УДК 539.219.3

Алексей В. Беспалов¹, Михаил С. Афанасьев², Ольга Л. Голикова³,
Игорь А. Харитонов⁴, Александра А. Муравьева⁵

1,2,3,5МИРЭА – Российский технологический университет,
5-я ул. Соколиной горы, 22, Москва, 105118, Россия

⁴Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
(Московский институт электроники и математики),
ул. Таллинская, 34, Москва, 123458, Россия

¹e-mail: nanobesp@gmail.com, https://orcid.org/0009-0003-7299-6003

²e-mail: afanasiev@mirea.ru, https://orcid.org/0000-0001-5475-8616

³e-mail: golikova_olga@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-6021-0558

⁴e-mail: ikharitonov@hse.ru, https://orcid.org/0000-0001-8947-8227

⁵e-mail: alya_forest@mail.ru, https://orcid.org/0009-0001-7107-765X

ИССЛЕДОВАНИЕ АНОМАЛЬНОЙ ДИФФУЗИИ АЛЮМИНИЯ В КРЕМНИЙ

DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2023.2.11

Аннотация. В работе экспериментально и теоретически исследовались процессы диффузии Al в кремний в подложке имитированной интегральной микросхемы, чтобы проанализировать неизменность механизма диффузии по графику в соответствии с уравнением Аррениуса. В процессе практического исследования примеси алюминия с кремнием, наблюдалась аномальная диффузия Al в Si (неконтролируемая и нелинейная). Результаты этого экспериментального исследования были получены с помощью FIB-станции HeliosNanoLab 400 и HeliosNanoLab 450F (ФИП). В экспериментах все пять образцов представляли собой фрагменты монокристаллических кремниевых пластин с электронным *n*-типом проводимости, легированные фосфором, с выращенным на них способом окисления тонким слоем подзатворного диэлектрика, оксида кремния (SiO₂). На установке на всех образцах формировалось шесть круглых отверстий диаметром порядка 5 мкм на всю толщину диэлектрика. Для металлизации электронно-лучевым методом на образцы напылялась пленка алюминия толщиной порядка 200 нм. Отжиг образцов проводился в вакууме при пяти разных температурах в течение интервала времени 40 мин. С помощью ФИП создавались кросс-секции пластины и проводился анализ отжига. Результаты диффузии получались линейными и контролируемыми до отжига при температуре T=600°C. При температуре выше 600°С резко менялся механизм диффузии – диффузия стала ускоренной. При этом диэлектрик SiO₂ находится в состоянии сжатия, кремний и алюминий в состоянии растяжения, а в месте контакта SiO₂ и кремния проходила ускоренная диффузия (аномальная), связанная с механическими напряжениями в этой точке. Такие напряжения могут оказывать влияние на функционирование и надежность микросхем. Возможным решением данной проблемы является создание дополнительного барьерного слоя между алюминием и монокристаллическим кремнием толщиной ~0,15 мкм.

Ключевые слова: диффузия алюминия в кремний, аномальная диффузия, механизм диффузии, отжиг, диэлектрик, механические напряжения.

Для цитирования: БЕСПАЛОВ, Алексей В. и др. ИССЛЕДОВАНИЕ АНОМАЛЬНОЙ ДИФФУЗИИ АЛЮМИНИЯ В КРЕМНИЙ. Безопасность информационных технологий, [S.l.], т. 30, № 2, с. 151–162, 2023.
ISSN 2074-7136.
URL: https://bit.spels.ru/index.php/bit/article/view/1510.

DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2023.2.11.

Alexey V. Bespalov¹, Mikhail S. Afanasyev², Olga L. Golikova³,
Igor A. Kharitonov⁴, Alexandra A. Muravyeva⁵

1,2,3,5MIREA – Russian Technological University,
5th Sokolinaya Gora str., 22, Moscow, 105118, Russia

⁴National Research University "Higher School of Economics"
(Moscow Institute of Electronics and Mathematics),
Tallinskaya str., 34, Moscow, 123458, Russia

¹e-mail: nanobesp@gmail.com, https://orcid.org/0009-0003-7299-6003

²e-mail: afanasiev@mirea.ru, https://orcid.org/0000-0001-5475-8616

³ikharitonov@hse.ru, https://orcid.org/0000-0001-8947-8227

⁴e-mail: ikharitonov@hse.ru, https://orcid.org/0000-0001-8947-8227

⁵e-mail: alya_forest@mail.ru, https://orcid.org/0009-0001-7107-765X

Investigation of anomalous diffusion of aluminum into silicon

DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2023.2.11

**Abstract.** The process of Al diffusion into silicon substrate of an integrated circuit is studied experimentally and theoretically in details in order to analyze the invariance of the diffusion mechanism according to the Arrhenius law. During the process of practical investigation of the aluminum admixture with silicon, the abnormal diffusion of Al in Si (uncontrolled and nonlinear) was observed. The results of this experimental study were obtained using the FIB stations HeliosNanoLab 400 and HeliosNanoLab 450F (hereinafter referred to as the Station). All five samples investigated were fragments of monocrystalline silicon wafers (CEF) with electronic conductivity, doped with phosphorus, with a thin layer of a silicon oxide (SiO2) as gate dielectric, grown on them by the oxidation method. Using the Station, 6 round holes with a diameter of about 5 microns were formed in all samples for the entire thickness of the dielectric. The electron beam method was used for metallization, an aluminum membrane with a thickness of about 200 nm was formed onto the samples. Annealing of the samples was carried out in vacuum at five different temperatures during 40 minutes time intervals. Cross-sections were produced using the Station and the annealing process was analyzed. The diffusion results were linear and controlled up to annealing temperature T=600°C. At the temperature higher than T=600°C, the diffusion mechanism has changed dramatically. The following explanation was proposed by us. The SiO2 dielectric was in a compression state, silicon and aluminum were in an extension state, and accelerated (abnormal) diffusion which was detected was associated with the mechanical stresses at the point of SiO2 and silicon contact. Such mechanical stresses can affect the reliability of the chips. A possible solution to this problem was proposed, namely to create an additional barrier layer with ~ 0.15 microns thickness between aluminum and monocrystalline silicon.

**Keywords:** diffusion of aluminum into silicon, anomalous diffusion, diffusion mechanism, Arrhenius law, annealing, dielectric, mechanical stress, reliability.

For citation: BESPALOV, Alexey V. et al. Investigation of anomalous diffusion of aluminum into silicon. IT Security (Russia), [S.l.], v. 30, no. 2, p. 151-162, 2023. ISSN 2074-7136.

URL: https://bit.spels.ru/index.php/bit/article/view/1510. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2023.2.11.

Введение

Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счет быстрого образования прочных оксидных пленок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия. Благодаря этим свойствам алюминий применяется в производстве проводов, проводников в чипах [1]. Одним из основных материалов, использующихся в качестве подложки интегральной микросхемы, является монокристаллический кремний (Si), с которым алюминий отлично реагирует и имеет хорошую адгезию не только к Si, но и к слою диэлектрика SiO2. Весомым значением обладает использование алюминия в полупроводниковой электронике как легирующего элемента для создания дорожек металлизации, и для получения более глубоких p-n переходов от 80 мкм до 120 мкм. Из [2] известно, что для нормальной работы полупроводникового прибора глубина диффузии металла контакта в кремний должна быть минимальной.
В процессе анализа отказов и исследования процесса диффузии алюминия в кремний, проводимого в Наноцентре РТУ МИРЭА, наблюдалась аномальная диффузия Al в Si (рис. 1).

Результаты экспериментального исследования диффузии алюминия в кремний, были получены с помощью FIB-станции HeliosNanoLab 400 и HeliosNanoLab 450F [3] (ФИП). Система фокусированного ионного пучка ФИП – это эффективное сочетание сканирующего ионного микроскопа и инструмента для прецизионной обработки материала. Система ФИП в одном приборе позволяет с помощью фокусированного ионного пучка получать вертикальные сечения исследуемых объектов с последующим анализом изображения этого сечения с помощью электронного пучка.

<figure><img src="image_1.png" /><figcaption>Рис. 1. Изображение сечения диффузии алюминия в кремний, полученное с помощью FIB-станции HeliosNanoLab 400
Fig. 1. The cross section Image of aluminum-silicon diffusion experimentally obtained with HeliosNanoLab 400 FIB-station</figcaption></figure>

Из рис. 1 видно, что диффузия глубиной $h_2$ получилась неконтролируемой и нелинейной, по сравнению с диффузией глубиной $h_1$. Подобное поведение примесей во время диффузии принято считать аномальной диффузией.

Аномальная диффузия [4] — это процесс диффузии с нелинейной зависимостью между среднеквадратичным смещением (MSD) $\langle r^2(\tau) \rangle$ и временем. Такое поведение резко контрастирует с броуновским движением, типичным процессом диффузии, описанным Эйнштейном и Смолуховским, где MSD является линейным во времени (а именно, $\langle r^2(\tau) \rangle = 2dD\tau$, где d является числом измерений, а D — коэффициентом диффузии). Примеры аномальной диффузии в природе наблюдались в биологии — в клеточном ядре, плазматической мембране и цитоплазме.

Как известно, при изготовлении электронных приборов из полупроводников все диффузионные процессы представлены широко и на разных стадиях производства — от очищения сырья до создания p-n переходов. Кроме того, при проведении технологических операций почти всегда неизбежно диффузионное перераспределение введенных в
полупроводник примесей. Значительное влияние на диффузию оказывает нарушение равновесия в реакции образования комплексов между примесями при разных временах и температурах. Исследование диффузии примесей проводилось в ряде работ, например, в [5], однако при этом уделялось недостаточное внимание аномальной диффузии и ее детального исследования под микроскопом.

В некоторых случаях для получения специальных свойств полупроводниковых приборов пользуются особенностями аномальной диффузии. Например, совместное действие эффектов ускоренной диффузии радиационных дефектов при имплантации и геттерирования дефектов при отжиге приводит к улучшению качества исходного материала, что обеспечивает увеличение диффузионной длины неосновных носителей заряда в несколько раз [6]. Однако чаще всего аномальная диффузия в микроэлектронике [7–8] в связи с неконтролируемой ускоренной локальной диффузией примеси может к проколам *p*-n переходов, что может ухудшить характеристики приборов и в некоторых случаях может привести к отказу. Для более подробного изучения факторов, провоцирующих аномальную диффузию, была выполнена данная работа.

В работе экспериментально и теоретически были исследованы процессы диффузии Al в кремнии, чтобы проанализировать неизменность механизма диффузии по графику в соответствии с уравнением Аррениуса.

## 1. Материалы и оборудование

В данной работе проводилось экспериментальное исследование диффузии алюминия в кремний, а именно: зависимость скорости диффузии от температуры. Все пять образцов КЭФ – это фрагменты монокристаллических кремниевых пластин с электронным *n*-типом проводимости, легированные фосфором.

Для формирования контактных окон в кремниевой подложке с нанесенным слоем диэлектрика (SiO₂) использовались FIB-станции HeliosNanoLab 400 и HeliosNanoLab 450F с системами ионно-лучевого и селективного ионно-химического травления, и корпускулярно-зондового анализа состава [3]. Данная двухлучевая система включает в себя электронную колонну с полевой эмиссией с возможностью получать изображения высокого разрешения; ионную пушку с галлиевым источником, что позволяет проводить локальное препарирование объектов путем вертикальных разрезов.

Установка А700QE/DI12000 (Германия) применялась для напыления тонких пленок Al на подготовленные кремниевые подложки. В вакуумной камере с уровнем вакуума 10⁻⁴ Па размещен электронно-лучевой испаритель, состоящий из трех основных частей: электронной пушки, отклоняющей системы и водоохлаждаемого тигля.

Для отжига структур в вакууме применялась установка, содержащая кварцевую вакуумную камеру диаметром 50 мм и длиной 1,5 м. Поверх камеры в центре расположен резистивный нагреватель, позволяющий разогревать объем внутри камеры до 1000°C. Структуры для проведения отжига устанавливались в кварцевую кювету и помещались в центр предварительно разогретой до нужной температуры камеры. Камера откачивалась при помощи формакуумного и турбомолекулярного насосов до давления не хуже 10⁻⁵ Па. Далее структуры выдерживались при заданной температуре и времени.

