Холівські дослідження провідних каналів, сформованих у германії пучками легких іонів високих енергій

Автор(и)

  • S.V. Lysochenko Institute of High Technologies, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Cooperation Center of Taras Shevchenko National University of Kyiv and Company “T.M.M.” Ltd.
  • Yu.S. Zharkikh Institute of High Technologies, Taras Shevchenko National University of Kyiv
  • O.G. Kukharenko Institute of High Technologies, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Cooperation Center of Taras Shevchenko National University of Kyiv and Company “T.M.M.” Ltd.
  • O.V. Tretiak Institute of High Technologies, Taras Shevchenko National University of Kyiv
  • M.G. Tolmachov Cooperation Center of Taras Shevchenko National University of Kyiv and Company “T.M.M.” Ltd.

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe66.1.62

Ключові слова:

холiвськi дослiдження, iмплантацiя, протони, a-частинки, заглибленi провiднi канали

Анотація

Iмплантацiя високоенергетичних iонiв H+ або He+ в германiй приводить до створення заглиблених в об’єм провiдних
каналiв з однаковими концентрацiями акцепторних центрiв. Такi центри є дефектами структури кристалiчної ґратки, якi виникають у процесi уповiльнення високоенергетичних iонiв. Такий спосiб введення електрично активних дефектiв є аналогiчним процесу легування напiвпровiдникiв
домiшками акцепторного типу. Встановлено, що концентрацiя дефектiв збiльшується зi збiльшенням дози iмплантацiї
до ≈5 · 10^15 см−2. Подальше збiльшення дози iмплантацiї не впливає на рiвень легування. У дiапазонi застосованих доз (10^12–6·10^16) см−2 холiвська рухливiсть дiрок в утворених провiдних каналах практично не залежить вiд дози iмплантацiї i становить приблизно (2–3) · 10^4 см2В−1с−1 при 77 K. Легування германiю легкими iонами H+ або He+ високих енергiй для отримання провiдних областей з високою рухливiстю дiрок може бути використане в технологiях мiкроелектронiки.

Посилання

C. Riddet, J.R. Watling, K.-H. Chan, E.H.C. Parker, T.E. Whall, D.R. Leadley, A. Asenov. Hole mobility in germanium as a function of substrate and channel orientation, strain, doping, and temperature. IEEE Trans. Electron Dev. 59 (7), 1878 (2012).

https://doi.org/10.1109/TED.2012.2194498

T. Hosoi, Y. Suzuki, T. Shimura, H. Watanabe. Mobility characterization of Ge-on-insulator metal-oxide-semiconductor field-effect transistors with striped Ge channels fabricated by lateral liquid-phase epitaxy. Appl. Phys. Lett. 105, 173502 (2014).

https://doi.org/10.1063/1.4900442

S. Dissanayake, Y.Zhao, S. Sugahara, M. Takenaka,S. Takagi. Channel direction, effective field, and temperature dependences of hole mobility in (110)- oriented Geon-insulator p-channel metal-oxide-semiconductor field-

effect transistors fabricated by Ge condensation technique. J. Appl. Phys. 109, 033709 (2011).

https://doi.org/10.1063/1.3537919

Yu. X. Kang, J. Zhang, R. Takenaka, S. Takagi. Characterization of ultrathin-body germanium-on-insulator (GeOI) structures and MOSFETs on flipped Smart-CutTM GeOI substrates. Solid-State Electron. B 115, 120 (2016).

https://doi.org/10.1016/j.sse.2015.08.021

Z. Zheng, X. Yu, M. Xie, R. Cheng, R. Zhang, Y. Zhao. Demonstration of ultra-thin buried oxide germanium-oninsulator MOSFETs by direct wafer bonding and polishing techniques. Appl. Phys. Lett. 109, 023503 (2016).

https://doi.org/10.1063/1.4955486

B. Yurong, Xu. Jingping, L. Lu, F. Minmin. Simulation of electrical characteristics and structural optimization for

small-scaled dual-gate GeOI MOSFET with high-k gate dielectric. Chinese J. of Semiconductors 35 (9), 094002-1 (2014).

https://doi.org/10.1088/1674-4926/35/9/094002

Yu.S. Zharkikh, S.V. Lysochenko, O.G. Kukharenko, O.V. Tretiak. Conductive channels formed in germanium by high-energy protons and alpha particles. Nucl. Instr. Meth. Phys. Rev. B 441, 63 (2019).

