, что центры, ответственные за стресс - индуцированные токи утечки через слои БЮг имеют глубокое (при Т=300 К) энергетическое положение относительно зоны проводимости 8Ю2 - (0.53±0.04 эВ, 0.73±0.04 эВ, 0.95±0.5 эВ и 2.67±0.4 эВ).

5. Показано, что распределение концентрации электрически активных центров, влияющих на проводимость НП, выращенных методом МЛЭ, неоднородно по длине нанопроволок. Определена область локализации центров по длине НП.

6. Разработан метод формирования НП на слоях КНИ, который основан на переносе литографически определенного в маске изображения на нанослои при использовании низкотемпературного, селективного сухого травления в ХеБг или плазмохимического травления в смеси 8Рб:СРС1з при смещениях, исключающих генерацию радиационных нарушений.

На основе исследований перечисленных выше проблем сформулированы основные положения, представляемые к защите.

1. Структуры 81/8102, полученные методом водородно-индуцированного переноса 81 и бондинга с окисленной подложкой, не подвергавшиеся ионному облучению, обеспечивают высокую стабильность параметров систем 81/8Ю2 (низкую плотность дефектов) для наноразмерных приборов на их основе, благодаря следующим факторам:

• около 90% дефектов в слое БЮг вблизи границы с рабочим слоем являются электрически неактивными, плотность ловушек носителей заряда не превышает 10й см" , что определяется структурой слоя Б Юг вблизи границы бондинга;

• свойства слоя Б!, прилежащего к слою 8102, соответствуют свойствам объемного кремния.

2. Предложен и реализован низкотемпературный метод формирования 81 нанопроволочных структур на слоях 8Юг, который позволяет реализовать КНИ-НП транзисторы с чувствительностью к белкам на уровне 10"15 моль/литр при использовании их в качестве биохимических сенсоров. Метод совместим со стандартной КМОП-технологией.

3. КНИ - транзисторы на обедняемых слоях 81 со свободной поверхностью (без фронтального затвора) являются одновременно и объектом, и инструментом исследований, который позволяет разрабатывать новые методы подготовки поверхности кремния для управления и оптимизации зарядовым состоянием поверхности: обработка в хингидрон/метаноле, пассивация в НБ и метаноле, нанесение нитрированных в N02 нанослоев 8Юг позволяют получать три основных состояния -инверсии, обеднения и обогащения, соответственно, на поверхности п-81.

Практическая значимость работы заключается в следующем.

1. Разработан метод формирования НП транзисторов на слоях 81 на изоляторе, который:

• совместим со стандартными технологическими операциями КМОП-технологии,

• является низкотемпературным процессом, что позволяет формировать НП элементы на любой стадии технологического процесса и легко интегрировать их в любые ИС.

Подтвержденная измерениями чувствительность КНИ-НП транзисторов в качестве сенсорных элементов к молекулам белка находится на уровне лучших мировых достижений в этой области. Поэтому данная работа может служить в качестве базовой для разработки промышленной технологии отечественных электронных детекторов для задач высокочувствительной медицинской экспресс-диагностики, исследований в области протеомики, задач безопасности и мониторинга окружающей среды.

2. Предложен алгоритм выбора режима работы КНИ-нанопроволочных транзисторов, позволяющий достигать максимальный отклик сенсорного элемента при взаимодействии с исследуемыми частицами.

3. Установлены коэффициенты пропорциональности зависимостей накопления эффективного заряда и плотности состояний на границе раздела З^БЮг от дозы ионизирующего у-облучения в диапазоне 105-107 рад в нелегированных и ионно-легированных бором или фосфором структурах КНИ. Полученные коэффициенты могут быть использованы для оптимизации конструктивно-технологических параметров и прогнозирования радиационной стойкости приборов на основе структур КНИ.

4. Результаты исследований свойств структур 81/8102 позволили определить условия, при которых достигается низкая плотность дефектов в наноразмерных системах. Полученные результаты необходимы для изготовления нано-приборов со стабильными границами 81/диэлектрик.

5. Низкая плотность электрически-активных центров в структурах кремний на изоляторе показывает перспективность используемого метода формирования наноразмерных систем Б^Юг для 3-х мерной интеграции - формирования многослойных п(81/8Ю2) структур и приборов на их основе.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих международных и российских конференциях: Международная конференция по поверхности, покрытиям и наноструктурированным материалам (Мапозта1:-2012, Прага 2012), Международная конференция «Постгеномные технологии для биомедицины» (РТВ2012, Новосибирск 2012), Международном конгрессе "Нанонаука и нанотехнология" (Ыапо-8&Т, Китай 2011), Международное совещание по разработкам материалов, процессов и применениям новых технологий (Португалия 2010); Международная конференция по наноструктурным материалам (Киев 2010); "Международные конференции по структурам КНИ (Киев, NATO ARW 2010, 2004); Международное совещание электрохимического общества, ECS (Австрия 2009); Международная конференция по структурам КНИ (EuroSOI-2009, Göteborg, Sweden 2009); Международный форум по нанотехнологиям, (Rusnanotech II, Москва 2009); Международный симпозиум "Наноструктуры: физика и технология" (Минск 2009, Санкт-Петербург, 2006, 2004, 2003); Международная конференция по ионно-лучевой модификации материалов, IBM (Германия 2008); Международная конференция по микро- и наноэлектронике, нанотехнологиям и МЭМС (Греция 2007); Международная конференция по физике полупроводников (Австрия 2006); Международный симпозиум "КНИ технологии и приборы" (Канада 2005), Международная конференция "Микро- и наноэлектрника" (Москва-Звенигород 2003); Международный симпозиум NGCM (Nano and Giga Challenges in Microelectronics, Москва 2002); Всероссийская конференция по физическим и физико-химическим основам ионной имплантации (Новосибирск, 2012), Российская конференция "Кремний" (Санкт-Петербург 2012, Новосибирск 2009, Красноярск 2006, Москва 2003); Российская конференция по фундаментальным проблемам бионанотехнологий (Новосибирск 2009), Российская конференция по физике полупроводников (Новосибирск-Томск 2009, Екатеринбург 2007, Москва 2005, Новосибирск 2001); Всероссийская конференция "Физические и физико-химические основы ионной имплантации" (Казань 2008, Нижний Новгород 2004).

По материалам, изложенным в диссертации, опубликовано 23 работы в отечественных и зарубежных рецензируемых изданиях, в том числе 2 патента РФ, а также многочисленные тезисы в трудах конференций.

Диссертация построена следующим образом. В гл.1 анализируются особенности формирования систем SÍ/SÍO2, полученных методом водородно-индуцированного переноса и бондинга. Описываются особенности и ограничения методов электрической характеризации структур с нанометровыми слоями кремния. Описываются оригинальные результаты по исследованию основных закономерностей формирования дефектов в наноразмерных структурах 81/8Ю2 и разработке подходов, позволяющих уменьшить их плотность.

В гл.2 приводятся результаты исследований закономерностей накопления дефектов в слоях 810г структур КНИ, изготовленных методом водородно-индуцированного переноса 81 и бондинга с окисленной подложкой, и нанометровых нитрированных слоях БЮг после радиационных и электрических воздействий. Приводятся результаты исследования проводимости нитрированных нанометровых слоев 81/8Ю2 после электрических воздействий в режиме Фаулера-Нордгейма и пробоя диэлектрика.

В гл.З приводится анализ различных видов загрязнений поверхности пластин кремния после их хранения и механизмов химической очистки поверхности. Приводятся оригинальные экспериментальные результаты по определению зарядового состояния свободной (покрытой естественным окислом) поверхности наноразмерных структур Бъ^Юг после длительного хранения и различных видов химических обработок, стабилизирующих состояние поверхности.

В гл. 4 описывается назначение и принцип действия биохимических сенсоров. Анализируются методы изготовления НП, их преимущества и недостатки в качестве сенсорных элементов, преимущества разработанного метода изготовления КНИ-НП транзисторов, как универсальной платформы для электронных детекторов. Приводятся результаты исследований электрических свойств наноструктурированных слоев 8 ь/Б Юг (КНИ-нанопроволочных транзисторов). Приводятся результаты по определению основных параметров НП-сенсоров на основе структур КНИ, разработанных и изготовленных в ИФП СО РАН в качестве прототипа электронных биохимических детекторов. Приводятся результаты анализа по оптимизация конструктивно-технологических параметров системы КНИ-НП сенсор/электролит, алгоритм выбора рабочей точки КНИ-НП сенсоров, позволяющий достигать максимальную чувствительность сенсоров.

В приложении 1 приводятся результаты исследований проводимости НП, полученных методом МЛЭ (для сравнения дефектного состава с НП, сформированными наноструктурированием слоев КНИ).

В приложении 2 приводятся результаты анализа модельной системы КНИ-сенсор/электролит, позволившие получить соотношение между зарядом, адсорбированным на поверхности сенсорного элемента (КНИ-транзистора) и сдвигом его затворных характеристик.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Наумова, Ольга Викторовна

Выводы к главе 4

Результаты исследований показали следующее. • Разработанный метод формирования нанопроволочных структур на основе слоев КНИ с использованием электронной литографии, газового травления в XeF2 или плазмохимического травления в смеси CFéiCFCb при смещениях, исключающих

Рис. 4.36. Схематическое изображение алгоритма выбора рабочей точки (напряжения Уьё), обеспечивающий максимальный отклик сенсора к адсорбированному заряду при измерении временных зависимостей тока (проводимости) НП. w (M) et

L>

I Icr

80 90

Vbg (B)

Рис. 4.37. Зависимости отклика R от напряжения на Vbg для КНИ-НП сенсора, рассчитанные по исходной экспериментальной IdS-Vbg кривой с ее сдвигом по оси напряжений на 0.1S, 0.2S, S и 2S и по IdS-Vbg зависимостям после адсорбции молекул BSA. Вставка показывает IdS-Vbg зависимости до и после адсорбции молекул BSA. Cbsa концентрация молекул в растворе. генерацию радиационных нарушений, является низкотемпературным процессом и не приводит к деградации электрических параметров наноразмерных структур Si/SiCh:

• значения подвижности электронов не зависят от ширины проволок и составляют

2 11

400-200 см В" с" при условии обеднения со стороны поверхности;

• отношение сигнал/шум >10 при проводимости КНИ-НП транзисторов больше 30 нС.

• КНИ-нанопроволочные транзисторы при использовании их в качестве детекторов ионов хлора, тестовых молекул белка (бычьего сыворотночного альбумина (BSA), поверхностного антигена вируса гепатита В (HBsAg) и альфа-фетопротеина (AFP) обеспечивают:

• предел обнаружения 10"14-10"15 моль/литр,

• время отклика сенсора: 20 - 200 с (в зависимости от типа определяемых частиц),

• время установления равновесного состояния - 3-7 мин,

• отклик сенсора более 8% при отношении сигнал/шум - больше 10

• стабильность сигнала после установления равновесного состояния при изменении окружающей среды/исследуемого раствора.

• Для увеличения отклика (минимизации детектируемого заряда), следует обеспечить следующие конструктивно-технологические параметры системы КНИ-НПТ:

• толщина скрытого окисла структур КНИ - больше 100 нм;

• толщина окисла на поверхности структур КНИ - 2-10 нм;

• плотность состояний на границах раздела Si/SiCh - меньше 1012 см-2;

• концентрацию ионов в электролите, обеспечивающую длину экранирования больше

10 нм.

• Предложен алгоритм выбора рабочей точки КНИ-транзисторов, обеспечивающий максимальный отклик сенсора при последующей детекции аналита.

Заключение

Проведенные в диссертационной работе исследования позволяют сформулировать следующие основные результаты и выводы.

1. Установлены закономерности накопления структурных (НР-) дефектов, изменения подвижности носителей заряда в слоях КНИ и эффективного заряда в скрытом диэлектрике от толщины слоя Бь Анализ результатов позволяет заключить, что деградация параметров наноразмерных структур 81/8102 связана с перестройкой примесно-дефектной системы в слоях в процессе структурирования и определяется свойствами исходного материала. Предложен метод, предотвращающий деградацию структурных и электрических параметров слоев КНИ. Метод основан на диффузионной очистке субмикронных слоев КНИ при создании условий для стока дефектов на внешнюю поверхность слоя 81.

Данный метод или переход на Рг-КНИ позволяют обеспечить следующие параметры в

• 3 2

10-400 нм структурах Б^Юг: плотность ОТ-дефектов меньше 10 см", значение

• 112 эффективного заряда в скрытом слое вЮг - (3-4)х10 см" , значение подвижности электронов - 1000-1500 см^с"1.

2. Установлены закономерности накопления заряда в слоях 8Юг от величин стрессовых радиационных и электрических воздействий для исходных и ионно-легированных (бором или фосфором) структур КНИ. Показано, что зависимости изменения плотности эффективного заряда ДС^й/я в слое 8Юг структур КНИ и состояний на границе раздела ДЭц от дозы у-облучения в интервале 0=(105-107) рад аппроксимируются логарифмическими зависимостями кДпБ. Установлены значения коэффициентов к! для не имплантированных и ионно-имплантированных (бором или фосфором) структур КНИ.

Анализ результатов позволяет заключить, что:

• стабильность не подвергавшихся ионной имплантации структур КНИ к стрессовым воздействиям обусловлена методом их формирования - слой БЮг вблизи границы раздела с отсеченным слоем Б! (границы бондинга) сохраняет низкую плотность дефектов, характерную для объемного слоя 8102,

• лимитирующей стадией в накоплении дефектов в слоях БЮг вблизи границы бондинга является генерация дефектов из прекурсоров, в отличие от систем БУБЮг, полученных термическим окислением 81, где доминирует заполнение уже существующих ловушек в слоях 8Юг.

3. Установлено, что стабильность наноразмерных структур 81/8Ю2 с 5-6 нм слоями нитрированного 8Юг к стрессовым радиационным и электрическим воздействиям обусловлена:

• низкой плотностью ловушек носителей заряда (меньше 3x1011 см"2) и

• глубоким энергетическим положением центров, ответственных за стресс-индуцированный ток утечки через слои 8Ю2 (0.53±0.04 эВ, 0.73±0.04 эВ, 0.95±0.5 эВ и 2.67±0.4 эВ относительно зоны проводимости 8Юг).

4. Определены типы подготовки поверхности нанослоев КНИ, которые позволяют получить три основных состояния на поверхности 81 - инверсии, обеднения и обогащения:

• пассивация слоев КНИ в ОТ и метаноле или хингидрон/метаноле позволяют получить стабильные (в течение 2-3 часов после обработок) зарядовые состояния обеднения или инверсии, соответственно,

• формирование термических нитрированных слоев 8Юг создает состояние обогащения вблизи поверхности п-81.

5. Разработан низкотемпературный метод формирования нанопроволочных структур на основе слоев КНИ с использованием электронной литографии, газового травления в

XeF2 или плазмохимического травления в смеси CF6:CFCl3 при смещениях, исключающих генерацию радиационных нарушений. Показано, что предложенный метод не приводит к деградации свойств наноразмерных структур КНИ (нанослоев Si и Si02).

6. Результаты комплексных исследований по пп.1-5, анализ режимов работы КНИ-транзисторов с открытой поверхностью позволили реализовать высокочувствительные биохимические сенсоры на их основе. Показано, что КНИ-нанопроволочные транзисторы при использовании их в качестве биохимических сенсоров обеспечивают:

• предел обнаружения 10"14-10"15 моль/литр при использовании в качестве определяемых ионов хлора или тестовых молекул белка (бычьего сыворотночного альбумина (BSA), поверхностного антигена вируса гепатита В (HBsAg) и альфа-фетопротеина (AFP)),

• время отклика сенсора: 20 - 200 с (в зависимости от типа определяемых частиц),

• время установления равновесного состояния -3-7 мин,

• отклик сенсора более 8% при отношении сигнал/шум - больше 10

• стабильность сигнала после установления равновесного состояния при изменении окружающей среды/исследуемого раствора.

Полученные результаты показывает перспективность используемого метода формирования наноразмерных систем Si/Si02 для 3-х мерной интеграции - формирования многослойных n(Si/Si02) структур и приборов на их основе (в том числе, для создания приборов с повышенной стойкостью к радиационным воздействиям).

Разработанный метод формирования КНИ-НП транзисторов совместим со стандартными технологическими операциями, и может быть положен в основу разработки промышленной технологии изготовления КНИ-НП транзисторов, как универсальной платформы электронных биохимических детекторов.

Комбинация КНИ-НП сенсоров с системой латеральных электродов (позволяющих манипулировать частицами аналита), выполненных на том же слое КНИ методом наноструктурирования, следует рассматривать как перспективное направление развития методов формирования КНИ-НП сенсоров с целью увеличения их чувствительности.

Данная работа была выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте физики полупроводников им. A.B. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук. Основные исследования, приведенные в диссертации, выполнены в лаборатории физических основ материаловедения кремния (зав. лаб. д.ф.-м.н. В. П. Попов).

Автор искренне благодарен д.ф.-м.н. В. П. Попову, член.-корр. РАН И. Г. Неизвестному, член.-корр. РАН А. В. Латышеву, акад. РАН А. Л. Асееву за поддержку и интерес к работе на всех этапах ее выполнения.

Автор выражает глубокую благодарность своему первому научному руководителю к.ф.-м.н. В. Ф. Стасю, оказавшему существенное влияние на научную деятельность автора.

Автор особо благодарен к.ф.- м.н. Б. И. Фомину, к.ф.- м.н. С. Ф. Девятовой и Д. А. Насимову за огромный творческий вклад в разработку КНИ-НП сенсоров, за изготовление используемых в работе приборных структур.

Автор благодарен сотрудникам ИФП СО РАН А. И. Попову, Н. В. Дудченко, Э. Д. Жанаеву (изготовление структур КНИ), М. А. Ильницкому (моделирование характеристик КНИ-транзисторов), к.т.н. Е. В. Спесивцеву (определение параметров структур КНИ методом сканирующей эллипсометрии), Т. А. Гавриловой (результаты электронной микроскопии), д.ф.м.-н. И. В. Антоновой (совместные работы по исследованию электро-физическических параметров субмикронных структур КНИ), к.ф.- м. н. Ю. В. Настаушеву и д. х.н. Ф. Н. Дульцеву (работы по наностуктурированию слоев КНИ), к.ф.-м.н. Д. В. Щеглову (результаты атомно-силовой микроскопии).

Автор благодарен всем сотрудникам ИФП СО РАН, принимавшим участие в обсуждении результатов работы на семинарах. Особенно автор признателен к.ф.- м.н. Л. Н. Сафронову за квалифицированные конструктивные замечания и к.ф,- м.н. А. В. Вишнякову за обсуждение результатов по влиянию радиации.

Автор признателен всем коллегам, работающим в лаборатории физических основ материаловедения кремния ИФП СО РАН, за рабочую атмосферу и поддержку.