## 2. Создание кремниевой подложки, имитирующей подложку интегральной микросхемы

В исследовании для анализа диффузия алюминия в кремнии необходимо было создать подложки, имитирующие ИМС.
Этапы создания кремниевой подложки, имитирующей ИМС. Прежде всего
выращивают тонкий слой диэлектрика на поверхности всех образцов.

После этого, с помощью ФИП ионной пушкой на всех образцах формируется шесть одинаковых круглых отверстий диаметром порядка 5 мкм на всю толщину диэлектрика (рис. 2). Такие отверстия формируются в микросхемах для создания контактов.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Рис. 2. Изображение сформированных отверстий на подложке ИМС
на поверхности диэлектрика</figcaption></figure>

<caption>Fig. 2. Image of the holes formed on the IC substrate dielectric surface</caption>

Далее, на все образцы для имитации алюминиевых контактов электронно-лучевым методом напыляется пленка алюминия толщиной порядка 200 нм. После напыления поверхность подложки имеет зеркально гладкую поверхность. Алюминий диффундировал в кремний. Пленка ложится равномерно на всю поверхность подложки (рис. 3).

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Рис. 3. Изображение пленки алюминия на поверхности отверстия и подложки ИМС
Fig. 3. The image of the aluminum membrane on the hole surface and on the Si substrate</figcaption></figure>

Далее, производился отжиг образцов. Материал нагревался в вакууме, а затем
отжигаемые образцы медленно охлаждались естественным путем вместе с печкой. **Целью
отжига** является восстановление кристаллической структуры легированных областей
кремния и активация внедренной примеси. Данный этап эксперимента проводился в
вакууме при температурах T=300°C, T=400°C, T=450°C, T=500 °С и T=600°С в течение
интервала времени t=40 мин. С помощью ФИП была создана кросс-секция для анализа
процессов диффузии.
В первом опыте, проведенном при температуре 300°C, диффузия получилась нормальной: края сплава алюминия с кремнием не выходят за границы диэлектрика. Максимальная глубина залегания диффузии составляет всего 139 нм (рис. 4).

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Рис. 4. Изображение кросс-секции образца после отжига образца при T=300°C
в течение интервала времени t=40 мин</figcaption></figure>

<caption>Fig. 4. Cross section Image of the Si sample after annealing at T=300°C
and the t=40 min time interval</caption>

Следующий образец (рис. 5), нагретый в вакууме при температуре 450°C в течение такого же времени представляет следующие результаты: диффузия ближе к аномальной, так как углы сплава выходят за границы оксидной пленки, а длина их с разных сторон составляет 423,4 нм и 372,4 нм; плотность сплава алюминия с кремнием увеличилась, а их объем уменьшился, в результате чего между ними и кремниевой подложкой образовалась небольшая полость толщиной 1664 нм, считая от изначального основания отверстия.

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Рис. 5. Изображение кросс-секции образца после отжига при T=450°C
в течение интервала времени t=40 мин</figcaption></figure>

<caption>Fig. 5. The cross-section image of the sample after annealing at T=450°C
and the t=40 min time interval</caption>
Следующий опыт был проведен при температуре 600°С в течение 40 минут. В работе «Aluminum and Aluminum Alloys ASM Speciality Handbook» [9] было указано, что максимальная температура отжига не должна быть выше 415°С ввиду вероятного окисления алюминия и роста зерен. Действительно, на поверхности подложки можно наблюдать рост зерен и сильное увеличение глубины $p-n$ перехода, как изображено на рис. 6.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Рис. 6. Изображения: 1) поверхности образца после отжига при $T=600^{\circ}C$; 2) кросс-секции образца $t=40$ минут после отжига при $t = 600^{\circ}C$ $t=40$ минут
Fig. 6. Images of: 1) the sample surface after annealing at $T = 600^{\circ}C$ during the $t = 40$ minutes time interval; 2) the cross-section after annealing at $T = 600^{\circ}C$</figcaption></figure>

На изображении кросс-секции наблюдается увеличение глубины диффузии (рис. 6,2). Это значение самое большее из всех полученных в данном образце и равняется 4780 нм. Сплав вышел за края диэлектрика на 496,4 нм с одной стороны и на 1074 нм с другой.

