Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля

Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля

Исследованы свойства рекристаллизированных слоев поликремния на изоляторе р-типа проводимости, облученных высокоэнергетическими электронами, в температурном диапазоне 4,2,300 К и в сильном магнитном поле с целью создания датчиков физических величин, работоспособных в жестких условиях эксплуатации....

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2010
Автор: Ховерко, Ю.Н.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2010
Назва видання:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Теми:
Материалы электроники
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51989
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля / Ю.Н. Ховерко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 5-6. — С. 63-66. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-51989
record_format dspace
spelling irk-123456789-519892013-12-23T03:11:29Z Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля Ховерко, Ю.Н. Материалы электроники Исследованы свойства рекристаллизированных слоев поликремния на изоляторе р-типа проводимости, облученных высокоэнергетическими электронами, в температурном диапазоне 4,2,300 К и в сильном магнитном поле с целью создания датчиков физических величин, работоспособных в жестких условиях эксплуатации. Вивчено властивості рекристалізованих шарів полікремнію на ізоляторі в КНІ-структурах р-типу провідності з різною концентрацією носіїв заряду, опромінених високоенергетичними електронами з потоком частинок до 10¹⁷ см⁻² в температурному діапазоні 4,2 - 300 К та в сильних магнітних полях. Встановлено, що сильнолеговані шари полікремнію на ізоляторі проявляють радіаційну стійкість при опроміненні, а магнітоопір такого матеріалу в магнітному полі до 14 Тл не перевищує 1-2%. Ці властивості можна використовувати для створення мікроелектронних датчиків фізичних величин, працездатних в жорстких умовах експлуатації. The properties of recrystallized polysilicon on insulator layers of p-type conductive SOI-structures with different carrier concentration irradiated with high-energy electrons flow about 10¹⁷ cm⁻² in temperature range 4,2 - 300 K and high magnetic fields were investigated. It was found that heavily doped laser recrystallized polysilicon on insulator layers show its radiation resistance under irradiation with highenergy electrons and magnetoresistance of such material remains quite low in magnetic field about 14 T does not exceed 1-2%. Such qulity can be applied in designing of microelectronic sensors of mechanical values operable in hard conditions of exploitation. 2010 Article Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля / Ю.Н. Ховерко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 5-6. — С. 63-66. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51989 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Материалы электроники
Материалы электроники
spellingShingle Материалы электроники
Материалы электроники
Ховерко, Ю.Н.
Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Исследованы свойства рекристаллизированных слоев поликремния на изоляторе р-типа проводимости, облученных высокоэнергетическими электронами, в температурном диапазоне 4,2,300 К и в сильном магнитном поле с целью создания датчиков физических величин, работоспособных в жестких условиях эксплуатации.
format Article
author Ховерко, Ю.Н.
author_facet Ховерко, Ю.Н.
author_sort Ховерко, Ю.Н.
title Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля
title_short Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля
title_full Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля
title_fullStr Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля
title_full_unstemmed Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля
title_sort исследование стойкости слоев поликремния в кни-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate 2010
topic_facet Материалы электроники
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51989
citation_txt Исследование стойкости слоев поликремния в КНИ-структурах при воздействии электронного облучения и сильного магнитного поля / Ю.Н. Ховерко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 5-6. — С. 63-66. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv AT hoverkoûn issledovaniestojkostisloevpolikremniâvknistrukturahprivozdejstviiélektronnogooblučeniâisilʹnogomagnitnogopolâ
first_indexed 2025-07-04T14:18:58Z
last_indexed 2025-07-04T14:18:58Z
_version_ 1836726343763492864
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 5�6 63 ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 25.05 2010 ã. Îïïîíåíò ê. ò. í. Ï. Â. ÏÀÙÅÍÊÎ (ÍÈÈ ßÔ, ã. Ìîñêâà) Ê. ò. í. Þ. Í. ÕÎÂÅÐÊÎ Óêðàèíà, Íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò «Ëüâîâñêàÿ ïîëèòåõíèêà», Ïîëüøà, ã. Âðîöëàâ, Ìåæäóíàðîäíàÿ ëàáîðàòîðèÿ ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëåé è íèçêèõ òåìïåðàòóð E-mail: druzh@polynet.lviv.ua ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÑÒÎÉÊÎÑÒÈ ÑËÎÅ ÏÎËÈÊÐÅÌÍÈß Â ÊÍÈ-ÑÒÐÓÊÒÓÐÀÕ ÏÐÈ ÂÎÇÄÅÉÑÒÂÈÈ ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÃÎ ÎÁËÓ×ÅÍÈß È ÑÈËÜÍÎÃÎ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß Èññëåäîâàíû ñâîéñòâà ðåêðèñòàëëèçè- ðîâàííûõ ñëîåâ ïîëèêðåìíèÿ íà èçîëÿòî- ðå ð-òèïà ïðîâîäèìîñòè, îáëó÷åííûõ âûñîêîýíåðãåòè÷åñêèìè ýëåêòðîíàìè, â òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå 4,2�300 Ê è â ñèëüíîì ìàãíèòíîì ïîëå ñ öåëüþ ñî- çäàíèÿ äàò÷èêîâ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí, ðàáîòîñïîñîáíûõ â æåñòêèõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè. Ïðîáëåìà ñîçäàíèÿ ìèêðîýëåêòðîííûõ äàò÷èêîâ ìåõàíè÷åñêèõ è òåïëîâûõ âåëè÷èí, ðàáîòîñïîñîáíûõ â ýêñòðåìàëüíûõ óñëîâèÿõ, ò. å. ïðè íèçêîé òåìïåðà- òóðå, â ñèëüíîì ìàãíèòíîì ïîëå, à òàêæå â óñëîâèÿõ ýëåêòðîííîãî îáëó÷åíèÿ, ÿâëÿåòñÿ àêòóàëüíîé äëÿ ðàçëè÷íûõ îòðàñëåé íàóêè è òåõíèêè (àâèàêîñìè÷å- ñêàÿ òåõíèêà, êðèîýíåðãåòèêà è äð.). Ñåãîäíÿ â ìèêðîýëåêòðîíèêå øèðîêî èñïîëüçó- þòñÿ ñëîè ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ íà ïîâåðõ- íîñòè îêèñëåííîé êðåìíèåâîé ïëàñòèíû (ÊÍÈ- ñòðóêòóðû). Òàêèå ñëîè ôîðìèðóþòñÿ, êàê ïðàâèëî, õèìè÷åñêèì îñàæäåíèåì èç ãàçîâîé ôàçû.  îòëè÷èå îò ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ, â ïîëèêðèñòàë- ëè÷åñêèõ ñëîÿõ ïîäâèæíîñòü ýëåêòðîíîâ è äûðîê ìàëà, ÷òî îáóñëîâëåíî íàëè÷èåì áîëüøîãî êîëè÷å- ñòâà äåôåêòîâ ñòðóêòóðû, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ öåíòðà- ìè ðàññåÿíèÿ è ðåêîìáèíàöèè [1, 2]. Óìåíüøåíèå êî- ëè÷åñòâà äåôåêòîâ ñòðóêòóðû ïðè ëàçåðíîé ðåêðèñ- òàëëèçàöèè èñõîäíîãî ïîëèêðåìíèÿ âåäåò ê âîçðàñ- òàíèþ ïîäâèæíîñòè íîñèòåëåé çàðÿäà â ñëîå, ÷òî äå- ëàåò âîçìîæíûì ñîçäàíèå íà îñíîâå ÊÍÈ-ñòðóêòóð ìèêðîýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ, â òîì ÷èñëå äàò÷èêîâ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí ñ áîëüøèì áûñòðîäåéñòâèåì, óâåëè÷åííîé ñòåïåíüþ èíòåãðàöèè, à òàêæå ñîçäàíèå èíòåãðàëüíûõ ñõåì ñ òðåõìåðíîé èíòåãðàöèåé ýëåìåí- òîâ äëÿ îáðàáîòêè ñèãíàëîâ â èíòåëëåêòóàëüíûõ äàò- ÷èêàõ [2, 3]. Èçâåñòíû ìèêðîýëåêòðîííûå äàò÷èêè ìåõàíè÷å- ñêèõ è òåïëîâûõ âåëè÷èí íà îñíîâå ïîëèêðåìíèÿ äëÿ äèàïàçîíà òåìïåðàòóðû �30...+60°Ñ [3, 4]. Íàøè ïðå- äûäóùèå èññëåäîâàíèÿ [5�8] ïîêàçàëè âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ äàò÷èêîâ ìåõàíè÷åñêèõ è òåïëîâûõ âåëè- ÷èí íà îñíîâå ðåêðèñòàëëèçèðîâàííûõ ëàçåðîì ñëî- åâ ïîëèêðåìíèÿ íà èçîëÿòîðå, ðàáîòîñïîñîáíûõ â øè- ðîêîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóðû (4,2�300 Ê). Äëÿ òîãî, ÷òîáû îöåíèòü ðàäèàöèîííóþ ñòîéêîñòü òàêèõ äàò÷è- êîâ, íåîáõîäèìî ïðîâåñòè ïðè êðèîãåííûõ òåìïåðà- òóðàõ èññëåäîâàíèå õàðàêòåðèñòèê ñëîåâ ïîëèêðèñ- òàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ ñ ðàçëè÷íîé