Способ определения концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях кремния неразрушающим методом ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии

Изобретение относится к области нанотехнологий, наноэлектроники и микроэлектроники. Способ определения концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях кремния, включающий процедуру регистрации характеристических рентгеновских эмиссионных Si L2.3 спектров сильнолегированного кремния при концентрации электрически активной донорной примеси ND≥1018 см-3 в области валентной зоны кремния и в области примесной подзоны электрически активных доноров с помощью неразрушающего метода ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии, отличается тем, что регистрацию рентгеновских эмиссионных спектров проводят при напряжении U=3 кВ на аноде разборной рентгеновской трубки спектрометра монохроматора, при плотности анодного тока 2 мА/см2 с определением относительной интенсивности ID донорного максимума, находящегося в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре выше потолка валентной зоны кремния при энергии Е=100 эВ, соответствующей концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях толщиной ≤120 нм сильнолегированного кремния, определяемой по логарифмической зависимости относительной интенсивности донорного максимума от концентрации электрически активной донорной примеси, описываемой следующим соотношением: ID=A⋅lgND+B, где ID - относительная интенсивность донорного максимума в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре; ND - концентрация электрически активной донорной примеси; А и В - эмпирические константы, которые равны 0,1 и -1,94 соответственно. Технический результат заключается в разработке прямого экспериментального метода количественного определения электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях толщиной ≤120 нм кремния с уровнем легирования ≥1018 см-3 неразрушающим методом ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии. 3 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области нанотехнологий, наноэлектроники и микроэлектроники и может быть применено для определения концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях кремния толщиной ≤120 нм без разрушения образца, сильнолегированного методами диффузии или ионной имплантации, которые широко применяются в полупроводниковой технологии.

Известны и наиболее распространены способы определения концентрации электрически активной легирующей примеси в кремнии, основанные на измерениях поверхностного сопротивления Rs четырехзондовым методом [J.C. Irvin, Resistivity of Bulk Silicon and of Diffused Layers in Silicon/ The Bell System Technical Journal, (1962) V. 41, №.2, p. 387, R. B. Fair, Profile Estimation of High Concentration Arsenic Diffusions in Silicon/ Journal of Applied Physics, (1972) V. 43, p. 1278., К. Пирс, А. Адаме, Л. Кац, Дж. Цай, Т. Сейдел, Д. Макгиллис, Технология СБИС: В 2-х кн. Кн. 1. Перс с англ. / Под ред. С. Зи. - М.: Мир, 1986. - 404 с.] и сопротивления растекания Rsr, с помощью двухзондового метода [К. Пирс, А. Адаме, Л. Кац, Дж. Цай, Т. Сейдел, Д. Макгиллис, Технология СБИС: В 2-х кн. Кн. 1. Перс с англ. / Под ред. С. Зи. - М.: Мир, 1986. - 404 с., R.G. Mazur, D.H. Dickey, S Spreading Resistance Technique for Resistivity Measurements on Silicon, J. Electrochem. Soc, (1966) V. 113, p. 255.]. Указанные способы достаточно просты и характеризуются высокой чувствительностью и надежностью получаемых результатов, однако при малой глубине диффузии и высокой концентрации легирующей примеси измеренное поверхностное сопротивление Rs нельзя использовать для оценки поверхностной концентрации электрически активной примеси, а недостатком метода измерения сопротивления растекания является то, что на результаты измерений большое влияние оказывают состояние поверхности образца и контакт зондов с подложкой.

Известны способы определения концентрации электрически активной легирующей примеси в кремнии, основанные на эффекте Холла [W.S. Jonson, Numerical corrections for hall effect measurements in silicon containing gaussian dopant distributions/ Solid-State Electronics Pergamon Press, (1970) V. 13, p. 951-956., Н.Ф. Ковтонюк, Ю.А. Концевой, Измерения параметров полупроводниковых материалов, Изд-во «Металлургия», 1970 г., 432 с., Павлов Л.П., Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. - 2-е изд., М.: Выш. шк., 1987, 239 с.], которые эффективно применяются в микроэлектронике.