Диэлектрик $SiO_2$ по своей природе находится в состоянии сжатия, кремний в состоянии растяжения, а в месте контакта $SiO_2$ и кремния будет проходить ускоренная диффузия (аномальная), связанная с механическими напряжениями в этой точке (приводит к образованию дефектов в кремнии), (рис. 6,2).

Также проводился отжиг при температурах 400°С и 500°С, результаты которых представлены на рис. 7,1), 7,2).

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Рис. 7. Результаты отжига 1) при $t = 400^{\circ}C$; 2) при $t = 500^{\circ}C$
Fig. 7. Annealing results 1) at $T = 400^{\circ}C$; 2) at $T = 500^{\circ}C$</figcaption></figure>
### 3. Анализ результатов проведенных измерений

Для анализа результатов измерений и проведенных испытаний применялось уравнение Аррениуса (1), которое используется для выявления изменений химических реакций, происходящих в испытуемом объекте:

$$k = A \cdot e^{-E_a / RT}, \qquad (1)$$

где А – предэкспоненциальный множитель, k – константа скорости химической реакции, E_a – энергия активации, R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль·К), T – температура (К), e – основание натуральных логарифмов.

Изменения химической реакции с помощью уравнения Аррениуса объяснены в [10]; результаты их наблюдений представлены в виде графиков (рис. 8).

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

Источник: Ch. Schmitz, Handbook of Aluminium Recycling, 2006

<caption>Рис. 8. График толщины оксидной пленки на твердом алюминии по уравнению Аррениуса [6]
Fig. 8. Dependence of the oxide film thickness on solid aluminum according to the Arrhenius equation [6]</caption>

В [10] авторы объяснили преобразование химической реакции изменением структуры оксида, от аморфной к кристаллической. В их варианте, оксидная пленка стремительно увеличилась до 20 нм при температуре 500°С, тогда как при температуре до 300°С, известно, что естественный слой оксидной пленки равен примерно 1–3 нм. В [10] авторы сделали вывод, что для того, чтобы избежать чрезмерного окисления оксидной пленки на алюминии, нагрев не должен превышать 400°С.

Опираясь на этот график, построен свой собственный (рис. 9), основываясь на проведенных расчетах, которые представлены в табл. 1.

<table><caption>Таблица 1. Результаты расчетов</caption><thead><tr><td>t, °C</td><td>T, K</td><td>1/T</td><td>k, нм</td><td>ln k</td></tr></thead><tbody><tr><td>300</td><td>573</td><td>0,001745</td><td>140</td><td>4,9416</td></tr><tr><td>400</td><td>673</td><td>0,001486</td><td>610</td><td>6,4135</td></tr><tr><td>450</td><td>723</td><td>0,001383</td><td>1664</td><td>7,417</td></tr><tr><td>500</td><td>773</td><td>0,001294</td><td>3917</td><td>8,2731</td></tr><tr><td>600</td><td>873</td><td>0,001145</td><td>4780</td><td>8,4722</td></tr></tbody></table>
Температуру по шкале Цельсия (t, °С) перевели в температуру по шкале Кельвина, в соответствии с уравнением Аррениуса:

$$T = t+T_0, \qquad (2)$$

где $T_0 = 273$ К.

Далее, полагаясь на результаты измерений скорости диффузии в кросс-секциях образцов, рассчитан натуральный логарифм от скорости диффузии (ln k), а также рассчитан 1/T, что позволило составить график зависимости этих двух величин:

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Рис. 9. График зависимости скорости диффузии от температуры, построенный по уравнению Аррениуса</figcaption></figure>

<caption>Fig. 9. The dependence of the diffusion rate on temperature according to the Arrhenius equation calculated</caption>

Как видно из графика, функция оставалась линейной в точках 1–4, достигнув температуры 500°C. Однако, в точках (x=0,001145; y=8,4722), при температуре 600°C. резко поменялся механизм диффузии: глубина ее стала намного больше, чем при остальных температурах, вследствие того, что алюминий окислился, а оксидная пленка стала больше. Максимальная глубина диффузии в образце достигла 4780 нм.