êîíöåíòðàöèåé íîñèòåëåé, îáëó÷åííûõ âûñîêîýíåðãåòè÷åñêèìè ýëåê- òðîíàìè, à òàêæå îöåíèòü âëèÿíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ íà ýòè õàðàêòåðèñòèêè. Öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ èçó÷åíèå âîç- ìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ÊÍÈ-ñòðóêòóð â äàò÷èêàõ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí, ðàáîòîñïîñîáíûõ â æåñòêèõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè � ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, â ñèëüíîì ìàãíèòíîì ïîëå è ïðè îáëó÷åíèè. Îáúåêò èññëåäîâàíèÿ è ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà Äëÿ èññëåäîâàíèÿ õàðàêòåðèñòèê ñëîåâ ïîëèêðåì- íèÿ èñïîëüçîâàëèñü ñïåöèàëüíî èçãîòîâëåííûå òåñ- òîâûå ÊÍÈ-ñòðóêòóðû ñ ïîëèêðåìíèåâûìè ðåçèñòî- ðàìè ðàçìåðàìè 80×8×0,5 ìêì (ðèñ. 1), ðåêðèñòàë- ëèçèðîâàííûìè ëàçåðîì.  êà÷åñòâå èñõîäíîãî ìàòå- ðèàëà èñïîëüçîâàëè ïëàñòèíû êðåìíèÿ îðèåíòàöèè (100), p-òèïà ïðîâîäèìîñòè, ïðåäâàðèòåëüíî òåðìè- ÷åñêè îêèñëåííûå äî ïîëó÷åíèÿ ñëîÿ îêñèäà òîëùè- íîé 1,0 ìêì. Íà ñëîé SiO2 â ðåàêòîðå ñ ðàáî÷èì äàâ- ëåíèåì ïîðÿäêà 100 Ïà ïðè òåìïåðàòóðå 625°Ñ èç ãà- çîâîé ôàçû îõëàæäàëè ñëîé ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ òîëùèíîé 0,5 ìêì. Çàòåì îñóùåñòâëÿëîñü ëåãèðîâàíèå ïîëèêðåìíèÿ ìåòîäîì èîííîé èìïëàí- òàöèè áîðà ñ ðàçëè÷íûìè äîçàìè. Ñëîè ïîëèêðåìíèÿ ïîäâåðãàëè ëàçåðíîé ðåêðèñòàëëèçàöèè ïóòåì ñêàíè- ðîâàíèÿ ïîâåðõíîñòè ëàçåðíûì ëó÷îì (λ=1,06 ìêì). Ïîñëå ðåêðèñòàëëèçàöèè êîíöåíòðàöèÿ íîñèòåëåé çà- 2 3 1 Ðèñ. 1. Ñõåìàòè÷åñêîå èçîáðàæåíèå îáðàçöà òåñòîâîé ÊÍÈ-ñòðóêòóðû: 1 � ïîäëîæêà èç ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ; 2 � ïîëèêðåì- íèåâûå ðåçèñòîðû; 3 � êîíòàêòíûå ïëîùàäêè Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 5�6 64 ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ ðÿäà â ïîëèêðåìíèåâûõ ðåçèñòîðàõ ñîñòàâèëà 4,8·1018 è 1,7·1020 ñì�3. Ïðè ëàçåðíîé ðåêðèñòàëëèçàöèè èñïîëüçîâàëîñü êîìáèíèðîâàííîå ïîêðûòèå èç ñëîåâ SiO2 è Si3N4. Ñ ïîìîùüþ ýòîãî ïîêðûòèÿ çà ñ÷åò ïîäáîðà êîýôôè- öèåíòîâ îòðàæåíèÿ ìàòåðèàëîâ â çîíå òåðìè÷åñêîãî âëèÿíèÿ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ìîæíî óïðàâëÿòü òåì- ïåðàòóðíûì ïðîôèëåì ïðîöåññà ðåêðèñòàëëèçàöèè ñëîåâ ïîëèêðåìíèÿ (ðèñ. 2). Êðîìå òîãî, èñïîëüçî- âàíèå òàêèõ ïîêðûòèé ïðåäîòâðàùàåò ðàñòåêàíèå ìà- òåðèàëà â ïðîöåññå ðåêðèñòàëëèçàöèè.  