Однако при измерениях данными методами образцов с уровнем легирования ≥1018 см-3 холловская подвижность в поверхностных слоях образца может быть значительно меньше, чем в более глубоких слоях, и ошибка в определении концентрации легирующей примеси в сильнолегированных полупроводниках может достигать ~18%.

Известны способы, позволяющие определить концентрацию электрически активной примеси в полупроводниковых структурах на основе измерений вольт-фарадных характеристик [Павлов Л.П., Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. - 2-е изд., М.: Выш. шк., 1987, 239 с., Патент RU 2028697, опубл. 09.02.1995, «Способ определения параметров полупроводниковых материалов и гетероструктур». Авторы: Поляков В.И., Ермакова О.Н., Ермаков М.Г., Перов П.И., Патент RU 2234709, опубл. 20.08.2004, «Способ локального дистанционного измерения на высоких частотах носителей тока». Авторы: Дульбеев В.А.], широко применяемые для определения профиля концентрации легирующей примеси в полупроводнике. Недостатком данных способов является необходимость формирования металлических контактов на поверхности полупроводниковой структуры. Кроме того, верхний предел измеряемых концентраций электрически активной примеси не превышает 1018 см-3.

Более высокие значения концентраций легирующих примесей в кремнии (вплоть до 1020 см-3), определяемые по измерениям вольт-фарадных характеристик, достигаются в способах, в которых используется система полупроводник-электролит [Патент RU 2393584, опубл. 27.06.2010, Бюл. №18, «Способ определения профиля концентрации легирующей примеси в полупроводниках». Авторы: Грохотков И.Н., Яфясов A.M., Филатова Е.О., Божевольнов В.Б., Патент SU 1728900, опубл. 23.04.1992, Бюл. №15, «Способ определения профиля концентрации легирующей примеси в кремниевых эпитаксиальных структурах». Авторы: Абрамов А.А., Гурова Г.А., Макеев М.А.], где дополнительно измеряют дифференциальную емкость в области потенциалов, соответствующих вырождению носителей заряда в приповерхностном объеме полупроводника. Однако данный способ требует создания хорошего омического контакта на одной из сторон образца и дополнительной полировки поверхности исследуемого объекта. Кроме того, данный способ направлен на определение профиля концентрации легирующей примеси, поэтому процесс измерений вольт-фарадных характеристик сопровождается разрушением исследуемого образца, путем растворения полупроводника в электролите.

Известен способ определения концентрации легирующей примеси методом масс-спектроскопии вторичных ионов (МСВИ или ВИМС) [К. Могэб, Д. Фрейзер, У. Фичтнер, Л. Паррильо, Р. Маркус, К. Стейдел, У. Бертрем, Технология СБИС: В 2-х кн. Кн. 2. Пер. с англ. / Под ред. С. Зи. - М: Мир, 1986. - 453 c., А.Н. Пустовит, Диагностика методом ВИМС структуры нанометровых полупроводниковых слоев, легированных примесями/ Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2010, №9, с. 101-104.], который характеризуется высокой чувствительностью ко многим элементам (для В и As предел чувствительности равен 5⋅1015 см-3) и высоким пространственным разрешением (~500 нм). Однако в отличие от электрических методов, измеряющих концентрацию электрически активной примеси, метод МСВИ регистрирует общую концентрацию введенной примеси. Кроме того, при наличии в исследуемой системе следов водяных паров или водорода методом МСВИ достаточно трудно идентифицировать фосфор в кремнии, что обусловлено близостью масс иона 31Р+ и иона 31SiH+, образующегося в результате взаимодействия водорода с кремнием.

Известны способы, основанные на нейтронно-активационном анализе (НАА) концентрации легирующей примеси в кремнии [К. Могэб, Д. Фрейзер, У. Фичтнер, Л. Паррильо, Р. Маркус, К. Стейдел, У. Бертрем, Технология СБИС: В 2-х кн. Кн. 2. Пер. с англ. / Под ред. С. Зи. - М.: Мир, 1986. - 453 с., Патент RU 2208666, опубл. 20.07.2003, «Способ определения концентрации легирующей примеси в полупроводниках после нейтронно-трансмутационного легирования». Авторы: В.И. Лебедев, О.Г. Черников, Е.К. Горбунов, Л.В. Шмаков, М.П. Козык, К.В. Григорьев, А.Н. Фурсов.]. Метод НАА является крайне чувствительным к большинству химических элементов и позволяет идентифицировать крайне малые концентрации примесей (для As в кремнии предел чувствительности ~7⋅1011 см-3). Основным недостатком данного метода является необходимость выдерживать образцы в течении 24-48 ч после облучения нейтронами, чтобы обеспечить уменьшение излучения радиоактивных изотопов кремния до уровня, пренебрежимо малого по сравнению с другими элементами.