Автор благодарен сотрудникам Федерального государственного бюджетного учреждения Научно-исследовательского института биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича Российской академии медицинских наук (ИБМХ РАМН) д.х.н. Ю. Д. Иванову, к.х.н. Т. А. Плешаковой и Ф. Н. Козлову за интересное плодотворное сотрудничество и выполнение работ по детектированию белков КНИ-НП сенсорами.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Наумова, Ольга Викторовна, 2012 год

1. Palacios T. Nanowire electronics comes of age. Nature, 2012, v. 481, p.153-153.

2. Ferain I., Colinge C. A., Colinge J.-P. Multigate transistors as the future of classical metal-oxide-semiconductor field-effect transistors. Nature, 2011, v. 479, p. 310-316.

3. Celler G.K., Cristoloveanu S. Frontiers of silicon-on-insulator. Appl. Phys. Rev. 2003. v. 93, p. 4955-4978.

4. Наумова О. В., Антонова И. В., Попов В. П., Настаушев Ю. В., Гаврилова Т. А., Литвин Л. В., Асеев А. Л. КНИ нанотранзисторы: перспективы и проблемы реализации. ФТП, 2003, т. 37, N10, с. 1253-1259.

5. Park J.-T., Colinge J.-P. Multiple-Gate SOI MOSFETs: Device Design Guideline. IEEE Trans. Electron. Dev., 2002, v. 49, p. 2222-2229.

6. Красников Г.Я. Конструктивно-технологические особенности субмикронных МОП-транзисторов. B-2-x частях. Часть 1. М.: Техносфера, 2002 . - 416 с.

7. Наумова О. В., Ильницкий М. А., Сафронов Л. Н., Попов В. П. КНИ-нанотранзисторы с двумя независимо управляемыми затворами. ФТП, 2007, т. 1, с. 104-111.

8. Road Map "Russian Human Proteome Project", 2010, www.ibmc.msc.ru

9. Archakov A., Lisitsa A. Human Proteome Project: Russian Roadmap for Chromosome 18 http://www.hupo.org/research/hpp/soc/

10. Engel Y., Elnathan R., Pevzner A., Davidi G., Flaxer E., Patolsky F. Supersensitive Detection of Explosives by Silicon Nanowire Arrays. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, v. 49, p. 6830 -6835.

11. Lazcka O., Campob F. J. D., Munoz F. X. Pathogen detection: A perspective of traditionalmethods and biosensors. Biosensors and Bioelectronics, 2007, v. 22, p. 1205-1217.

12. Kim J., Junkin M., Kim D.-H., Kwon S., Shin Y.S., Wong P.K., Gale B.K. Applications, techniques, and microfludic interacting for nanoscale biosensors. Microfluid Nanofluid, 2009, v. 7, N2, p. 149-167.

13. Naumova О. V., Popov V. P., Aseev A. L., Ivanov Yu. D., Archakov A. I. Silicon-on insulator nanowire transistors for medical biosensors. EuroSOI International Conference, Goteborg, Sweden, 19-21 January, 2009, p. 69-70.

14. Mordkovich V. N., Pazhin D. M. Peculiarities of radiation defects formation in Si layers of SOI structures. NATO ARW Science and Technology of Semiconductor-On-Insulator Structures and Devices Operating in a Harsh Environment. - Kyiv, 2005, p. 60-61.

15. Naumova О. V., Vohmina E. V., Gavrilova T. A., Dudchenko N. V., Nikolaev D. V., Spesivtsev E. V., Popov V. P. Properties of silicon nanolayers on insulator Materials Science and Engineering B, 2006, v. 135, N3, p. 238-241.

16. Попов В. А., Антонова И. В., Стась В. Ф., Миронова JI. В. Способ изготовления структур кремний-на-изоляторе Патент РФ №2164719, 2001, БИ N9.

17. Bruel М. The Hisrory, Physics, and Applications of the Smart-Cut Process. MRS Bulletin, 1998, N12, p. 35-39.

18. Izumi K. History of SIMOX material. MRS Bulletin, 1998, v. 12, p.20-24.

19. Попов В. П., Антонова И. В., Французов А. А., Сафронов Л. Н., Феофанов Г. Н., Наумова О. В., Киланов Д. В. Свойства структур и приборов на кремний-на-изоляторе. ФТП, 2001, т. 35, в. 9, с. 1075-1083.

20. Antonova I. V., Stano J., Nikolaev D. V., Naumova О. V., Popov V. P., Skuratov V. A. Traps at bonded interface in SOI structures. Appl. Phys. Lett. 2001, v. 79, N27, p. 4539 -4540.

21. Красников Г. Я., Зайцев Н. А. Система кремний-диоксид кремния субмикронных СБИС

22. М.: Техносфера, 2003. 384 с.

23. Настаушев Ю. В. Наумова О. В. Девятова С. Ф. Попов В. П Способ изготовления наносенсора. Патент РФ № 2359359, 2009. Приоритет от 15.11.2007. БИ N17.

24. Morosov N. P., Telelbaum D. I. Radiation Defect Formation at Ion Implantation of Semiconductors in the Presence of Force Fields. Phys. Stat. Sol. (a), 1979, v. 51, p. 629-640.

25. Лысенко В. С., Назаров А. Н. Радиационные дефекты в приповерхностном слое окисленного кремния, имплантированного ионами различных химических примесей. -Поверхность. Физика. Химия. Механика, 1982, N 5, с.81-88.

26. Вопросы радиационной технологии полупроводников, под ред. Смирнова Л.С., Новосибибирск: Наука, 1980, 194 с.

27. Вавилов В. С., Челядинский А. Р. Ионная имплантация в монокристаллы кремния: эффективность метода и радиационные нарушения. Успехи физических наук, 1995, т. 165, N 3, с. 347-358.

28. Гаштольд В. Н., Еерасименко Н. Н. Двуреченский А. В., Смирнов Л. С. Профили дефектов при имплантации ионов в кремний. ФТП, 1975, т. 9, № 5, с. 835-839.

29. Park J.-G., Kim S.-G., Lee G.-S., Shim Т.Н. Nature of Surface and Bulk Defect Induced by1.w Dose Oxygen Implantation in Separation by Implanted Oxygen Wafers.- Jpn. J. Appl. Phys., 2001, v. 40, p. 2178-2185.

30. Tong Q.-Y., Goesele U. Wafer bonding. N.Y.: Wiley-Interscience Publication, 1999, 52 p.

31. Huzner K., Klhikenberg E. D., Stern A. Theoretical Study of the gradual chemical transition at the Si-Si02 interface. Phys. Stat. Sol., 1986, v. R135, N2, p. 475-485.

32. Revesz A. G. The defect structure of vitreous Si02film on silicon (II). -Phys. Stat. Sol., 1986, v.57, N1, p.657-666.

33. Revesz A. G., Hughes H. L. The structural aspects of non-crystalline Si02 films on silicon: a review. Jour. Non-Crystalline Solids, 2003, v. 328, N 1-3, p. 48-63.

34. Ho C. P. Plummer J. D. Si-Si02 interface oxidation kinetics: physical model for the influence of High substrate doping levels. -J. Electr. Soc., 1979, v. 12, N9, p.1516-1630.

35. Sigmon T. W., Chu W. K., Luguji E, Mayer J. W. Stoichiometry of thin silicon oxide layers on silicon. Appl. Phys. Lett., 1974, v. 24, N3, p. 105-107.

36. Kobesta E., Irene E. A., S1O2 film stress distribution during thermal oxidation of Si.-J. Vac. Sci. Techn., 1988, v. 6, N2, p. 574-581.

37. Schroder D. K., Babcock J. A. Negative bias temperature instability: Road to cross in deep submicron silicon semiconductor manufacturing. J. Appl. Phys., 2003, v. 94, N. 1, p. 1-18.

38. Feigl F. J., Fowler W. В., Yip K. L. Oxygen vacancy model for the El' center in Si02. Sol. St. Comm., 1974, v. 14, N 3, p. 225-229.

39. Дусь А. И., Александров О. В. Модель термического окисления кремния на фронте объемной реакции. ФТП, 2008, т. 42, N11, с. 1400 - 1406.

40. Дусь А. И., Александров О.В. Модель термического окисления кремния с релаксацией коэффициента диффузии. Известия высших учебных заведений. Электроника, 2009, т. 78, N4, с. 9-18.

41. Lenahan P. М., Conley J.F. What can electron paramagnetic resonance tell us about the Si/Si02 system? J. Vac. Sci. Technol. B, 1998, v. 16, p. 2134 - 2154.

42. Spierings G. А. С. M., Haisma J., Michielsen T. M. Surface-related phenomena in the direct bonding of silicon and fused silica wafer pairs. Philips J. Res., 1995, v. 49, p. 47-63.

43. Maszara W. P., Goetz G., Caviglia A., McKitterick J. B. Bonding of Silicon Wafers for Silicon-on-Insulator. J. Appl. Phys., 1988, v. 64, N10, p. 4943-4950.

44. Weldon M. K., Collot M., Chabal Y. J., Venezia V. C., Agarwal A., Haynes T. E. Eaglesham D. J, Christman S. В., Chaban E. E. Mechanism of silicon exfoliation induced by hydrogen/helium co-implantation. Appl. Phys. Lett., 1998, v. 73, p. 3721-3223.

45. Попов В. П., Антонова И. В., Французов А. А., Наумова О. В., Сапожникова Н. В. Кремний-на-изоляторе: материал и приборные структуры. Микросистемная техника, 2001, т. 10, с. 35-40.

46. Esseni D., Mastrapasqua M., Celler G. K., Fiegna C., Selmi L., Sangiorgi E. Low Field Electron and Hole Mobility of SOI Transistors. IEEE Trans. Electron. Dev., 2001, v. 48, N12, p. 2842-2850.

47. Зи С. Физика полупроводниковых приборов: В 2-х книгах. Кн.2. Пер. с англ. 2-е перераб. и доп. изд. - М.: Мир, 1984. - 456 с.

48. Cristoloveanu S., Li S. S. Electrical characterization of silicon-on-insulator materials and devices. Boston: Kluwer, 1991, - 348 c.

49. Cristoloveanu S., Munteanu D., T.Liu M.S. A review of the pseudo-MOS Transistor in SOI wafers: operation, parameter extraction, and applications. IEEE Trans. Electron. Dev., 2000, v. 47, N5, p. 1018-1027.

50. Balestra F. Analysis of the dependence of the subshreshold swing and the threshold voltage on the substrate voltage of thin-film SOI MOSFETs. Extraction of the interface state densities. -Sol.-St. Electron., 1992, v. 35, p. 1783-1786.

51. Mazhari B., Cristoloveanu S., Ioannou D.E., Caviglia A.L. Properties of Ultra-thin wafer-bonded silicon-on-insulator MOSFET's. IEEE Trans. Electron. Devices, 1991, v. 38, N6, p. 1289-1294.

52. Chen K., Wann H.C., Dunster J., Ko P.K., Hu C., Yoshida M. MOSFET carrier mobility model based on gate oxide thickness, threshold and gate voltages. Sol.-St. Electron., 1996, v.39, N10, p.1515-1518.

53. Choi J.-H., Park Y.-J., Min H.-S. Electron Mobility Behavior in Extremely Thin SOI MOSFET's. IEEE Electron Dev Lett., 1995, v. 16, p. 527-529.

54. McLarty P.K., Cristoloveanu S., Faynot O., Misra V., Hauser J.R., Wortman J.J. A Simple parameter extraction method for ultra-thin oxide MOSFETs. Sol.-St. Electron., 1995, v. 38, N6, p. 1175-1177.

55. Cristoloveanu S., Williams S. Point-contact pseudo-MOSFET for in-situ characterization of as-grown silicon-on-insulator wafers. IEEE Electron Device Lett., 1992, v. 13, p. 102-104.

56. Ionescu A.M., Cristoloveanu S., Rusu S.R., Chovet A., Seghir H. Improved characterization of fully-depleted SOI wafers by pseudo-MOS transistor. Nucl. Instrum. and Meth.in Phys. Res. B, 1996, v. 112, p. 228-232.

57. Sato S., Komiya K., Bresson N., Omura Y., Cristoloveanu S. Possible influence of the Schottky contacts on the characteristics of ultrathin SOI pseudo MOS transistors. IEEE Trans. Electron Devices, 2005, v. 52, N 8, p. 1807 - 1814.

58. Terada K, Nishiyama K, Hatanaka Kei-ichi. Comparison of MOSFET-threshold-voltage extraction methods. Sol.-St. Electron, 2001, v. 45, p. 35-40.

59. Wong H., White M., Krutsick Т., Booth R. Modeling of Transconductance degradation and extraction of threshold voltage in thin oxide MOSFETs. Sol.-St. Electron, 1987, v.30, p. 953968.

60. Новиков B.B. Теоретические основы микроэлектроники. M: Высшая школа, 1972 - 352 с.

61. Рейви К. Дефекты и примеси в полупроводниковом кремнии. Пер. С англ. М.: Мир, 1984 - 475 с.

62. Papakonstantinou P., Somasundram К., Cao X., Nevin W.A. Crystal Surface Defects and Oxygen Gettering in Thermally Oxidized Bonded SOI Wafers. J. Electrochem. Soc., 2001, v. 148, N2, p. G36-G42.

63. Aga H., Nakano M., Mitani K. Study of HF Defects in Thin, Bonded Silicon-on-Insulator Dependent on Original Wafers. Jpn. J. Appl. Phys. 1999, v. 38, p. 2694-2698.

64. Borghesi A., Pivac В., Sassella A., Stella A. Oxygen precipitation in silicon. J. Appl. Phys. 1995, v. 77, N9, p. 4169-4244.

65. Волков А. Ф., Зайцев H. А., Суровиков M. В. Влияние термических операций на характеристики кремния. Обзоры по электронной технике. Сер.6, Материалы, 1983, Вып. 10(992), с.28.

66. Voronkov V. V., Falster R. Strain-induced transformation of amorphous spherical precipitates into platelets: Application to oxide particles in silicon. J. Appl. Phys. 2001, v. 89, N11, p. 5965-5971.

67. Ito M. SOI annealing method for reducing HF defects, with lamp, without crystal original particle (COP). United States Patent N6.613.638, September 2, 2003.

68. Сафронов Jl. H. Диффузия кластеризующихся примесей в кристаллах (кислород в кремнии). Препринт ИФП СО РАН, 1993, - 30 с.

69. Tagaki S., Toriumi A., Iwase М., Tango Н. On the Universality of Inversion Layer Mobility in Si MOSFE's: Part I Effects of Substrate Impurity Concentration. - IEEE Trans. Electron. Dev., 1994, v.41, N212, p. 2357-2362.

70. Mudanai S., Chindalore G. L., Shin W.-K., Wang H., Ouyang Q., Taasch A1 F., Jr., Maziar C. M., Banerjee S. K. Models for Electron and Hole Mobilities in MOS Accumulation Layers. -IEEE Trans. Electron. Dev. 1999, v. 46, p. 1749-1759.

71. Lee K., Choi J.-S., Sim S.-P., Kim C.-K. Physical Undestending of Low-Field Carrier Mobility in Silon MOSFETInversion Layer. IEEE Trans. Electron Devices, 1983, v. 38, N 8, p. 19051912.

72. Naumova О. V., Antonova I. V., Popov V. P., Nastaushev Y. V., Gavrilova T. A., Kachanova M. M., Litvin L. V., Aseev A. L. FET on Ultrathin SOI (Fabrication and Research).

73. Proc.SPIE, Micro- and Nanoelectronics. Eds.: K.A.Valiev, A.A.Orlikovsky, 2003, v. 5401, p.323-331.

74. Liang M. S., Choi J. Y., Ко P. К., Ни C. Inversion-Layer Capacitance and Mobility of Very. Thin Gate-Oxide MOSFET'sGate-Oxide MOSFET's. IEEE Trans. Electron Devices, 1986, ED- 33, v. 3, p. 409-413.

75. Banqueri J., Lopez-Villanueva J. A., Gamiz F., Carceller J. E., Lora-Tamayo E., Lozano M. A procedure for the determination of the effective mobility in an N-MOSFET in the moderate inversion region. Sol.-St. Electron., 1996, v. 39, N6, p. 875-883.

76. Koga J., Takagi S., Toriumi A. Influences of Buried-Oxide Interface on Inversion-Layer Mobility in Ultra-Thin SOI MOSFETs. IEEE Trans. Nucl. Electron. Dev., 2002, v. 49, N6, p. 1042-1048.

77. Sun S. C., Plummer J. D. Electron mobility in inversion and accumulation layers on thermally oxidized silicon surfaces. IEEE Trans. Electron Dev., 1980, v. 27, N8, p. 1497-1508.

78. Flandre D., Terao A. Extended theoretical analysis of the steady-state linear behaviour of accumulation-mode, long-channel p-MOSFETs on SOI substrates. Sol.-St. Electron., 1992, v. 35, p. 1085-1992.

79. Russell T. J., Bennett H. S., Gaitan M., Suehle J. S., Roitman P. Correlation between CMOS transistors and capacitor measurements of interface trap spectra. IEEE Trans. Nucl. Science, 1986, NS-33, N6, p. 1228-1233.

80. Naumova О. V., Antonova I. V., Popov V. P., Nastaushev Yu. V., Gavrilova T. A., Litvin L. V., Aseev A. L. Modification of silicon-on-insulator structures under nano-scale Device fabrication. Microelectronic Engineering, 2003, v. 69, N 2-4, p. 168-172.

81. Антонова И. В., Стучинский В. А., Наумова О. В., Николаев Д. В., Попов В. П. Флуктуации заряда на границе сращивания в структурах кремний-на-изоляторе. ФТП, 2003, т. 37, N11, с. 1341-1345.

82. Nishida Т., Sah С.-Т. A Phtsically. Based Mobility Model for MOSFET Numirucal Simulation.

83. EE Trans. Eleatron. Dev. 1987, ED 34, p. 310-320.

84. Антонова И. В., Стано Й., Николаев Д. В., Наумова О. В., Попов В. П., Скуратов В. А. Состояния на границах и центры с глубокими уровнями в структурах Кремний на изоляторе ФТП, 2001, т. 35, в. 8, с. 948-953.

85. Kousuke I., Hidetoshi Т. Deep levels induced in annealed Cz silicon. Jap. J. Appl. Phys., 1982, v. 21,S21-l,p. 121-125.

86. Kimerling L. C. In: Point and Extended Defects in Semiconductors, ed. by G. Benedek, A. Cavallini, and W. Schröter, Editors, NATO ASI Series, New.York, 1988, v. 202, p. 127.

87. Kang Н. S., Ahn С. G., Kang В. К., Kwon Y. К. Method for measuring deep levels in thin silicon-on-insulator layer without any interface effects. J. Electrochem. Soc., 1998, v. 145, 3581-3585.

88. Tajima M, Ogura A., Karasawa Т., Mizoguchi A. Defect analysis in Bonded and H+ split silicon-on-insulator wafers by photoluminescence spectroscopy and transmition electron microscopy.- Jpn. J. Appl. Phys., 1998, v. 37, p.Ll 199-1201.

89. Antonova I. V., Stano J., Naumova О. V., Popov V. P., Skuratov V. A. DLTS study of bonded interface in silicon-on-insulator structures annealed in hydrogen atmosphere. Microelectronic Engineering, 2003, v. 66, p. 547-552.

90. Cho W.-J., Ahn C.-G. Thermal annealing effects on the electrical characteristics of the back interface in nano-silicon-on-insulator channel. Appl. Phys. Lett., 2007, v. 90, p. 143509 (3).

91. Papaioannout G., Ioannou-Sougleridis B., Cristoloveanu S. Characterization ofSIMOX-MOS transistors by photo-induced current transient spectroscopy. Semicond. Sci. Technol., 1991, v. 6, p. 937-939.

92. Johnson N. M. Electronic and optical properties of silicon dangling bond defects at the Si-Si02 interface. Ed. B.E. Deal and C.R. Helms- 1988 p. 319-324.

93. Rafi J. M., Mercha A., Simoen E., Claeys C. Impact of gate tunneling floating-body charging on drain current transients of 0.10 Im-CMOS partially depleted SOI MOSFETs. Sol.-St. Electron. 2004, v. 48, p. 1211-1221.

94. Wei F., Sherony M.J., Antoniadis D.A. Effect of floating-body charge on SOI MOSFET design. IEEE Trans. El. Dev. 1998, v. 45, p. 430-438.

95. Fossum J. G., Pelella M. M., Krishnan S. Scalable PD/SOI CMOS with Floating Bodies. -IEEE El. Dev. Lett., 1998, v.19, p.414 416.

96. Choi J.-Y., Fossum J. G. Analysis and control offloating-body bipolar effects in fully depleted submicrometer SOIMOSFET's. IEEE Trans. Electron. Dev., 1991, v. 38, p. 1384-1391.

97. Fung S. K. H. Impact of the Gate-to-Body Tunneling Current on SOI History Effect. IEEE Int. SOI Conf., 2000, p. 122-123.

98. Edwards C. F., Tenbroek B. M., Lee M. S. L., Redman-White W., Uren M. J. The Effect of Body Contact Series Resistance on SOI CMOS Amplifier Stages. IEEE Trans. Electron. Dev., 1997, v. 44, N12, p. 2290-2294.

99. Pearton S. J., Corbett J. W., Shi T. S. Hydrogen in crystalline semiconductors. Appl. Physics A: Materials Science & Processing, 1999, v. 43, N 3, p. 153-195.

100. Феклисова О. В., Ярыкин Н. А., Якимов Е. Б., Вебер Й. Взаимодействие водорода с радиационными дефектами в кремнир-типа проводимости. ФТП, 2001, т. 35, вып.12, с. 1417-1422.

101. Warren W. L., Shaneyfelt М. R., Fleetwood D. М., Winokur P. S. Nature of defect centers in B- and P-doped Si02 thin film. Appl. Phys. Lett., 1995, v. 67, p. 995-997.

102. Mooney P. M. Cheng L. J., Suli M, Gerson J. D., Corbett J. W. Defect energy level in boron-doped silicon with 1-MeV electrons.- Phys. Rev. В., 1977, v. 15, N6, p. 3836-3840.

103. Козловский В. В. Модифицирование полупроводников пучками протонов. -Отв. ред. Р. Ш. Малкович. СПб. : Наука, 2003. - 268 с.

104. Ishikuro Н., Hiramoto Т. On the Origin of Tunneling Barriers in Silicon Single Electron and Single Hole Transistors. Appl. Phys. Lett, 1999, v. 74, p. 8-10.

105. Mian C. S., Flora I. S.-Y. Nitrogen in ultra-thin gate oxides: its profile and functions. Sol.-St. Electron., 1999, v. 43, p. 1997-2003.

106. Miyazaki S., Tamura Т., Ogasawara M., Itokawa H., H. Murakami, M. Hirose. Influence of nitrogen incorporation in ultrathin Si02 on the structure and electronic states of the Si02/Si(100) interface. Appl. Surface Science, 2000, v. 75, p. 159-160.

107. Nicollian E. H., Brews J. R. MOS- physics and technology. New York: Wiley; 1982- 906 p.

108. Stathis J. H. Electrical defects at the Si02/Si interface studied by EPR http://www.physics.rutgers.edu/nato dielectrics/book.htm.

109. Vuillaume D., Bravaix A., Goguenheim D. Hot-carrier injection in Si02. Microelectron. Reliability, 1998, v. 38, N11, p. 7-22.

110. Ueno S., Kuroi Т., Teramoto A., Umeda H., Eimori Т., Inoue Y. Saturation Phenomenon of Stress-Induced Gate Leakage Current. Jpn. J. Appl. Phys,. 2002, v. 41, p. 2335-2538.

111. Rashkeev S. N.; Fleetwood, D. M.; Schrimpf, R. D., Pantelides, S.T. Proton-induced defect generation at the Si-Si02 interface. IEEE Trans. Nucl. Sci., 2001, v. 48, p. 2086 - 2092.

112. Bunson E., Ventra M. D., Panteids S. Т., Fleetwood D. M., Schrimpf R. D. Hydrogen-related Defects in Irradiated Si02. IEEE Trans in Nuclear Science. 2000, v. 47, N6, p. 2289-2296.

113. Naumova О. V., Frantsuzov A. A., Popov V. P. Gamma radiation tolerance of 0.5 цт SOI MOSFETs. Proc. SPIE, Micro- and Nanoelectronics. Eds.: K. A. Valiev, A. A. Orlikovsky. 2003, v. 5401, p. 332-336.

114. Li Y., Niu G., Cressler J. D., Patel J., Marshall P. W., Kim H. S., Liu M. S. Т., Reed R. A. M. Palmer J. Proton Radiation Effects in 0.35-/лт Partially Depleted SOI MOSFETs Fabricated on UNIBOND. IEEE Trans.Nucl.Sci., 2002, v. 49, N6, p. 2930-2936.

115. Гуртов В. А. Влияние ионизирующего излучения на свойства МДП приборов.- Обзоры по электронной технике. Сер.2. Полупроводниковые приборы. М.: ЦНТИ Электроника, 1978, Вып. 14., с. 1-31.

116. Гуртов В. А. Радиационные процессы в структурах металл-диэлектрик-полупроводник. Петрозаводск. Учебное пособие Петрозаводский ГУ им. О.В.Куусинена 1988, - 95 с.

117. Dozier С. M., Brown D. В., Freitag R. К., Throckmorton J. L. Use of the subthreshold behavior to compare X-ray and Co-60 radiation-induced defects in MOS transistors. IEEE Trans. Nucl. Sci., 1986, NS-33, p. 1324-1329.

118. Boesch H. E., Taylor Jr. T. L., Brown G. A. Charge Buildup at high dose and low fields in SIMOXburied oxides. IEEE Trans. Nucl. Sci., 1991, v. 38, p. 1234-1239.

119. Mrstik B. J., Rendell R. W. Si-Si02 interface state generation during X-ray irradiation and during post-irradiation exposure to a hydrogen ambient. IEEE Trans. Nucl. Sci., 1991 v. 38, 1001-1110-619.

120. Николаев Д. В., Антонова И. В., Наумова О. В., Попов В. П., Смагулова С. А. Накопление заряда в диэлектрике и состояния на границах структур кремний-на-изоляторе при облучении электронами и гамма-квантами.- ФТП, 2003, т. 37, N4, с. 443-449.

121. Ellisa K. A. Buhrmanz R. A. Phosphorus Diffusion in silicon oxide and oxynitride gate dielectrics. Electrochem. Sol.- St. Lett. 1999, v. 2, p. 516-518.

122. Matsuoka Т., Taguchi S., Ohtsuka H., Taniguchi K., Hamaguchi C., Kakimoto S., Uda K., Hot-carrier-induced degradation of N20-oxynitrided gate oxide nMOSFETs, IEEE Trans. Electron Dev., 1996, v. 43, p. 1364-1372.

123. Ha Y. H., Kim S., Lee S. Y., Kim J. H., Beak D. H., Kim H. K., Moon D. W. Relaxation of the Si lattice strain in the Si(001)-Si02 interface by annealing in N2O. Appl. Phys. Lett., 1999, v. 74, p. 3510-3512.

124. Maria D. J. Di, Stathis J. H. Trapping and trap creation studies on nitrided and reoxidized-nitrided silicon dioxide films on silicon. J. Appl. Phys., 1991, v. 70, p.1500-1509.

125. Fleetwood D. M., Saks N.S. Oxide, interface, and border traps in thermal, N2O, and N2O-nitridedoxides. J. Appl. Phys., 1996, v. 79, p. 1583-1594.

126. Vaidya S. J., Sharma D. K., Shaikh A. M., Chandorkar A. N. Neutron induced degradation in nitridedpyrogenic field oxide MOS capacitors. Nucl. Instrum. And Meth. in Phys. Res. B, 2002, v. 194, p. 311-318.

127. Yang B. L., Wong H., Cheng Y. C. Study of shallow bulk traps in thin nitrided oxide films by thermal re-emission of electronics trapped at high field. Sol.-St. Electron., 1995, v. 38, N11, p. 1887-1891.

128. Gritsenko V. A., Novikov Y. N., Shaposhnikov A. V., Morokov Y. N. Numerical Simulation of Intrinsic Defects in Si02 and S13N4 Semiconductors, 2001, v. 35, p. 997-1005.

129. Morokov Y. N., Novikov Yu. N., Gritsenko V. A., Wong H. Two-fold coordinated nitrogen atom: an electron trap in MOS devices with silicon oxynitride as the gate dielectric. -Microelectron. Eng., 1999. v. 48, p. 175-178.

130. Yount J.T., Lenahan P.M. Bridging nitrogen dangling bond centers and electron trapping in amorphous NH¡-nitrided and reoxidized nitrided oxide film. J.Non-Cryst. Solids, 1993, v. 164-166, p. 1069-1072.

131. Yount J. Т., Lenahan P. M., Krick J. T. Comparison of defect structure in N20- and NH3-nitrided oxide dielectrics. J. Appl. Phys, 1994, v. 76, p. 1754-1758.

132. IEDEC Solid State technology Association, Procedure for the wafer-level testing of thin dielectrics. April, 2001.

133. Yang В. L., Lai Р. Т., Wong Н. Conduction mechanisms in MOS gate dielectric films. -Microelectronics Reliability, 2004, v. 44, p. 709-718.

134. Houng M. P., Wang Y. H., Chang W. J. Current transport mechanism in trapped oxides: A generalized trap-assisted tunneling model. J. Appl. Phys., 1999, v. 86, p. 1488-1491.

135. Degraeve R., Schmits J., Pantisano L., Simoen E., Houssa M., Kaczer B., Groeseneken G. Advanced Gate Dielectrics In: Dielectric Films for Advanced Microelectronics, Ed. By M. Baklanov, M.Green and K. Maex, John Wiley@Sons, 2007, p. Ltd 371-435.

136. Naumova O. V., Fomin B. I., Sakharova N. V., Ilnitsky M. A., Popov V.P. Impact of implantation on the properties of N20-nitrided oxides of p+- and n+-gate MOS devices. -Nucl. Instrum. and Methods B, 2009, v. 267, N 8-9, p. 1564-1567.

137. Depas M., Vermeire B., Mertens P. W., Meirhaegne R. L. V., Heyns M. M. Determination of tunneling parameters in ultra-thin oxide layer poly-Si/Si02/Si structures. Sol. - State Electron, 1995, v. 38, p. 1465-1471.

138. Imamura K., Maida O., Hattori K., Takahashi M., Kobayashi H. Low temperature formation ofSi02/Si structure by nitric acid vapor. J. Appl. Phys, 2006, v. 100, p. 114910 (4).

139. Den W., Bai H., Kang Y. Organic Airborne Molecular Contamination in Semiconductor Fabrication Clean Rooms. J. Electrochem. Soc., 2006, v. 153, p. G149-G159.

140. Lin I-K., Bai H., Wu B-J. Semiconductor Manufacturing. IEEE Trans. Dev. 2009, v. 22, N2, p. 321 -327.

141. Saga K., Hattori T. Identification and Removal of Trace Organic Contamination on Silicon Wafers Stored in Plastic Boxes. J. Electrochem. Soc. 1996, v. 143, p. 3279-3284.

142. Sugimoto F., Okamura S. Adsorption Behavior of Organic Contaminants on a Silicon Wafer Surface. J. Electrochem. Soc. 1999, v. 146, p. 2725 -2729.

143. Kagi N., Fujii S., Yuasa K. Evaluation of Organic contaminants on Si wafer Surfaces in Controlled Environment. Proc. of 44th Annual IEST Technical Meeting. 1998, p. 569.

144. Kang Y., Den W., Bai H., Ko F.-H. Surface Deposition of Diethyl Phthalate on Si02 and SisN4 Wafers in Simulated Cleanroom Environment. J. IEST, 2005, v. 48, p. 21-32.

145. Kern W., Puotinen D.A. Cleaning solutions based on hydorogen peroxide for use in silicon semiconductor technology. RCA Review, 1970, v. 31, N2, p. 187-206.

146. Ohmi T. Total Room Temperature Wet Cleaning for Si Substrate Surface. J. Electrochem. Soc., 1996, v. 143, N 9, p. 2957-2964.

147. Lang N. D., Kohn W. Theory of Metal Surfaces: Work Function. Phys. Rev. B, 1971, v. 3, p. 1215-1223.

148. Morita M., Ohmi T., Hasegawa F., Kawakami M., Ohwada M. Growth of native oxide on a silicon surface. J. Appl. Phys., 1990, v. 68, p. 1272-1281.

149. Miyawaki M., Yoshitake S., Ohmi T. Improvement of aluminum-Si contact performance in native-oxide-free processing.- IEEE Electron Dev. Lett., 1990, EDL-11, p. 448-450.

150. Kissinger G., Kissinger W. Hydrophilicity of Si Wafers for Direct Bonding. Phys. Stat. Sol. (a), 1991, v. 123, p. 185-192.

151. Yablonovitch E., Allara D. L., Chang C. C., Gmitter T., Bright T. B. Unusually Low Surface-Recombination Velocity on Silicon and Germanium Surfaces. Phys. Rev. Lett., 1986, v. 57, p. 249-252.

152. Miotto R., Srivastava G. P., Ferraz A. . Methanol adsorption on silicon (001) Surf. Sci., 2005, v. 575, N 3, p. 287-299.

153. Sonnet Ph., Stauffer L., Habar M., Minot C. Molecular precursor-mediated methanoldissociation on Si(l 1 1)7 x 7: ab initio study. Surf. Sci. 2005, v. 577, p. 15-21.

154. Mirji S. A., Halligudi S. В., Mathew N., Ravi V., Jacob N. E., Patil K. R. Adsorption of methanol on Si(100)/Si02 and mesoporous SBA-15.- Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2006, v. 287, p. 51-58.

155. M'saad H., Michel J., Lappe J. J., Kimerling L. C. Electronic passivation of silicon surfaces by halogens. J. of Electronic Materials. 1994, v. 23, N5, p. 487-491.

156. Takato H., Sakata I., Shimokawa R. Quinhydrone/methanol treatment for Measurement of Carrier Lifetime in Silicone Substrates. Jpn. J. Appl. Phys., 2002, v. 41, L870-L872.

157. Chhabra В., Bowden S., Opila R. L., Honsberg С. B. High effective minority carrier lifetime on silicon substrates using quinhydrone-methanolpassivation. Appl. Phys. Lett. 2010, v. 96, 063502 (3).

158. Davis J. L., Barteau M. A. Polymerization and decarbonylation reactions of aldehydes on the Pd(lll) surface. J. Am. Chem. Soc., 1989, v. Ill, p. 1782-1792.

159. Solcansky M. Practically usable quinhydrone chemical passivation of a silicon surface for solar cells. In Student EEICT 2010. Brno: 2010. p. 82-85.

160. Основы технологии кремниевых интегральных схем. Под ред. Бургера Р., Донована Р. М: Мир, 1969-451 с.

161. Ржанов А. В. Электронные процессы на поверхности полупроводников. М.: Наука: 1971 480 с.

162. Антонова И. В., Соотс Р. А., Селезнев В. А., Принц В. Я. Электрическая пассивация поверхности кремния органическими монослоями 1-октадецена. ФТП, 2007, т. 41, N8, с. 1010-1016.

163. Naumova O. V., Fomin B. I., Malyarenko N. F., Popov V. P. Modification and characterization of the surface of SOI nanowire sensors J Nano Res., 2012, v. 18-19, p. 139147.

164. Moulson A. J., Roberts J. P., Water in Silica Glass. Trans. Brit. Ceram. Soc., 1960, v. 59, p. 388-399.

165. Hovel H. J. Si film electrical characterization in SOI substrates by the HgFET technique. -Sol.-St. Electron. 2003, v. 47, p. 1311-1333.

166. Milekhin A., Friedrich M., Hiller K., Wiemer M., Gessner T., Zahn D. R. T. Infrared study of Si surfaces and bonded Si wafers.- Semicond. Sci. Technol. 1999, v. 14 p. 70-73.

167. Chen W. Qi D., Gao X., Wee A. T. S. Surface transfer doping of semiconductors. Progress in Surface Science. 2009, v.84, p. 279-321.

168. International Human Genome Sequencing Consortium. Finishing the achromatic sequence of the human genome. Nature, 2004, v. 431 (7011), p. 931-45.

169. Pearson H. Biologists initiate plan to map human proteome. Nature, 2008, v. 24; N452(7190), p. 920-921.

170. Archakov A. I., Ivanov Y. D., Lisitsa A. V., Zgoda V. G. AFMfishing nanotechnology is the way to reverse the Avogadro number in proteomics. Proteomics, 2007, v. 7, p. 4-9.

171. Yeh H. C., Ho Y. P., Shih I. M., Wang T. H. Homogeneous point mutation detection by quantum dot-mediated two-color fluorescence coincidence analysis. Nucl Acids Res. 2006, v. 34, N5, p. 2-8.

172. Qin L., Banholzer M. J., Millstone J. E., Mirkin C. A. Nanodisk codes. Nano Lett., 2007, v. 7, p. 3849-3853.

173. Li M., Tang H. X., Roukes M. L. Ultra-sensitive NEMS-based cantilevers for sensing, scanned probe and very high-frequency applications. Nature Nanotechnology, 2007, v. 2, p. 114-120.

174. Stern E. J., Klemic F., Routenberg D. A., Wyrembak P. N., Turner-Evans D. В., Hamilton A. D., LaVan D. A., Fahmy Т. M., Reed M. A. Label-free immunodetection with CMOS-compatible semiconducting nanowires. Nature, 2007, v. 445, p. 519-522.

175. Zhao Q., Sigalov G. Dimitrov V., Dorvel В., Mirsaidov U., Sligar S., Aksimentiev A., Timp G. Detecting SNPs using a synthetic nanopore. Nano Lett 2007, v. 7, p. 1680-1685

176. Clark, L. C., Jr, Lyons C. Electrode systems for continuous monitoring in cardiovascular surgery. Ann. NY Acad. Sci., 1962, v. 102 , p. 29-45.

177. Bergveld P., Development, Operation, and Application of Ion-Sensitive Field-Effect Transistor as a Tool for Electrophysiology. IEEE Trans. Biomed. Eng., 1972, v. Bml9, p. 342.

178. Еуртов В.А. Твердотельная электроника, Петрозаводск, 2005 407 с.

179. Неизвестный И. Г. Полупроводниковые нанопроволочные сенсоры. -Микроэлектроника, 2009, т. 38, N4, с. 243-259.

180. Gao X. P. A., Zheng G., Lieber С. М. Subthreshold Regime has the Optimal Sensitivity for Nanowire FETBiosensors. Nano Letters, 2010, v. 10, p. 547-552.

181. Patolsky F., Zheng G., Lieber С. M. Nanowire-based biosensors. Analytical Chemistry, 2006, v.78, N13, p. 4261-4269.

182. Hahm, J., Lieber, С. M. Direct Ultrasensitive Electrical Detection of DNA and DNA Sequence Variations Using Nanowire Nanosensors. Nano Lett., 2004, v. 4, p. 51-54.

183. Nair P. R., Alam M. A. Performance limits of nanobiosensors. Appl. Phys. Lett., - 2006, v. 88, p. 233120.

184. Lu W., Lieber С. M. Semiconductor Nanowires. J. Phys. D: Appl. Phys., 2006, v. 39, p. R387-R406.

185. Sharma S., Kamins T. I., Williams R. S. Diameter control ofTi-catalyzed silicon nanowires. -J. Cryst. Growth., 2004, v. 267, p. 613-618.

186. Kamins, T. I., Li X., Williams R. S., Liu X. Growth and Structure of Chemically Vapor Deposited Ge Nanowires on Si Substrates. Nano Lett., 2004, v. 4, p. 503-506.

187. Liu J. L., Cai S. J., Jin G. L., Thomas S. G., Wang K. L. Growth of Si whiskers on Au/Si(lll) substrate by gas source molecular beam epitaxy (MBE). J. Cryst. Growth., 1999, v. 2000, N1-2, p. 106-111.

188. Schubert L., Werner P., Zakharov N. D., Gerth G., Kolb F. M., Long L., Gosele U. Silicon nanowhiskers grown on <111> Si substrates by molecular-beam epitaxy. Appl.Phys.Lett., 2004, v.84, p. 4968 (3).

189. Zhang Y., Zhang Q., Wang N., Yan Y., Zhou H., Zhu J. Synthesis of thin Si whiskers (nanowires) usingSiClj-J. Cryst. Growth, 2001, v. 201, p. 185-191.

190. Zakharov N., Werner P., Sokolov L. and Gosele U. Growth of Si Whiskers by MBE: Mechanism and peculiarities. Physics E, 2007, v.37, N 1-2, p.148-152.

191. Sunkara M. K., Sharma S., Miranda R., Lian G., Dickey E. C. Bulk synthesis silicon nanowire using low-temperature a vapor-liquid-solid method. Appl. Phys. Lett., 2001, v. 79, p. 15461548.

192. Morales A. M., Liber C. M. A Laser Ablation Method for the Synthesis of Crystalline Semiconductor Nanowires. Sciences, 1998, v. 279, N 5348, p. 208-211.

193. Cui, Y., Zhong Z., Wang D., Wayne W. U., Lieber C. M. Performance Silicon Nanowire Field Effect Transistors. Nano Lett., 2003, v. 3, N 2, p. 149-152.

194. Thelander C., Brongersma S., Eymery J., Feiner L. F., Forchel A., Scheffler M., Riess W., Ohlsson B. J., Gosele U., Samuelson L. Nanowire-based onedimensional electronics P. Agarwal. Materials Today, 2006, v. 9, p. 28-35.

195. Varahramyan K. M., Ferrer D., Tutuc E., Banerjee S. K. Band engineered epitaxial GeSix Gei.x core-shell nanowire heterostructures. Appl. Phys. Lett, 2009, v. 95, N3, p. 033101(3).

196. Zhao Y., Smith J. T., Appenzeller J., Yang C. Transport Modulation in Ge/Si Core/Shell Nanowires through Controlled Synthesis of Doped Si Shells. NanoLett. 2011, v. 11, p. 14061411.

197. Goldthorpe I. A., Marshall A.F., Mclntyre P. C. Synthesis and Strain Relaxation of Ge-Core/Si-Shell Nanowire Arrays. Nano Lett., 2008, v. 8, N11, p. 4081-4086.

198. Liang G., Xiang J., Kharche N., Klimeck G., Lieber C. M., Lundstrom M. Performance Analysis of a Ge/Si Core/Shell Nanowire Field-Effect Transistor. Nano Lett., 2007, v. 7, N. 3, p. 642-646.

199. Bridgest F., Devies G., Robertson J., Stoneham A. The spectroscopy of crystal defects: a compendium of defect nomenclature. J. Phys. Cond. Materials, 1990, v. 2, p. 2875-2928.

200. Wang N., Tang Y. H., Zhang Y. F., Lee C. S., Lee S. T. Nucleation and growth of Si nanowires from silicon oxide. Phys. Rev. B, 1998, v. 58, N. 24, p. 16024-16026.

201. Dovrat M., Goshen Y., Jedrzejewski J., Balberg I., Saar A. Radiative versus nonradiative decay processes in silicon nanocrystals probed by time-resolved photoluminescence spectroscopy. Phys. Rev. B, 2004, v. 69, N. 15, p. 155311(8).

202. Comedi D., Zalloum O. H. Y., Irving E. A., Wojcik J., Roschuk T., Flynn M. J., Mascher P. X-ray-diffraction study of crystalline Si nanocluster formation in annealed silicon-rich silicon oxides. J. App. Phys., 2006, v. 99, N. 2, p. 023518(8).

203. Kapaklis V., Politis C., Poulopoulos P., Schweiss P. Photoluminescence from silicon nanoparticles prepared from bulk amorphous silicon monoxide by the disproportionationreaction. Appl. Phys. Lett., 2005, v. 87, N. 12, p. 123114(3).

204. Tang Y. H., Pei L. Z., Lin L. W., Li X. X., Tang Y. H. Preparation of silicon nanowires by hydrothermal deposition on silicon Substrates. J. Appl. Phys., 2009, v. 105, p. 044301(5).

205. Suehiro J., Zhou G., Hara M. Fabrication of a carbon nanotube-based gas sensor using dielectrophoresis and its application for ammonia detection by impedance spectroscopy. J. Phys. D: Appl. Phys., 2003, v. 36, p. L109-L114.

206. Kim T. H„ Lee S.Y., Cho N.K., Seong H.K., Choi H.J., Jung S.W., Lee S.K. Dielectrophoretic alignment of gallium nitride nanowires (GaN NWs) for use in device applications. Nanotechnology, 2006, v. 17, N14, p. 3394-3399.

207. Suehiro J. Fabrication and characterization of nanomaterial-based sensors using dielectrophoresis. Biomicrofluidics, 2010, v. 4, p. 022804 (10).

208. Suehiro J., Imakiire H., Hidaka S., Ding W., Zhou G., Imasaka K., Hara M. Schottky-type response of carbon nanotube NO2 gas sensor fabricated onto aluminum electrodes by dielectrophoresis. Sens. Actuators B., 2006, v. 114, №2, p. 943-949.

209. Suehiro J., Ikeda N., Ohtsubo A., Imasaka K. Fabrication of bio/nano interfaces between biological cells and carbon nanotubes using dielectrophoresis. Microfluid Nanofluid., 2008, v. 5, p. 741-747.

210. Patolsky F., Timko B. P., Zheng G., Lieber C. M. Nanowire -Based Nanoelectronic Devices in the Life Sciences. MRS Bulletin, 2007, v. 32, p. 142-149.

211. Nishiguchi K., Koechlin C., Ono Y., Fujiwara A., Inokawa H., Yamaguchi H. Single-Electron-Resolution Electrometer Based on Field-Effect Transistor. Jpn. J. Appl. Phys., 2008, v. 7, p. 8305-8310.

212. Nishiguchi K., Ono Y., Fujiwara A., Inokawa H., Takahashi Y. Stochastic data processing circuit based on single electrons using nanoscale field-effect transistors. Appl. Phys. Lett., 2008, v. 92, p. 062105(3).

213. Takahashi Y., Nagase M., Namatsu H., Kurihara K., Iwadate K., Nakajima Y., Horiguchi S.,

214. Murase К., Tabe M. Fabrication technique for Si single-electron transistor operating at room temperature. Electron. Lett., 1995, v. 31. N2, p. 136-137.

215. Nishiguchi K., Clement N., Yamaguchi Т., Fujiwara A. Si nanowire ion-sensitive field-effect transistors with a sharedfloating gate. Appl. Phys. Lett., 2009, v. 94, p. 163106(3).

216. Laws G. M., Thornton T. J., Yang J., L. de la Garza, Kozicki M., Gust D. Molecular Control of the Drain Current in a Buried Channel MOSFET. Phys. Stat. Sol. B, 2002, v. 233(1), p. 83-89.