îïòèìàëü- íûõ óñëîâèÿõ ëàçåðíîé ðåêðèñòàëëèçàöèè çà ñ÷åò ñå- ëåêòèâíîãî íàãðåâàíèÿ ìàòåðèàëà ïîëó÷åíû ñëîè ïî- ëèêðåìíèÿ ñ ðàçìåðàìè çåðåí äî 20×500 ìêì [9]. Òåìïåðàòóðíûå èññëåäîâàíèÿ ÊÍÈ-ñòðóêòóð ïðî- âîäèëèñü â èíòåðâàëå òåìïåðàòóðû 4,2�300 Ê â ìàã- íèòíîì ïîëå ñ èíäóêöèåé äî 14 Òë. Îáðàçöû îõëàæ- äàëèñü äî 4,2 Ê â ãåëèåâîì êðèîñòàòå. Äëÿ íàãðåâà- íèÿ îáðàçöîâ äî òåìïåðàòóðû 300 Ê èñïîëüçîâàëàñü ñïåöèàëüíàÿ âñòàâêà ñ íàãðåâàòåëåì èç áèôèëÿðíîé ïðîâîëîêè, íàìîòàííîé íà åå êîðïóñ. Ñòàáèëèçèðî- âàííûé ýëåêòðè÷åñêèé òîê â ïðåäåëàõ 1�100 ìêÀ ÷åðåç îáðàçåö çàäàâàëñÿ èñòî÷íèêîì òîêà Keithley 224 â çàâèñèìîñòè îò ñîïðîòèâëåíèÿ èññëåäóåìîãî ìàòå- ðèàëà. Ýëåêòðè÷åñêîå íàïðÿæåíèå íà ïîòåíöèàëüíûõ êîíòàêòàõ îáðàçöîâ, âûõîäíîé ñèãíàë òåðìîïàðû è äàò÷èêà ìàãíèòíîãî ïîëÿ èçìåðÿëèñü öèôðîâûìè âîëüòìåòðàìè òèïà Keithley 2000 è Keithley 2010 ñ òî÷- íîñòüþ äî 1·10�6  ñ îäíîâðåìåííîé àâòîìàòè÷åñêîé ðåãèñòðàöèåé ïîêàçàíèé ïðèáîðîâ ÷åðåç ïàðàëëåëü- íûé ïîðò ïåðñîíàëüíîãî êîìïüþòåðà, èõ âèçóàëèçà- öèåé è çàïèñè ìàññèâîâ äàííûõ â ôàéë. Èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëåé íà ñâîéñòâà ñëîåâ ïîëèêðåìíèÿ ïðîâîäèëîñü íà óñòàíîâêå, ñîäåðæàùåé áèòòåðîâñêèé ìàãíèò ñ èíäóê- öèåé äî 14 Òë è âðåìåíåì ðàçâåðòêè ïî ïîëþ 1,75 èëè 3,5 Òë/ìèí ïðè òåìïåðàòóðå 4,2 Ê è âûøå. Íà èìïóëüñíîì óñêîðèòåëå ýëåêòðîíîâ òèïà ìèêðî- òðîí Ì-30 â Èíñòèòóòå ýëåêòðîííîé ôèçèêè ÍÀÍÓ îá- ðàçöû ïîëèêðåìíèÿ îáëó÷àëè ïðè òåìïåðàòóðå 300 Ê ýëåêòðîíàìè ñ ýíåðãèåé 10 Ìý ôëþýíñîì 1·1016 è 1·1017 ñì�2. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû Èññëåäîâàíèå õàðàêòåðèñòèê ñëîåâ ïîëèêðèñòàë- ëè÷åñêîãî êðåìíèÿ ïðè ýëåêòðîííîì îáëó÷åíèè ïðî- âîäèëîñü â øèðîêîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå � îò Ò Òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ ïîëèêðåìíèÿ Si3N4 SiO2 Ïîëèêðåìíèé SiO2 Ãðàíèöà çåðåí Ò âå ðä àÿ ô àç à Æ èä êà ÿ ô àç à Ðèñ. 2. Ìîäóëÿöèÿ òåìïåðàòóðíîãî ïðîôèëÿ â çîíå ðàñ- ïëàâà âî âðåìÿ ïðîöåññà ðåêðèñòàëëèçàöèè ïîëèêðåì- íèåâîãî ñëîÿ íà èçîëÿòîðå R, êÎì 80 60 40 20 0 100 200 Ò, Ê ρ300 Ê=4,8·1018 ñì�3 R, Îì 240 220 200 180 160 140 0 100 200 Ò, Ê 3 2 1 ρ300 Ê=1,7·1020 ñì�3 3 2 1 Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñîïðîòèâëåíèÿ ñëîåâ ñëàáîëåãèðîâàííîãî (à) è ñèëüíîëåãèðîâàííîãî (á) ïîëèêðåìíèÿ äî (1) è ïîñëå îáëó÷åíèÿ ýëåêòðîíàìè ðàçëè÷íîãî ôëþýíñà: 2 � 1·1016 ñì�2; 3 � 1·1017 ñì�2 à) á) d, ìêì Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 5�6 65 ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ ∆R (Ô )/ R Ô = 0, % 100 80 60 40 20 0 2 4 6 8 Ô, 1016 ñì�2 3 2 1ρ300 Ê=4,8·1018 ñì�3 ∆R (Ô )/ R Ô = 0, % 25 20 15 10 5 0 2 4 6 8 Ô, 1016 ñì�2 3 2 1 ρ300 Ê=1,7·1020 ñì�3 Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ñëàáîëåãèðîâàííûõ (à) è ñèëüíîëåãèðîâàííûõ (á) ñëîåâ ïîëèêðåìíèÿ îò ôëþýíñà ýëåêòðîíîâ ïðè ðàçëè÷íîé òåìïåðàòóðå (â Ê): 1 � 4,2; 2 � 77; 