Преимуществами перечисленных методов МСВИ и ННА являются очень высокая чувствительность и широкий рабочий диапазон концентраций легирующей примеси, однако оба этих метода несут информацию об общем количестве введенной примеси, а для учета только электрически активной примеси необходимо использовать данные методы в комбинации с электрофизическими методами, перечисленными выше.

Предлагаемый способ определения концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях кремния неразрушающим методом ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии (УМРЭС) основывается совершенно на других принципах, по сравнению с указанными аналогами. Рентгеновская эмиссионная спектроскопия позволяет получать прямую информацию о парциальной плотности электронных состояний в валентной зоне кремния [Т.М. Зимкина, В.А. Фомичев, Ультрамягкая рентгеновская спектроскопия. Л.: Изд-во ЛГУ, 1971, 132 с.], которая хорошо изучена экспериментально и теоретически. Более того в работах [О.А. Голикова, Э.П. Домашевская, М.М. Казанин и др., Структурная сетка, уровень Ферми и плотность состояний аморфного кремния/ Физика и техника полупроводников, (1989) Т. 23, с. 450-455., V.A. Terekhov, S.N. Trostyanskii, Е.P. Domashevskaya et. al., Density of states and Photoconductivity of Hydrogenated Amorphous Silicon/ Phys. Stat. Sol. B, (1986) V. 138, p. 647.] показано проявление в рентгеновских эмиссионных спектрах аморфного кремния дополнительных максимумов интенсивности, расположенных выше потолка валентной зоны, соответствующих занятым локализованным состояниям в запрещенной зоне аморфного кремния, обусловленных большим числом оборванных связей в аморфном полупроводнике. Таким образом, идея предлагаемого способа состоит в регистрации рентгеновских эмиссионных Si L2.3 спектров в области валентной зоны кремния и выше потолка валентной зоны, где располагается примесная подзона электрически активных доноров, образующаяся при концентрации легирующей примеси ≥1018 см-3 [И. Фистуль, Сильно легированные полупроводники. М.: Наука, 1967, 415 с.]. При этом в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре будут проявляться только электрически активные доноры.

Кроме того, метод УМРЭС позволяет получать рентгеновские эмиссионные спектры в поверхностных слоях кремниевых структур на различных глубинах от 10 до 120 нм без разрушения исследуемого образца [Е.P. Domashevskaya, Y.A. Peshkov, V.A. Terekhov et. al., Phase composition of the buried silicon interlayers in the amorphous multilayer nanostructures [(Co45Fe45Zr10)/a-Si:H]41 and [(Co45Fe45Zr10)35(Al2O3)65/a-Si:H]41/Surf. Interface Anal. (2018) V. 50, p. 1265-1270., А.С. Шулаков, Рентгеновская эмиссионная спектроскопия с разрешением по глубине: применение к исследованию нанослоев/ Журнал структурной химии, (2011) Т. 52, №S7, с. 7-18.]. Изменение глубины анализа осуществляется за счет изменения энергии пучка электронов, возбуждающих рентгеновский Si L2.3 спектр, путем варьирования высокого напряжения от 1 до 6 кВ на аноде рентгеновской трубки рентгеновского спектрометра монохроматора типа РСМ-500.

Таким образом, метод УМРЭС может быть очень полезным для определения высоких концентраций (≥1018 см-3) электрически активной легирующий примеси в поверхностных слоях сильнолегированного кремния, как самостоятельно, так и в комбинации с электрофизическими методами.

Более того, для проведения исследований с помощью данного метода не требуется проводить дополнительную подготовку исследуемых образцов.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в развитии прямых экспериментальных методов определения высоких концентраций электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях кремния.

Технический результат при осуществлении поставленной задачи, заключается в разработке нового способа количественного определения электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях толщиной ≤120 нм кремния с уровнем легирования ≥1018 см-3 неразрушающим методом ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии.

Технический результат достигается тем, что в способе определения концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях кремния неразрушающим методом ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии, включающем процедуру регистрации характеристических рентгеновских эмиссионных Si L2.3 спектров сильнолегированного кремния при концентрации электрически активной донорной примеси ND≥1018 см-3 в области валентной зоны кремния и в области примесной подзоны электрически активных доноров с помощью метода ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии, согласно изобретению, регистрация рентгеновских эмиссионных спектров проводится при напряжении U=3 кВ на аноде разборной рентгеновской трубки спектрометра монохроматора, при плотности анодного тока 2 мА/см2, концентрацию электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях толщиной ≤120 нм сильно легированного кремния определяют по логарифмической зависимости относительной интенсивности донорного максимума, находящегося в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре выше потолка валентной зоны кремния при энергии Е=100 эВ от концентрации электрически активной донорной примеси, которая описывается следующим соотношением:

где ID - относительная интенсивность донорного максимума в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре; ND - концентрация электрически активной донорной примеси; А и В - эмпирические константы, которые равны 0,1 и -1,94 соответственно.

Предлагаемый способ проиллюстрирован чертежами, где:

на фиг. 1 приведены рентгеновские эмиссионные Si L2.3 спектры кремниевой пластины марки КДБ-10 (1) и спектры той же пластины после легирования методом диффузии фосфором (2), мышьяком (3) и сурьмой (4), с концентрацией электрически активной примеси по данным измерений поверхностного сопротивления Rs 8⋅1019 см-3, 2⋅1020 см-3 и 8⋅1019 см-3 соответственно; на вставках к спектрам каждого образца приведены участки спектра вблизи потолка валентной зоны и донорного максимума (D), записанные с большим временем накопления, в десять раз (х10) или в четыре раза (х4);

на фиг. 2 представлен график зависимости относительной интенсивности ID донорного максимума в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре сильнолегированного кремния от концентрации ND электрически активной донорной примеси, определяемой по данным поверхностного сопротивления Rs.

на фиг. 3 представлен рентгеновский эмиссионный Si L2.3 спектр кремния, легированного ионной имплантацией мышьяка дозой 5⋅103 мкКл/см2 с энергией ионов 60 кэВ, с последующим импульсным фотонным отжигом с плотностью энергии светового потока 18 Дж/см2. На вставке к спектру приведен участок спектра вблизи потолка валентной зоны и донорного максимума (D), записанный с большим временем накопления в десять раз (х10).

Способ определения концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях кремния неразрушающим методом ультрамягкой рентгеновской спектроскопии осуществляют следующим образом.

Образец кремния с уровнем легирования ≥1018 см-3 облучают моноэнергетическим электронным пучком, и, регистрируют спектр характеристического рентгеновского излучения в области энергий фотонов 80-102 эВ, соответствующих валентным переходам на L2.3 уровень кремния и отражающих плотность занятых электронных состояний в валентной зоне кремния и донорных состояний, локализованных в запрещенной зоне кремния выше потолка валентной зоны на ~1 эВ. Регистрация рентгеновских эмиссионных спектров осуществляется с помощью метода ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии, реализованного на рентгеновском спектрометре монохроматоре типа РСМ-500. Запись спектра проводится в вакууме не хуже 1⋅10-6 мм.рт.ст. при напряжении U=3 кВ на аноде разборной рентгеновской трубки спектрометра, что соответствует глубине анализа 60 нм [Е.P. Domashevskaya, Y.А. Peshkov, V.A. Terekhov et. al., Phase composition of the buried silicon interlayers in the amorphous multilayer nanostructures [(Co45Fe45Zr10)/a-Si:H]41 and [(Co45Fe45Zr10)35(Al2O3)65/a-Si:H]41/Surf. Interface Anal. (2018) V. 50, p. 1265-1270.], при этом плотность анодного тока не должна превышать 2 мА/см2 во избежание перегрева образца и «улетучивания» легирующей примеси из поверхности кремния.

Для определения количественной связи между интенсивностью донорного максимума, находящегося в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре выше потолка валентной зоны кремния при энергии Е=100 эВ, от концентрации электрически активной донорной примеси были зарегистрированы рентгеновские Si L2.3 спектры серии пластин кремния марки КДБ-10 (10 Ом⋅см), легированных фосфором, мышьяком и сурьмой методом диффузии, с различной концентрацией легирующей примеси, которая контролировалась с помощью измерений поверхностного сопротивления Rs. Полученные рентгеновские эмиссионные Si L2.3 спектры нескольких образцов пластин кремния марки КДБ-10 (10 Ом⋅см) с ориентацией (111), легированных фосфором, мышьяком и сурьмой методом диффузии при температуре Т=900°С с концентрацией электрически активной примеси, определенной по данным измерений поверхностного сопротивления Rs - 8⋅1019 см-3, 2⋅1020 см-3 и 8⋅1019 см-3, соответственно, представлены на фиг. 1. Регистрация рентгеновских эмиссионных Si L2.3 спектров осуществлялась на рентгеновском спектрометре монохроматоре РСМ-500, при режимах съемки, указанных выше. Для сравнения на том же рисунке представлен спектр исходной пластины марки КДБ-10. Из фиг. 1 видно, что форма рентгеновских эмиссионных спектров всех образцов сильнолегированного кремния идентична спектру исходной пластины кремния и соответствует спектру кристаллического кремния, при этом в спектрах сильнолегированных образцов выше потолка валентной зоны при энергии 100 эВ обнаруживается узкий максимум, соответствующий переходам из донорной подзоны на Si L2.3 уровень. Для повышения точности определения интенсивности донорного максимума рентгеновские эмиссионные Si L2.3 спектры были записаны в области энергий вблизи потолка валентной зоны кремния и донорного максимума в режиме с большим временем накопления сигнала в десять раз (х10) или в четыре раза (х4), которые приведены на вставках к спектрам каждого образца на фиг. 1.

Результаты настоящего исследования сильнолегированных образцов кремния методами диффузии и ионной имплантации в широких интервалах доз легирующей примеси, показывают, что интенсивность максимума, образующегося в результате переходов из донорной подзоны на внутренний Si L2.3 уровень, зависит от концентрации электрически активной донорной примеси. Для определения количественной связи интенсивности донорного максимума с концентрацией электрически активной донорной примеси в образцах сильнолегированного кремния, было измерено поверхностное сопротивление Rs и рассчитана концентрация электрически активных доноров ND по методике [J.C. Irvin, Resistivity of Bulk Silicon and of Diffused Layers in Silicon/ The Bell System Technical Journal, (1962) V. 41, №.2, p. 387., R.B. Fair, Profile Estimation of High Concentration Arsenic Diffusions in Silicon/ Journal of Applied Physics, (1972) V. 43, p. 1278.]. Исходя из результатов расчета, построен график зависимости относительной интенсивности донорного максимума ID от концентрации электрически активных доноров ND (Фиг. 2).

Таким образом, концентрация электрически активной донорной примеси в сильнолегированных кремниевых структурах определяется по относительной интенсивности донорного максимума в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре с помощью логарифмической зависимости, представленной на фиг. 2, которая описывается следующим соотношением:

где ID - относительная интенсивность донорного максимума в рентгеновском Si L2.3 спектре; ND - концентрация электрически активной донорной примеси; А и В - эмпирические константы, которые равны 0,1 и -1,94 соответственно.

Данный подход открывает новые прямые экспериментальные возможности определения высоких концентраций электрически активной донорной примеси в самых поверхностных слоях кремния, толщиной менее 120 нм.

Пример 1.

В качестве примера на фиг. 3 приведен рентгеновский эмиссионный Si L2.3 спектр пластины кремния марки КДБ-10 (10 Ом⋅см) с ориентацией (111), легированной ионной имплантацией мышьяка на установке «Везувий-5 » с энергией ионов 60 кэВ при плотности тока ионов 10 мкА/см2 и дозе имплантации 5⋅103 мкКл/см2. Для активации примеси проводился импульсный фотонный отжиг на установке УОЛП-1 при плотности энергии светового потока 18 Дж/см2 при длительности импульса 1,5 с. Регистрация рентгеновского эмиссионного Si L2.3 спектра проводилась в области энергий фотонов 80-102 эВ, соответствующих валентным переходам на L2.3 уровень кремния и отражающих плотность занятых электронных состояний в валентной зоне кремния и донорных состояний, локализованных в запрещенной зоне кремния выше потолка валентной зоны на ~1 эВ. Регистрация рентгеновского эмиссионного спектра осуществляется с помощью метода ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии, реализованного на рентгеновском спектрометре монохроматоре РСМ-500. Запись спектра проводится в вакууме 1⋅10-6 мм.рт.ст. при напряжении U=3 кВ на аноде разборной рентгеновской трубки спектрометра, при плотности анодного тока 2 мА/см2 во избежание перегрева образца и «улетучивания» легирующей примеси из поверхности кремния.

Концентрация электрически активной донорной примеси в сильнолегированных кремниевых структурах определяется по относительной интенсивности донорного максимума в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре с помощью логарифмической зависимости, представленной на фиг. 2, которая описывается следующим соотношением:

где ID - относительная интенсивность донорного максимума в рентгеновском Si L2.3 спектре; ND - концентрация электрически активной донорной примеси; А и В - эмпирические константы, которые равны 0,1 и -1,94 соответственно.

Из фиг. 3 видно, что в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре данного образца выше потолка валентной зоны при энергии 100 эВ наблюдается донорный максимум, интенсивность которого составляет ID=0,07±0,001 отн. ед., что согласно зависимости, представленной на фиг. 2, соответствует концентрации электрически активной донорной примеси ND=(1,25±0,03)⋅1020 см-3. Данный результат достаточно хорошо согласуется с величиной концентрации электрически активной донорной примеси, определенной по данным измерений поверхностного сопротивления, которая составила 1,20⋅1020 см-3.

Способ определения концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях кремния, включающий процедуру регистрации характеристических рентгеновских эмиссионных Si L2.3 спектров сильнолегированного кремния при концентрации электрически активной донорной примеси ND≥1018 см-3 в области валентной зоны кремния и в области примесной подзоны электрически активных доноров с помощью неразрушающего метода ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии, отличающийся тем, что регистрацию рентгеновских эмиссионных спектров проводят при напряжении U=3 кВ на аноде разборной рентгеновской трубки спектрометра монохроматора, при плотности анодного тока 2 мА/см2 с определением относительной интенсивности ID донорного максимума, находящегося в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре выше потолка валентной зоны кремния при энергии Е=100 эВ, соответствующей концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях толщиной ≤120 нм сильнолегированного кремния, определяемой по логарифмической зависимости относительной интенсивности донорного максимума от концентрации электрически активной донорной примеси, описываемой следующим соотношением:

ID=A⋅lgND+B,

где ID - относительная интенсивность донорного максимума в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре; ND - концентрация электрически активной донорной примеси; А и В - эмпирические константы, которые равны 0,1 и -1,94 соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов диффузии растворителей в изделиях из капиллярно-пористых материалов в строительных материалах и конструкциях, а также в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса в капиллярно-пористых материалах для определения коэффициентов диффузии растворителей в строительных материалах и конструкциях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и определении коэффициентов диффузии растворителей в ортотропных капиллярно-пористых материалах в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложен способ анализа поведения веществ in vitro, устройство для анализа поведения молекул, а также средство для испытания вещества in vitro.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов диффузии растворителей в изделиях из листовых капиллярно-пористых материалов в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных и газовых залежей, при количественной интерпретации геофизических исследований скважин (ГИС), эксплуатации нефтяных месторождений.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов диффузии растворителей в ортотропных капиллярно-пористых материалов в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области изучения свойств смачивания. Для определения равновесной смачиваемости поверхности раздела пустотного пространства и твердой фазы образца горной породы получают трехмерное изображение внутренней структуры образца.

Изобретение относится к наглядным пособиям для изучения физики твердого тела и ее приложений к процессу коррозии. Электрод помещают в водный раствор электролита.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов диффузии растворителей в изделиях из ортотропных листовых капиллярно-пористых материалов в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано в производстве поликристаллического кремния. Способ включает получение хлористого водорода из хлора и водорода; получение трихлорсилана в реакторе кипящего слоя металлургического кремния с катализатором с использованием синтезированного хлористого водорода и оборотного хлористого водорода из системы конденсации после водородного восстановления трихлорсилана с образованием парогазовой смеси 1, содержащей хлорсиланы и водород; конденсацию хлорсиланов из парогазовой смеси 1 с получением конденсата 1 и с отделением водорода; ректификационное разделение хлорсиланов из конденсата 1 и их очистку; переработку тетрахлорида кремния в трихлорсилан; водородное восстановление очищенного трихлорсилана в реакторах осаждения с получением поликристаллического кремния и парогазовой смеси 2, содержащей хлорсиланы, водород и хлористый водород; конденсацию хлорсиланов из парогазовой смеси 2 с получением конденсата 2 и с отделением водорода и хлористого водорода; ректификационное разделение хлорсиланов из конденсата 2 и их очистку; переработку кремнийсодержащих отходов с получением диоксида кремния и раствора хлорида натрия, при этом для получения хлора используют электролиз раствора хлорида натрия, полученного при переработке кремнийсодержащих отходов, с одновременным получением водорода, который направляют на получение хлористого водорода, и раствора гидроксида натрия, который направляют в систему переработки отходов; для получения хлористого водорода используют неосушенные хлор и водород из системы электролиза хлора и дополнительный водород из водородной станции, причем процесс синтеза хлористого водорода ведут с одновременной абсорбцией его водой и дальнейшим выделением газообразного хлористого водорода на колонне отгонки - стриппинга, с одновременным получением соляной кислоты, которую направляют в систему переработки отходов; прямой синтез трихлорсилана и переработку тетрахлорида кремния в трихлорсилан ведут совместно в реакторе, в который, кроме металлургического кремния с катализатором и хлористого водорода, подают водород, выделенный из парогазовой смеси 1, часть водорода, выделенного из парогазовой смеси 2, водород из водородной станции, очищенный после ректификационного разделения конденсата 1 тетрахлорид кремния и основную часть тетрахлорида кремния после ректификационного разделения конденсата 2; в процессе водородного восстановления кремния в реактор подают трихлорсилан, очищенный после ректификационного разделения хлорсиланов из конденсата 1, трихлорсилан, очищенный после ректификационного разделения хлорсиланов из конденсата 2, и оборотный водород из системы конденсации 2, при этом температурный градиент в пространстве от зоны охлаждения стенки реактора до нагревателей снижают до 250-300°С за счет введения композиционных тепловых экранов; дихлорсилан после ректификационного разделения конденсата 1 и ректификационного разделения конденсата 2 выводят в систему конверсии дихлорсилана в трихлорсилан, из которой трихлорсилан затем возвращают на ректификационное разделение хлорсиланов из конденсата 1 и их очистку.

Изобретение относится к технологии получения кремния методом Чохральского для электронной техники и фотоэнергетики. Разогретый рабочий газ внутри камеры 3 направляют вверх параллельно вертикальной оси камеры 3 и, не проходя над расплавом 2, выводят через регулируемые клапаны 13, расположенные в верхней части боковой поверхности камеры 3, выше уровня тигля 8, при этом одновременно с основным газовым потоком в верхнюю часть камеры 3 подают вспомогательный поток горячего рабочего газа от отдельного источника в объемах, необходимых для поддержания постоянной скорости потока газа, траекторию движения которого формируют направляющим колодцем 5 и который выдавливает образующую над расплавом 2 парогазовую смесь через узкий зазор между поверхностью расплава 2 и основанием направляющего колодца 5, при этом основной поток рабочего газа, двигающийся снизу вверх, увлекает за собой парогазовую смесь и эвакуирует ее через регулируемые клапаны 13 к устройствам откачки.

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых материалов для создания автоэмиссионных электронных приборов (с «холодной эмиссией электронов) для изготовления зондов и кантилеверов сканирующих зондовых микроскопов и оперативных запоминающих устройств с высокой плотностью записи информации, поверхностно-развитых электродов электрохимических ячеек источников тока, а также для использования в технологиях изготовления кремниевых солнечных элементов нового поколения для повышения эффективности антиотражающей поверхности фотопреобразователей.