217. Nikolaides M. G., Rauschenbach S., Luber S., Buchholz K., Tornow M., Abstreiter G., Bausch A. R. Silicon-on-insulator based thin-film resistor for chemical and biological sensor applications.- ChemPhysChem 2003, v. 4, N10, p. 1104-1106.

218. Nikolaides M. G., Rauschenbach S., Bausch A. R. Characterization of a silicon-oninsulator based thin film resistor in electrolyte solutions for sensor applications. J. Appl. Phys. 2004, v. 95, N7, p. 3811-3815.

219. Halte C., Delapierre G., Costa G., Fournier Т., Buckley J., Gely M., De Salvo В., Baron Т., Vinet F. Top-down Fabrication of Si Nanowire and Fully Automated Test Platform: Application to pH Sensor. www.phealth2008.com/Events/papers/pl6.pdf.

220. Lori V. NIST Design Simplifies Silicon Nanowire Transistors http://techon.mkkeibp.co.ip/article/HQNSHI/20061128/124551/.

221. Chen Y., Wang X., Hong M. K., Erramilli Sh., Mohanty P. Nanoscale field effect transistor for biomolecular signal amplification. Appl. Phys. Lett., 2007, v. 91, p. 243511.

222. Киреев В. Ю., Данилин Б. С., Кузнецов В. И. Плазмохимическое и ионно-химическое травление микроструктур. М.: Радио и связь, 1983 128 с.

223. Ивановский Г.Ф., Петров В.И. Ионно-плазменная обработка материалов. М.: Радио и связь. 1986-232 с.

224. Орликовский А.А. Плазменные процессы в микро- и наноэлектронике. Часть 1. Реактивное ионное травление. Микроэлектроника. 1999, т. 28. N5, с. 344-362.

225. Stern Е. J., Klemic F., Routenberg D. A., Wyrembak P. N., Turner-Evans D. В., Hamilton A. D., LaVan D. A., Fahmy Т. M., Reed M. A. Label-free immunodetection with CMOS-compatible semiconducting nanowires. Nature, 2007, v. 445, p. 519-522.

226. Vu X.T., Ghoshmoulick R., Eschermann jJ. F., Stockmann R., Offenhausser A., Ingebrandt S. Sensors and Actuators B: Chemical., 2010, v. 144, N2, p. 354-360.

227. Guo L. J., Krauss P. R., Chou S. Y. Nanoscale silicon field effect transistors fabricated using imprint lithography. Appl. Phys. Lett. 1997, v. 71, N13, p. 1881-1883.

228. Ahn C.-G., Park C. W., Yang J.-H., Ah C. S., Kim A., Kim T.-Y., Yu H. Y„ Jang M., Kim S.-H., Baek I.-В., Lee S., Sung G. Y. Biosensors using the Si nanochannel junction-isolated from the Si bulk Substrate. J. Appl. Phys., 2009, v. 106, p. 114701 (5).

229. Elibol О. H., Morisette D., Akin D., Denton J. P., Bashir R. Integrated nanoscale silicon sensors using top-down fabrication. Appl. Phys. Lett., 2003, v.83. p. 4613-4615.

230. Schubert P. J., Neudeck G. W. Confined lateral selective epitaxial growth of silicon for device fabrication. IEEE Electron Device Lett., 1990, v. 11, №5, p. 181-183.

231. Kamins Т. I. Sharma S., Yasseri A.A., Li Z., Straznicky J. Metal-catalysed, bridging nanowires as vapor sensors and concept for their use in a sensor system. Nanotechnology, 2006. v. 17. p. S291-S297.

232. Yang K., Wang H., Zou K. and X. Zhang. Gold nanoparticle modified silicon nanowires as biosensors. Nanotechnology, 2006, v. 17, p. S276-S279.

233. Shao M.-W., Yao H., Zhang M.-L., Wong N.-B., Shan Y.-Y., Lee S.-T. Fabrication and application of long strands of silicon nanowires as sensors for bovine serum albumin detection. Appl. Phys. Lett., 2005, v. 87, p. 183106(3).

234. Su S., He Y., Zhang M., Yang K., Song S., Zhang X., Fan C., Lee S.-T. High-sensitivity pesticide detection via silicon nanowires-supported acetylcholinesterase-based electrochemical sensors. Appl. Phys. Lett., 2008, v. 93, p.023113(3).

235. Tilke A., Blick R.H, Lorenz H., Kotthaus J. P. Coulomb blockade in quasimetallic silicon-on-insulator nanowires. J. Appl. Phys., 2001, v. 89, N12, p. 8159-8163.

236. Zhuang L., Guo L., Chou S. Y. Silicon single-electron quantum-dot transistor switch operating at room temperature. Appl. Phys. Lett. 1998, v. 72, N10, p. 1205-1207.

237. Tilke A., Pescini L., Erbe A., Lorenz H., Blick R. H. Electron-phonon interaction in suspended highly doped silicon nanowires. Nanotechnology, 2002, v. 13, p. 491-494.

238. Настаушев Ю. В., Наумова О. В., Попов В. П. Полевой нанотранзистор. Патент РФ № RU 2250535, 2005, Приоритет от 14.08.2003. БИ N4.

239. Niu G. F., Gressler J. D., Mahew S. J. Explicit formulation of series resistance correction procedure for MOSFETparameter extraction and its accuracy analysis. Sol.-St.Electronics, 1998, v. 42, N6, p.1057-101058.

240. Ibbotson D. E., Flamm D. L., Mucha J. A., Donnely V.M. Comparison of XeF2 and F-atom reactions with Si and Si02. Appl. Phys. Lett., 1984, v. 44, N. 12, p. 1129-1131.

241. Бакланов M. P., Репинский С. M., Ржанов А. В. Доклады АН СССР, Сер. Хим., 1980, т.253, N4, с. 883-886.

242. Бакланов M. Р. Современные проблемы физической химии поверхности полупроводников. Наука, Новосибирск. 1988. - 177 с.

243. Бакланов М. Р., Репинский С. М., Ржанов А. В. Сверхмонослойная адсорбция в реакциях окисления и травления полупроводников. Кинетика и катализ, 1990, т. 31, вып.2, с. 292-305.

244. Aliev V. S., Baklanov M. R., Bukhtiyarov V. I. Silicon surface cleaning usingXeF2 gas treatment. Appl. Surf. Sei. 1995, v. 90, p. 191-194.

245. Bloomfield V. The Structure of Bovine Serum albumin at Low pH. Biochemistry, 1966, v. 5, p. 684-689.

246. Encyclopedia Britannica. http://www.britannica.com/EBchecked/topic/535912/serum-albumin.

247. Böhme U., Scheler U. Effective charge of bovine serum albumin determined by electrophoresis NMR. Chemical Physics Letters, 2007, v. 435, N 4-6, p. 342-345.

248. Carter D. С., Ho J. X. Structure of Serum Albumin. Adv. Protein Chem. 1994, v. 45, p. 153203.

249. Emerson T. E., Jr. Unique features of albumin: A brief review. CRC Crit. Care Med. 1989, v. 17, p. 690-694

250. Батенков В. А. Электрохимия полупроводников. Учеб. пособие. Изд. 2-е, допол. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. с. 162.

251. Ivanov Yu.D., Pleshakova Т. О., Kozlov A. F., Malsagova К. A., Krohin N. V., Shumyantseva V. V., Shumov I. D., Popov V. P., Naumova О. V., Fomin В. I., Nasimov D.

252. A., Aseev A. L., Archakov A. I. Nanowire biosensor for detection of HBsAg and a -fetoprotein. Lab on a Chip, 2012, v. 12, p. 5104-5111.

253. Carlini P., Ferranti P., Polizio F., Ciriolo M. R., Rotilio G. Purification and characterization of Alpha-Fetoprotein from the human hepatoblastoma HepG2 cell line in serum-free medium. Biometals, 2007, v. 20, p. 869-878.

254. Wang X., Chen Y., Gibney K. A., Erramilli S., Mohanty P. Silicon-based Nanochannel Glucose Sensor. Appl. Phys. Lett.: Appl. Biophys. 2008, v.92, p.013903-013905.

255. Chen Y., Wang X., Hong M., Erramilli S., Mohanty P. Surface-modified silicon nanochannel for urea sensing. Sensors and Actuators B: Chemical, 2008, v. 133, p. 593-598.

256. Lim H.-K., Fossum J.G. Threshold Voltage of Thin-Film Silicon-on-Insulator (SOI) MOSFET's. IEEE Trans. El. Dev. 1983, ED-30, p. 1244-1251.

257. Landheer D., Aers G., McKinnon W. R., Deen M. J., Ranuarez J. C. Model for the field effect from layers of biological macromolecules on the gates of metal-oxide-semiconductor transistors. J. Appl. Phys., 2005, v. 98, p. 044701(15).

258. Yates D. E., Levine S., Healy T.W. Site-binding model of the electrical double layer at the oxide/water interface. Chem. Soc., Faraday Trans. 1974, v. 70, p. 1807-1818.

259. Bousse L., de Rooij N.F., Bergveld P. Operation of chemically sensitive field-effect sensors as a function of the insulator-electrolyte interface. IEEE Trans. Electron Dev., 1983, ED-30, p. 1263-1270.

260. Gouy M. G. Sur lafonction electrocapillaire. Ann. Phys. (Paris), 1917, v. 7, p. 129-168.

261. Chapman D.L. A contribution to the theory of electrocapillarity. Philosophical Magazine and Journal of Science, Series 6, 1913, v. 25, N 6, p. 475- 485.

262. Stern O. The theory of the electrolytic double shift. Z. Elektrochem. Angew. Phys. Chem., 1924, v. 30, p. 508-516.