3 � 300 ∆R ( )/ R  = 0, % 24 20 16 12 8 4 0 2 4 6 8 10 12 Â, Òë 3 2 1 ρ300 Ê=4,8·1018 ñì�3 ∆R ( )/ R  = 0, % 1,6 1,2 0,8 0,4 0 2 4 6 8 10 12 Â, Òë 3 2 1ρ300 Ê=1,7·1020 ñì�3 Ðèñ. 5. Ìàãíåòîñîïðîòèâëåíèå ðåêðèñòàëëèçèðîâàíûõ ñëàáîëåãèðîâàííûõ (à) è ñèëüíîëåãèðîâàííûõ (á) ñëîåâ ïî- ëèêðåìíèÿ äî (1) è ïîñëå îáëó÷åíèÿ âûñîêîýíåðãåòè÷åñêèìè ýëåêòðîíàìè ðàçëè÷íîãî ôëþýíñà: 2 � 1·1016 ñì�2; 3 � 1·1017 ñì�2 4,2 äî 300 Ê. Íà ðèñ. 3 âèäíî, ÷òî ñîïðîòèâëåíèå ñëîåâ ïîëèêðåìíèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ ïîñëå îáëó÷åíèÿ âûñîêîýíåðãåòè÷åñêèìè ýëåêòðîíàìè. Ýòà çàâèñè- ìîñòü ñèëüíåå ïðîÿâëÿåòñÿ äëÿ ñëàáîëåãèðîâàííûõ îáðàçöîâ ñ êîíöåíòðàöèåé íîñèòåëåé 4,8·1018 ñì�3 (ðèñ. 3, à), â òî âðåìÿ êàê äëÿ ñèëüíîëåãèðîâàííûõ îáðàçöîâ îíà çíà÷èòåëüíî ìåíüøå (ðèñ. 3, á). Ýòî õîðîøî èëëþñòðèðóåò ðèñ. 4, íà êîòîðîì âèäíî, ÷òî äëÿ ñëàáîëåãèðîâàííûõ ñëîåâ ïîëèêðåìíèÿ (ðèñ. 4, à) çàâèñèìîñòü åãî ñîïðîòèâëåíèÿ îò ôëþýíñà ýëåêòðî- íîâ áîëåå ñèëüíî ïðîÿâëÿåòñÿ ïðè òåìïåðàòóðå æèä- êîãî ãåëèÿ. Îòñþäà ñëåäóåò âûâîä î ðàäèàöèîííîé ñòîéêîñòè ñèëüíîëåãèðîâàíûõ ñëîåâ ïîëèêðåìíèÿ íà èçîëÿòîðå, ðåêðèñòàëëèçèðîâàííûõ ëàçåðîì, ïðè îá- ëó÷åíèè èõ âûñîêîýíåðãåòè÷åñêèìè ýëåêòðîíàìè ôëþýíñîì 1·1016 ñì�2, ÷òî ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî äëÿ ñîçäàíèÿ íà èõ îñíîâå ðàäèàöèîííîñòîéêèõ ìèê- ðîýëåêòðîííûõ äàò÷èêîâ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí. Èññëåäîâàëîñü òàêæå âëèÿíèå ýëåêòðîííîãî îá- ëó÷åíèÿ íà ìàãíåòîñîïðîòèâëåíèå ñëîåâ ïîëèêðåì- íèÿ â ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ (ñ èíäóêöèåé äî 14 Òë) ïðè òåìïåðàòóðå æèäêîãî ãåëèÿ (ðèñ. 5). Êàê âèäíî èç ðèñ. 3 è 5, íàáëþäàåòñÿ êîððåëÿöèÿ ìåæäó âëèÿíèåì ýëåêòðîííîãî îáëó÷åíèÿ íà ïðîâî- äèìîñòü è ìàãíåòîñîïðîòèâëåíèå ñëîåâ ïîëèêðåìíèÿ ïðè íèçêîé òåìïåðàòóðå. Èññëåäîâàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî ïîëèêðèñòàëëè÷å- ñêèé êðåìíèé ñîñòîèò èç ìåëêèõ, ñîåäèíÿþùèõñÿ ñâî- èìè ãðàíèöàìè ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ çåðåí, êîòîðûå, â ñâîþ î÷åðåäü, ñîñòîÿò èç ðàçóïîðÿäî÷åííûõ àòî- ìîâ [10].  ñîîòâåòñòâèè ñ ìîäåëüþ ëîâóøåê íîñè- òåëåé çàðÿäà â ëåãèðîâàííîì ìàòåðèàëå ïîäâèæíûå íîñèòåëè çàõâàòûâàþòñÿ ýíåðãåòè÷åñêèìè ñîñòîÿíè- ÿìè íà ãðàíèöàõ çåðåí.  ðåçóëüòàòå òàêîãî çàõâàòà íà ïîâåðõíîñòè çåðåí âîçíèêàþò êàê îáëàñòè ïðîñòðàí- ñòâåííîãî çàðÿäà (îáåäíåííûå íîñèòåëÿìè), òàê è ïî- à) á) à) á) Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 5�6 66 ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ òåíöèàëüíûå áàðüåðû. Ëàçåðíàÿ ðåêðèñòàëëèçàöèÿ ìåëêîçåðíèñòîãî ïîëèêðåìíèÿ ïðèâîäèò ê óâåëè÷å- íèþ ñðåäíåãî ðàçìåðà çåðíà, à çíà÷èò, è ê óìåíüøå- íèþ îáùåé ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè çåðåí, íà êîòîðîé îñóùåñòâëÿåòñÿ çàõâàò ñâîáîäíûõ íîñèòåëåé çàðÿäà. Ïîñêîëüêó ýôôåêòèâíûé ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð íà ãðàíèöàõ çåðåí â ðåêðèñòàëëèçèðîâàííûõ ñëîÿõ ïî- ëèêðåìíèÿ íåçíà÷èòåëåí (ìåíåå 0,1 ýÂ), âåðîÿòíîñòü ñåãðåãàöèè ïðèìåñåé âäîëü òàêèõ ãðàíèö ïîñëå îá- ëó÷åíèÿ âûñîêîýíåðãåòè÷åñêèìè ýëåêòðîíàìè ñèëü- íîëåãèðîâàííûõ ïëåíîê ïîëèêðåìíèÿ äîñòàòî÷íî âûñîêà. Ýòî ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ïîäâèæíîñòè íîñèòåëåé çàðÿäà µ â îáëó÷åííûõ îáðàçöàõ ïî ñðàâ- íåíèþ ñ íåîáëó÷åííûìè è, ñîîòâåòñòâåííî, ê óìåíü- øåíèþ ïðîâîäèìîñòè è ìàãíåòîñîïðîòèâëåíèÿ ïîëè- êðåìíèåâûõ ñëîåâ. Åñëè ó÷åñòü, ÷òî ìàãíåòîñîïðîòèâëåíèå îïèñûâà- åòñÿ âûðàæåíèåì [11] 2/ ( ) ,R R a B∆ = µ ãäå à � êî- ýôôèöèåíò, êîòîðûé ó÷èòûâàåò ðàññåÿíèå íîñèòåëåé çàðÿäà, òî ñòàíîâèòñÿ ïîíÿòíûì, ÷òî óìåíüøåíèå ìàã- íåòîñîïðîòèâëåíèÿ ïîëèêðåìíèÿ ïîñëå îáëó÷åíèÿ, êî- òîðîå ýêñïåðèìåíòàëüíî íàáëþäàëîñü â ñëîÿõ îáðàç- öîâ, îáóñëîâëåíî óìåíüøåíèåì ïîäâèæíîñòè íîñè- òåëåé çàðÿäà â ïîëèêðåìíèè. *** Òàêèì îáðàçîì, óñòàíîâëåíî, ÷òî ñèëüíîëåãèðî- âàííûå áîðîì ñëîè ïîëèêðåìíèÿ íà èçîëÿòîðå, ðå- êðèñòàëëèçèðîâàíûå ëàçåðîì, ïðîÿâëÿþò ðàäèàöèîí- íóþ ñòîéêîñòü ïðè îáëó÷åíèè âûñîêîýíåðãåòè÷åñêè- ìè ýëåêòðîíàìè ðàçëè÷íîãî ôëþýíñà, à èçìåíåíèå èõ ñîïðîòèâëåíèÿ â ìàãíèòíîì ïîëå äî 14 Òë äîñòà- òî÷íî ìàëî (íå ïðåâûøàåò 1�2%). Ýòè ñâîéñòâà ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ñîçäàíèÿ ìèêðîýëåêòðîííûõ äàò÷èêîâ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí, ðàáîòîñïîñîáíûõ â óñëîâèÿõ ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëåé, ýëåêòðîííîãî îá- ëó÷åíèÿ è êðèîãåííûõ òåìïåðàòóð. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Druzhinin A. A., Lavitskaya E. N., Maryamova I. I., Deshchin- sky Y. L. Grain boundary effect on the conductivity and piezoresis- tance of the polycrystalline silicon layers // Functional Materials.� 1996.� Vol. 3, N 1.� P. 58�61. 2. Druzhinin A., Lavitska E., Maryamova I., Kogut I. Laser recrystallization of polysilicon in sensor technology: possibilities and restrictions // Silicon-on-Insulator Technology and Devices.� Electrochem. Soc. Proc.� 1997.� Vol. 23.� P. 92�97. 3. Mosser V., Suski J., Goss J., Obermeier E. Piezoresistive pressure sensors based on polycrystalline silicon // Sensors and Actuators.� 1991.� Vol. A28.� P. 113�132. 4. Druzhinin A., Lavitska E., Maryamova I. et al. Mechanical sensors based on laser-recrystallized SOI structures // Sensors and Actuators A. Physical.� 1997.� Vol. A61.� P. 400�404. 5. Druzhinin A., Maryamova I., Lavitska E. et al. Laser re- crystallized polysilicon layers for sensor application: electrical and piezoresistive characterization / In book: Perspectives, Science and Technologies for Novel Silicon on Insulator Devices // Ed. by P. L. F. Hemment.� Kluwer Acad. Publ, Dordrecht, 2000.� P. 127�135. 6. Druzhinin À., Lavitska E., Maryamova I., Khoverko Y. Laser recrystallized SOI layers for sensor applications at cryogenic temperatures // In book: Progress in SOI structures and Devices Operating at Extreme Conditions // Ed. by F. Balestra�Kluwer Acad. Publ., Netherlands, 2002.� P. 233�237. 7. Druzhinin A., Lavitska Å., Maryamova I. et al. On possibility to extend the operation temperature range of SOI sensors with polysilicon piezoresistors // Journal of Telecomunications and Information Technology.� 2001.� ¹ 1.� Ð. 40�45. 8. Äðóæèíèí À. À., Ìàðüÿìîâà È. È., Ìàòâèåíêî Ñ. Í., Õî- âåðêî Þ. Í. Èññëåäîâàíèå ñâîéñòâ ñëîåâ ïîëèêðåìíèÿ íà èçîëÿ- òîðå ïðè êðèîãåííûõ òåìïåðàòóðàõ äëÿ ñîçäàíèÿ ñåíñîðîâ // Òåõ- íîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå.� 2003.� ¹ 6.� Ñ. 10�13. 9. Druzhinin A. A., Kostur V. G., Kogut I. T. et al. Microzone laser recrystallized polysilicon layers on insulator // Phys. and Techn. Problems of SOI Structures and Devices.� NATO ASI Series: Kluwer Acad. Publ., Netherlands.� 1995.� P. 101�105. 10. Seto J. The electrical properties of polycrystalline silicon films // J. Appl. Phys.� 1975.� Vol. 46, N 12.� P. 5247�5254. 11. Æäàíîâà Í. Ã., Êàãàí Ì. Ñ., Ëàíäñáåðã E. Ã. Ýëåêòðîííàÿ ëîêàëèçàöèÿ â íåâûðîæäåííûõ ïîëóïðîâîäíèêàõ ñ ïðîèçâîëüíûì ïîòåíöèàëîì çàðÿæåííûõ ïðèìåñåé // ÆÝÒÔ.� 2000.� Ò. 117, ¹ 4.� Ñ. 761�770. ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ Í Î Â Û Å Ê Í È Ã È Ïðîåêòèðîâàíèå ñèñòåì öèôðîâîé è ñìåøàííîé îáðàáîòêè ñèãíàëîâ / Ïîä ðåä. Ó. Êåñòåðà.� Ì.: Òåõíîñôåðà, 2010.� 328 ñ. Êíèãà ïîñâÿùåíà êàê òåîðåòè÷åñêèì, òàê è ïðèêëàäíûì àñïåêòàì ñîçäàíèÿ àíàëîãî-öèôðîâûõ ñèñòåì îáðàáîòêè ñèãíàëîâ. Ðàññìàòðèâàþòñÿ âîïðîñû àíàëîãî-öèôðîâîãî è öèôðî-àíàëîãîâîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ, äàþòñÿ îñíîâû öèô- ðîâîé îáðàáîòêè ñèãíàëîâ, öèôðîâîé ôèëüòðàöèè, ñïåêò- ðàëüíîãî àíàëèçà. Îòäåëüíàÿ ãëàâà ïîñâÿùåíà âîïðîñàì êîíñòðóèðîâàíèÿ, òàêèì êàê êîìïîíîâêà óñòðîéñòâà, ðàç- âîäêà ïå÷àòíûõ ïëàò, ïåðåäà÷à ñèãíàëîâ ïî âûñîêîñêîðî- ñòíûì èíòåðôåéñàì, ñîïðÿæåíèå öèôðîâûõ è àíàëîãîâûõ áëîêîâ óñòðîéñòâà. Äëÿ èíæåíåðîâ è ñòóäåíòîâ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ è äðóãèõ ñìåæíûõ ñïåöèàëüíîñòåé.

Схожі ресурси