RADIATION AND THERMAL HARDNESS OF THIN LAYERS, HETEROSYSTEMS AND NANOSTRUCTURES WHICH PRODUCED ON THE BASIS OF ELEMENTARY SEMICONDUCTORS AND SEMICONDUCTOR COMPOUNDS
Keywords:
semiconductors, crystals, heterostructures, radiation resistance, thermal stability.Abstract
The particularities of size and structure of nanoobjects leads to set of specific properties. So, the developed surface determines the increased chemical reactivity; the high level of discontinuity results in lack of lattice constant and disturbance translation symmetry; the size of intrinsic variations of potential on distance, which may be commensurable with interatomic distances, prejudices the appropriateness of effective mass method; etc. The presence of huge mechanical stresses and difference of thermal expansion coefficients can stimulates the structure degradation processes under change of temperature conditions. The preventive measures to decrease the rate of degradation processes in the nanostructures will be discussed.
References
2. Herring C. Energy levels of isolated hydrogen in Si / С. Herring, N. M. Johnson, C. G. van de Walle // Phys. Rev. B. – 2001. – Vol. 64. – P. 125209 (27).
3. Self-interstitial-hydrogen complexes in Si / М.Gharaiben, S. K. Estreicher, P. A. Fedders, Р.Ordejón // Phys. Rev. B. – 2001. – Vol. 64. – P. 235211 (7).
4. Suezawa M. Formation of defect complexes by electron-irradiation of hydrogenated crystalline silicon / М.Suezawa // Phys. Rev. B. – 2000. – Vol. 63. – P. 035201 (7).
5. Chen E. E. Orto- and para O-H2 complexes in silicon / Е.Е.Chen, М.Stavola, W. B.Fowler // Phys. Rev. B. – 2002. – Vol. 65. – P. 245208 (9).
6. Влияние состояния водорода в решетке на эффективность введения донорных центров в кислородсодержащем Si / В.В. Болотов, Г.Н. Камаев, А.В. Носков, С.А. Черняев, В.Е. Росликов // ФТП. – 2006. – Т. 40, В. 2. – С. 129-132.
7. Divacancy annealing in Si: Influence of hydrogen / E. V.Monakhov, А. Ulyashin, G.Alfieri, A. Yu.Kuznetsov, B. S.Avset, B. G. Svensson // Phys. Rev. B. – 2004. – Vol. 69. – P. 153202 (4).
8. Coutinho J., Torres V. J. B., Jones R., Öberg S., Briddon. P. R. Electronic structure of divacancy-hydrogen complexes in silicon // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2003. – Vol. 15. – P. S2809-S2814.
9. Sachse J. U., Weber J., Lemke H. Deep-level transient spectroscopy of Pd-H-complexes in silicon // Phys. Rev. B. – 2000. – Vol. 61. – P. 1924-1934.
10. Влияние электрически неактивных примесей на образование донорных центров в слоях Si, имплантированных эрбием / О. В.Александров , А. О.Захарьин , Н. А.Соболев , Ю. А. Николаев // ФТП. – 2000. – Т. 34, В. 5. – С. 526-529.
11. Мелкие термодоноры в монокристаллах кремния, легированных азотом / В. В.Воронков , Г. И.Воронкова , А. В. Батунина , В. Н.Головина , Л. В.Арапкина , Н. Б.Тюрина , А. С.Гуляева , М. Г. Мильвидский // ФТТ. – 2002. – Т. 44, В. 4. – С. 700-704.
12. Особенности генерации и движения дислокаций в монокристаллах Si, легированных азотом / М.В. Меженный, М. Г Мильвидский , В. Я. Резник // ФТТ. – 2002. – Т. 44, No 7. – С. 1224-1229.
13. Генерация мелких азотно-кислородных доноров как метод исследования диффузии азота в кремнии / В. В. Воронков , А. В. Батунина , Г. И. Воронкова , М. Г. Мильвидский // ФТТ. – 2004. – Т. 46, No 7. – С. 1174-1179.
14. Kageshima Н. Theoretical investigation of nitrogen-doping effect on vacancy aggregation processes in Si / Н. Kageshima, А. Taguchi, К. Wada // Appl. Phys. Lett. – 2000. – Vol. 76, Iss. 25. – P. 3718-3720.
15. Sawada H. First-principles calculation of the interaction between nitrogen atoms and vacancies in silicon / H.Sawada , K.Kawakami // Phys. Rev. B – 2000. – Vol. 62. – P. 1851-1858.
16. Structure and Electronic Properties of Nitrogen Defects in Silicon / R.Jones , I.Hahn , J. P.Goss , P. R.Briddon , S.Öberg // Solid State Phenomena. – 2004. – Vols. 95-96. – P. 93-98.
17. Deep level generation in nitrogen-doped float-zoned silicon / G. I.Voronkova, A. V.Batunina, L.Moiraghi, V. V.Voronkov, R.Falster, M. G. Milvidski // Nucl. Instrum. and Meth. in Phys. Res. B. – 2006. – Vol. 253. – P. 217-221.
18. Jung W.Effect of high pressure annealing on electrical properties of nitrogen and germanium doped silicon /, A. Misiuk, D. Yang // Nucl. Instrum. and Meth. in Phys. Res. B. – 2006. – Vol. 253. – P. 214-216.
19. N-O related shallow donors in silicon: Stoichiometry investigations / H. E.Wagner, H. Ch. Alt, W. v. Ammon, F. Bittersberger, А. Huber, L.Koester // Appl. Phys. Lett. – 2007. – Vol. 91. – P. 152102 (3).
20. First-principles study on the local vibrational modes of nitrogen-oxygen defects in silicon / N.Fujita, R.Jones, S.Öberg, P. R. Briddon // Physica B: Condensed Matter. – 2007. – Vols. 401-402. – P. 159-162.
21. Chemical composition of nitrogen-oxygen shallow donor complexes in silicon investigations / H. Ch. Alt, H. E.Wagner, W. v. Ammon, F. Bittersberger, А. Huber, L.Koester // Physica B: Condensed Matter. – 2007. – Vols. 401–402. – P. 130–133.
22. Влияние давления и водорода на образование вакансий и дивакансий в кристаллическом кремнии / В.Г. Заводинский, А.А. Гниденко, А.Мисюк, Я.Бак-Мисюк // ФТП. – 2004. – Т. 38, В. 11. – С. 1281-1284.
23. Войтович В. В. Вплив ізовалентної домішки свинцю на термічне та радіаційне дефектоутворення в кремнії. Автореф. канд. дис. – Київ. – 2005. – 20 с.
24. Электрические и гальваномагнитные явления в анизотропных полупроводниках; под ред. П. И. Баранского. – Київ: Наукова думка, 1977. – 270 с.
25. Баранский П. И. Нетрадиционные механизмы пьезосопротивления в одноосно деформированных многодолинных полупроводниках / П. И.Баранский // Неорг. матер. – 1997. – Т. 33, No 2. – С. 147-152.
26. Пагава Т. А. Влияние температуры облучения на эффективность введения мультивакансионных дефектов в кристаллах n Si / Т.А. Пагава // ФТП. – 2006. – Т. 40, В. 8. – С. 919-921.
27. Carbon-tin defects in silicon / E. V.Lavrov, M.Fanciulli, M.Kaukonen, R.Jones, P. R. Briddon // Phys. Rev. B. – 2001. – Vol. 64. – P. 125212 (5).
28. Влияние примеси германия на радиационную стойкость кремния с высокой концентрацией кислорода / А. П.Долголенко, Г. П.Гайдар, М. Д.Варенцов, П. Г. Литовченко // Вопросы атомной науки и техники. – 2008. – No 2. – Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (92), с. 28–36.
29. Коршунов Ф. П. Обусловленные электронным облучением изменения электрических характеристик структур с р-n переходами на тянутом кремнии, прошедших предварительную термообработку при температуре 400 ÷ 550 оС / Ф.П. Коршунов, И.Г. Марченко, Н.Е. Жданович // Актуальные проблемы ФТТ. – С. 52–55. (В сб.: Докл. Международ. конф. 23–26 октября 2007 г. Минск: Изд. БГУ. – 2007. – Т. 2. – 444 с.).
30. Dependence of the defect introduction rate on the dose of irradiation of p Si by fast-pile neutrons / A. P.Dolgolenko, M. D.Varentsov, G. P.Gaidar, P. G.Litovchenko // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. – 2007. – V. 10, N 4. – P. 9-14.
31. Thermal Stability of Oxygen Precipitates in Nitrogen-Doped Czochralski silicon / D. R.Yang, H. J.Wang, X. Yu , X. Y. Ma , D. L. Que // Solid State Phenomena. – 2004. – Vols. 95-96. – P. 111-116.
32. Characterization of Nucleation Sites in Nitrogen Doped Czochralski Silicon by Density Functional Theory and Molecular Mechanics /F. S.Karoui, A.Karoui, G. A.Rozgonyi, M.Hourai, K.Sueoka // Solid State Phenomena. – 2004. – Vols. 95-96. – P. 99-104.
33. The vacancy-donor pair in unstrained Si, Ge and SiGe alloys / A. R.Peaker, V. P.Markevich, F. D.Auret, L.Dobaczewski, N.Abrosimov // J. of Phys. Condensed Matter. – 2005. – Vol. 17, N. 22. – P. S2293- S2302.
34. Temperature dependence of electron concentration in type-converted silicon by 1 ⋅ 1017 cm -2 fluence irradiation of 1 MeV electrons / H.Matsuura, Y.Uchida, N.Nagai, T.Hisamatsu, T.Aburaya, S.Matsuda // Appl. Phys. Lett. – 2000. – Vol. 76, Iss. 15. – P. 2092-2094.
35. Deep levels in high-energy proton-irradiated tin-doped n-type Cz-Si / E.Simoen, C.Claeys, V. B. Neimash, A.Kraitchinskii, N.Krasko, O.Puzenko, A.Blondeel, P.Clauws // Appl. Phys. Lett. – 2000. – Vol. 76, Iss. 20. – P. 2838-2840.
36. Tin-vacancy acceptor levels in electron irradiated n-type silicon / A. N.Larsen, J. J.Goubet, P.Mejlholm, C. J.Sherman, M.Fanciulli, H. P.Gunnlaugsson, G.Weyer, J. W.Petersen, A.Resende, M.Kaukonen, R.Jones, S.Öberg, P. R.Briddon, B. G.Svensson, J. L.Lindström, S.Dannefaer // Phys. Rev. B. – 2000. – Vol. 62. – P. 4535-4544.
37. Makarenko L. F. Re-evaluation of energy levels of oxygen-vacancy complex in n-type silicon crystals: I. Weak compensation / L. F. Makarenko // Semicond. Sci. and Technol. – 2001. – Vol. 16, N. 7. – P. 619-630.
38. Бистабильность и электрическая активность комплекса вакансия–два атома кислорода в Si / Л.И.Мурин, В.П.Маркевич, И.Ф.Медведева, L.Dobaczewski // ФТП. – 2006. – Т. 40, В. 11. – С. 1316-1320.
39. Немонотонные изменения концентрации радиационных дефектов донорного и акцепторного типов в Si, индуцируемые потоками β-частиц малой интенсивности // М. В.Бадылевич, И. В.Блохин, Ю. И.Головин, А. А.Дмитриевский, С. В.Карцев, Н. Ю.Сучкова, М. Ю. Толотаев // ФТП. – 2006. – Т. 40, В. 12. – С. 1409-1411.
40. Пагава Т.А. Особенности отжига радиационных дефектов в облученных кристаллах р-Si / Т.А. Пагава // ФТП. – 2007. – Т. 41, В. 6. – С. 651-653.
41. Радиационные дефекты с глубокими уровнями в кремниевых p-n-структурах, облученных быстрыми электронами при 340 ÷ 770 К / Ф. П.Коршунов, Б Ю. В.огатырев, Л. И.Мурин, В. П.Маркевич, С. Б. Ластовский // Актуальные проблемы ФТТ. – С. 56–58. (В сб.: Докл. Международ. конф. 23–26 октября 2007 г. Минск: Изд. БГУ. – 2007. – Т. 2. – 444 с.).
42. Электрофизические свойства слоев Si<Er>/Si, выращенных методом сублимационной молекулярно-лучевой эпитаксии / О. В.Белова, В. Н.Шабанов, А. Л.Касаткин, О. А.Кузнецов, А. Н.Яблонский, М. В.Кузнецов, В.П.Кузнецов, А. В.Корнаухов, Б.А.Андреев, З.Ф. Красильник // ФТП. – 2008. – Т. 42, В. 2. – С. 136-140.
43. Formation and origin of dominating electron trap in irradiated p-type Si / L.Vines , E. V.Monakhov , A. Yu.Kusnetsov, R.Kozłowski , P.Kaminski , B. G.Svensson // Phys. Rev. B. – 2008. – Vol. 77, Iss. 8. – P. 085205 (7).
44. Evolution of born-interstitial clusters in crystalline Si studied by transmission electron microscopy / S.Boninelli , S.Mirabella , E.Bruno F.Priolo , F.Cristiano , A.Claverie , D.De Salvador , G.Bisognin , E. Napolitani // Appl. Phys. Lett. – 2007. – Vol. 91, N 3. – P. 031905 (3).
45. Rapid annealing of the vacancy-oxygen center and the divacancy center by diffusing hydrogen in silicon / J. H.Bleka , I.Pintilie , E. V.Monakhov , A B. S.vset , B.G. Svensson // Phys. Rev. B. – 2008. – Vol. 77, Iss. 7. – P. 073206 (4).
46. Ordered arrays of quantum dots: Formation, electronic spectra, relaxation phenomena, lasing / N. N.Ledentsov , M.Grundmann , N.Kirstaedter , O.Schmidt , R.Heitz , J.Böhrer , D.Bimberg , V. M.Ustinov , V. A.Shchukin , A. Yu.Egorov , A. E.Zhukov , S.Zaitsev , P. S.Kop’ev , Zh. I.Alferov , S. S.Ruvimov , A. O.Kosogov, P.Werner , U.Gösele , J.Heydenreich // Solid-State Electronics. – 1996. – Vol. 40, Iss. 1–8. – P. 785–798.
47. Shchukin V. A., Bimberg Dieter. Spontaneous ordering of nanostructures on crystal surfaces / V. A.Shchukin , Dieter Bimberg // Reviews of Modern Physics. – 1999. – Vol. 71, Iss. 4. – P. 1125-1171.
48. Direct synthesis of corrugated superlattices on non-(100)-oriented surfaces / R.Nötzel , N. N.Ledentsov , L.Däweritz , M.Hohenstein , K.Ploog // Phys. Rev. Lett. – 1991. – Vol. 67, Iss. 27. – P. 3812-3815.
49. Николис Г.Познание сложного / Г. Николис, И. Пригожин. – М.: Мир, 1990. – 342 с.
50. Пригожин И. Время, хаос, квант (к решению парадокса времени) / И. Пригожин, И. Стенгерс. – М.: Прогресс, 1994. – 267 с.