Изобретение относится к области получения наноматериалов, а именно нанопорошков кремния, и может быть использовано в стоматологии и биомедицине для получения фотолюминесцентных меток.
Изобретение относится к технологии получения чистых металлов и может быть использовано для производства кремния полупроводникового качества. Порошок кремния высокой чистоты получают термическим восстановлением диоксида кремния до элементарного кремния с помощью высокодисперсного алюминия, при этом процесс восстановления ведут в электротермическом реакторе в две стадии, на первой из которых температура составляет 900-1000°C с выдержкой 3-5 мин, на второй стадии температуру в реакторе повышают до 1100°C с выдержкой в течение 60-90 с, после чего разделение кремния и оксида алюминия после дробления брикетов осуществляют флотационным методом.
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых наноматериалов. Способ получения нитевидных нанокристаллов Si (ННК) включает подготовку кремниевой пластины путем нанесения на ее поверхность нанодисперсных частиц катализатора с последующим помещением в ростовую печь, нагревом и осаждением кристаллизуемого вещества из газовой фазы по схеме пар → капельная жидкость → кристалл, при этом перед нанесением частиц катализатора и помещением подложки в ростовую печь на пластину Si наносят пленку Ti и анодируют длительностью от 5 до 90 мин в 1%-ном растворе NH4F в этиленгликоле, причем плотность анодного тока поддерживают в интервале от 5 до 20 мА/см2, а наночастицы катализатора на анодированную поверхность Ti наносят осаждением металла, выбираемого из ряда Ni, Ag, Pd, из 0,1 М раствора, имеющего общую формулу Me(NO3)x, где Me - Ni, Ag, Pd; х=1-2, в течение 1-2 мин при воздействии на раствор ультразвуком мощностью 60 Вт.

Настоящее изобретение относится к способу формирования сильнолегированного серой микроструктурированного кристаллического слоя на поверхности кремния, который может быть использован в солнечной энергетике, оптоэлектронике, приборах ночного и тепловидения.

Изобретение относится к технологии трансмутационного легирования полупроводниковых материалов, в частности к получению кремния с определенным изотопическим составом, который может быть использован для создания квантовых битов информации на ядерных спинах атомов фосфора, полученных трансмутацией отдельных атомов такого кремния.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к области изготовления гетероэпитаксиальных слоев монокристаллического кремния различного типа проводимости и высокоомных слоев в производстве СВЧ-приборов, фото- и тензочувствительных элементов, различных интегральных схем с повышенной стойкостью к внешним дестабилизирующим факторам.

Изобретение относится к технологии производства технического кремния в рудно-термических печах и его дальнейшего рафинирования для последующего производства полупроводникового и солнечного кремния.

Изобретение относится к области нанотехнологий, наноэлектроники и микроэлектроники. Способ определения концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях кремния, включающий процедуру регистрации характеристических рентгеновских эмиссионных Si L2.3 спектров сильнолегированного кремния при концентрации электрически активной донорной примеси ND≥1018 см-3 в области валентной зоны кремния и в области примесной подзоны электрически активных доноров с помощью неразрушающего метода ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии, отличается тем, что регистрацию рентгеновских эмиссионных спектров проводят при напряжении U3 кВ на аноде разборной рентгеновской трубки спектрометра монохроматора, при плотности анодного тока 2 мАсм2 с определением относительной интенсивности ID донорного максимума, находящегося в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре выше потолка валентной зоны кремния при энергии Е100 эВ, соответствующей концентрации электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях толщиной ≤120 нм сильнолегированного кремния, определяемой по логарифмической зависимости относительной интенсивности донорного максимума от концентрации электрически активной донорной примеси, описываемой следующим соотношением: IDA⋅lgND+B, где ID - относительная интенсивность донорного максимума в рентгеновском эмиссионном Si L2.3 спектре; ND - концентрация электрически активной донорной примеси; А и В - эмпирические константы, которые равны 0,1 и -1,94 соответственно. Технический результат заключается в разработке прямого экспериментального метода количественного определения электрически активной донорной примеси в поверхностных слоях толщиной ≤120 нм кремния с уровнем легирования ≥1018 см-3 неразрушающим методом ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии. 3 ил., 1 пр.

Наверх