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2018.12.012

F. Watt, M. B. Breese, A.A. Bettiol, J.A. van Kan. Proton beam writing. Mater. Today. 10 (6), 20 (2007).

https://doi.org/10.1016/S1369-7021(07)70129-3

V.V. Kozlovski, V.A. Kozlov, V.N. Lomasov. Modification of semiconductors by proton beams. Phys. Tech. Semiconductors 34 (2), 129 (2000).

https://doi.org/10.1134/1.1187921

Yu S. Zharkikh, S.V. Lysochenko, S.A. Lebed, O.G. Kukharenko, N.G. Tolmachev, O.V. Tretiak. Formation of

hidden conductive channels under bombardment of germanium by high energy protons. Techn. Phys. Lett. 39 (10), 851 (2013).

https://doi.org/10.1134/S106378501310012X

S. Lebed, M. Tolmachov, O. Kukharenko, O. Veselov. Recent status of the Kiev nuclear probe. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Section B 267 (12-13), 2013 (2009).

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2009.03.007

J.F. Ziegler, M.D. Ziegler, J.P. Biersack. SRIM: The Stopping and Range of Ions in Matter (Cadence Design Systems, 2008) [ISBN: 9780965420716, 096542071X].

V.A. Kozlov, V.V. Kozlovski. Doping of semiconductors using radiation defects produced by irradiation with pronons and alpha particules. Semiconductors 35 (7), 735 (2001).

https://doi.org/10.1134/1.1385708

P.F.P. Fichtner, J.R. Kaschny, A. Kling, H. Trinkaus, R.A. Yankov, A. Mucklich, W. Skorupa, F.C. Zawislak, L. Amaral, M.F. da Silva, J.C. Soares. Nucleation and growth of platelet bubble structures in He implanted silicon. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 136-138, 460 (1998).

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(97)00714-3

J.M. Zahler, A. Fontcuberta, I. Morral, M.J. Griggs, H.A. Atwater, Y.J. Chabal. Role of hydrogen in hydrogen-

induced layer exfoliation of germanium. Phys. Rev. B 75, 035309 (2007).

I.P. Ferain, K.Y. Byun, C.A. Colinge, S. Brightup, M.S. Goorsky. Low temperature exfoliation process in hydrogen-implanted germanium layers. J. Appl. Phys. 107, 054315 (2010).

https://doi.org/10.1063/1.3326942

L.N. Abessonova, V.N. Dobrovolskii, Y.S. Zharkikh, O.S. Frolov, A.Y. Shik. On the interpretation of Hall measurements in inhomogeneous semiconductors. Phys. Tech. Semicond. 10 (2), 406 (1976).

F. Letertre, C. Deguet, C. Richtarch, B. Faure, J.M. Hartmann, F. Chieu, A. Beaumont, J. Dechamp, C. Morales, F. Allibert, P. Perreau, S. Pocas, S. Personnic, C. Lagahe- Blanchard, B. Ghyselen, Y.M. Le Vaillant, Jalaguier, N. Kernevez, C. Mazure. Germanium-On-Insulator (GeOI) structure realized by the Smart CutTM technology. Solid-State Electronics 809, B4.4 (2011).

https://doi.org/10.1557/PROC-809-B4.4

Chr. Maleville, C. Mazure. Smart-cut technology: From 300 mm ultrathin SOI production to advanced engineered substrates. Solid-State Electron. 48 (6), 1055 (2004).

https://doi.org/10.1016/j.sse.2003.12.029

Downloads

Опубліковано

2021-01-29

Як цитувати

Lysochenko, S., Zharkikh, Y., Kukharenko, O., Tretiak, O., & Tolmachov, M. (2021). Холівські дослідження провідних каналів, сформованих у германії пучками легких іонів високих енергій. Український фізичний журнал, 66(1), 62. https://doi.org/10.15407/ujpe66.1.62

Номер

Том 66 № 1 (2021)

Розділ

Напівпровідники і діелектрики

Ліцензія

Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна

Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:

1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.

2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.

3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.

4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.

5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.

6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.

Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC