ТРАНСФОРМАЦИЯ СТРУКТУРНЫХ ДЕФЕКТОВ И СОСТОЯНИЯ ВОДОРОДА ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ ГИДРОГЕНИЗИРОВАННОГО КРЕМНИЯ

Abstract

Исследования были проведены на эпитаксиальных плёнках кремния толщиной 55 мкм, легированных фосфором с удельным сопротивлением ρ=1 Ом.см. Образцы обрабатывались высокочастотной (13,56 МГц) водородной плазмой при температуре подложки 150 оС в течение 10 часов. Последующий отжиг проводился на воздухе при температуре 275 оС в течение 20 мин. Состояние водорода и структурных дефектов изучались методами комбинационного рассеяния света (КРС) и сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ). Концентрация носителей заряда определялась из измерений эффекта Холла. Установлено, что после обработки в плазме наблюдаются комбинационные полосы при 2095 и 2129 см-1, связанные с рассеянием на колебаниях связей Si-H. Последующая термообработка (275 оС) приводит к появлению полосы колебаний молекулярного водорода в газообразном состоянии с частотой 4153 см-1. Показано, что концентрация свободных носителей заряда остается неизменной после обработки в плазме и последующей термообработки. Из сопоставления данных КРС и СЗМ следует, что в результате гидрогенизации формируются дискообразные дефекты средним размером 43 нм и поверхностной плотностью 6,5.109 см-2, обусловленные скоплением связей Si-H . После термообработки образуются более масштабные включения со средним размером 115 нм и поверхностной плотностью 1,7.109 см-2, заполненные молекулярным водородом