Итак, минимальная глубина диффузии металла контакта в кремний была достигнута при температуре 300°C. Но при помощи электронной микроскопии установлено, что устранение дислокаций происходит при значительно более высокой температуре. В нашем эксперименте не было смысла поднимать температуру отжига выше 500°C и 600°C, так как при этом наблюдается аномальная диффузия, которая излишне углубляет p-n переход. Следовательно, результат отжига при температуре 400°C получился самым удачным.

Также возникновение аномальной диффузии можно объяснить явлением механического напряжения в кремнии (рис. 10), ссылаясь на изначальный рисунок
диффузии (рис. 1). Более подробно проблема механических напряжений в реальных структурах исследована во многих работах, например, [11–15].

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Рис. 10. Схематическое изображение рис.1.
Fig. 10. Schematic representation of Fig.1</figcaption></figure>

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Рис. 11. Механизм аномальной диффузии вследствие механического напряжения в кремнии
Fig. 11. Mechanism of abnormal diffusion due to mechanical stress in silicon</figcaption></figure>

При высоких температурах отжига пластины микросхемы, в SiO2 возникают механические напряжения. Они способствуют сжатию стенок пленок диэлектрика. А это, в свою очередь, содействует растяжению слоя напыленного Al и сформированного отверстия в подложке (рис. 11). Расстояние между молекулами Al увеличивается, в результате чего пленка Al прогибается, образовывая аномальную диффузию.

Такое механическое напряжение приводит к нелинейной диффузии, что может оказывать прямое или косвенное влияние на функционирование и надежность микросхем, например, привести к проколу p-n перехода или к короткому замыканию. Наилучшим решением данной проблемы является создание дополнительного барьерного слоя между алюминием и монокристаллическим кремнием толщиной ~0,15 мкм из таких материалов как титан, вольфрам или их силицидов.

## Заключение

Результаты экспериментального исследования процесса диффузии Al в кремниевую подложу при температурах до 600°С, анализа скорости диффузии от температуры и результатов отжига показали, что при температуре выше 600°С наблюдается ускоренная (аномальная) диффузия Al в Si, которая может снизить надежность интегральных схем при проведении металлизации.

Показано, что аномальная диффузия может быть связана с механическими напряжениями в Si. Диэлектрик SiO2 по своей природе находится в состоянии сжатия, кремний и алюминий – в состоянии растяжения, а в месте контакта SiO2 и кремния
проходит ускоренная диффузия (аномальная), связанная с механическими напряжениями
в этом месте.

Для предотвращения ускоренной диффузии Al предложено создание дополнительного барьерного слоя между алюминием и монокристаллическим кремнием толщиной ~0,15 мкм из таких материалов как титан, вольфрам или их силицидов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Алюминий в микроэлектронике и других сферах. Новости микроэлектроники: [сайт]. 1998-2014 ООО Рынок микроэлектроники. URL: http://www.chipnews.ru/html.cgi/other/proizv/al_truba.htm (дата обращения: 05.04.2023).

2. Королев М.А., Крупкина Т.Ю., Ревелева М.А. Технология, конструкция и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 397 с.

3. Фокусированный ионный пучок (ФИП): [сайт]. URL: https://sernia.ru/training/fokusirovannyy_ionnyy_puchok (дата обращения: 04.04.2023).

4. Аномальная диффузия: [сайт]. 2023. https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.d949de3d-6453659e08b6d051-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Anomalous_diffusion (дата обращения: 28.03.2023).

5. Криворучко А.А. Моделирование диффузии примесей в полупроводниках при неравновесных условиях: дис. канд. физ-мат. наук. 2006. – 115 с.

6. Калинина Е.В., Коссов В.Г., Яфаев Р.Р., Стрельчук А.М., Виолина Г.Н. Высокотемпературный радиационно стойкий выпрямитель на основе p+n-переходов в 4H-SiC, ионно-легированном алюминием. Физика и техника полупроводников. 2010, т. 44, вып. 6. URL: https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/7149 (дата обращения: 15.04.2023).

7. Аномалии в распределении примеси. Аномалии распределения примесей и дефекты диффузионных слоев: [сайт]. Studfiles. URL: https://studfile.net/preview/1199870/page:6/ (дата обращения: 14.04.2023).

8. Машкина Е.С., Бормонтов Е.Н. Часть 1. Получение p-n переходов: технология и оборудование. Технологии твердотельной электроники. Воронежский государственный университет. 2013. URL: https://phys.vsu.ru/me/downloads/m13-64.pdf (дата обращения: 14.04.2023).

9. Отжиг алюминия. Aluminium Guide: Понимание алюминия: [сайт] 2023. URL: https://aluminium-guide.com/otzhig-alyuminiya/ (дата обращения: 12.04.2023).

10. Окисление алюминия на воздухе. Обработка металла: [сайт]. 2023. URL: https://mathnttt.ru/obrabotka-metalla/pochemu-alyuminij-ne-podvergaetsya-korrozii.html (дата обращения: 10.04.2023).

11. Зеленин В.А. Контроль остаточных напряжений в структурах Si-SiO2. Доклады БГУИР. 2012, № 8(70). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kontrol-ostatochnyh-napryazheniy-v-strukturah-si-sio2 (дата обращения: 20.04.2023).

12. Особенности роста тонких и толстых пленок двуокиси кремния. Термическое окисление Si: [сайт]. URL: https://studwood.net/1998948/tovarovedenie/osobennosti_rosta_tonkih_tolstyh_plenok_dvuokisi_kremniya (дата обращения: 19.04.2023).

13. Михайлов А.Н., Белов А.И., Марычев М.О., Бурдов В.А., Тетельбаум Д.И. Физические основы ионно-лучевого формирования и свойства квантовых точек кремния в диэлектрике: учебно-методический комплекс. Новые многофункциональные материалы и нанотехнологии. ННГУ, 2010. URL: http://www.unn.ru/pages/e-library/methodmaterial/2010/32.pdf (дата обращения: 20.04.2023).

14. Неизвестный И.Г., Володин В.А., Камаев Г.Н., Черкова С.Г., Усенков С.В., Шварц Н.Л. Формирование нанокристаллов кремния в гетероструктурах Si-SiO2-a-Si-SiO2 при высокотемпературных отжигах: эксперимент и моделирование. Нанотехнологии в оптике и электронике. Автометрия. 2016, т. 52, № 5. URL: https://www.iae.nsk.su/images/stories/5_Autometria/5_Archives/2016/5/10_neuzv.pdf (дата обращения: 18.04.2023).

15. Бринкевич Д.И. и др. Физико-механические свойства кремния вблизи границы раздела SiO2/Si. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013, № 12, с. 109–112. DOI: https://doi.org/10.7868/S0207352813120044. – EDN: RFLQOV.

REFERENCES:

[1] Aluminum in microelectronics and other spheres. News of microelectronics: [website]. 1998-2014 Microelectronics Market LLC. URL: http://www.chipnews.ru/html.cgi/other/proizv/al_truba.htm (accessed: 05.04.2023) (in Russian).
[2] Korolev M.A., Krupkina T.YU., Reveleva M.A. Tekhnologiya, konstrukciya i metody modelirovaniya kremnievyh integral'nyh mikroskhem. M.: BINOM. Laboratoriya znanij, 2012. – 397 s. (in Russian).

[3] Focused Ion Beam (FIP): [website]. URL: https://sernia.ru/training/fokusirovannyy_ionnyy_puchok (accessed: 04.04.2023) (in Russian).

[4] Abnormal diffusion: [website].2023. URL: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.d949de3d-6453659e-08b6d051-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Anomalous_diffusion (accessed: 28.03.2023) (in Russian).

[5] Krivoruchko A.A. Modeling of the diffusion of impurities in semiconductors under nonequilibrium conditions: dis. Candidate of Physical and Mathematical Sciences. 2006 – 115 p. (in Russian).

[6] Kalinina E.V., Kossov V.G., Yafaev R.R., Strelchuk A.M., Violina G.N. A high-temperature radiation-resistant rectifier based on p+n junctions in 4H-SiC, ion-doped with aluminum. Physics and Technology of semiconductors. 2010, v. 44, issue 6. URL: https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/7149 (accessed: 15.04.2023) (in Russian).

[7] Anomalies in the distribution of impurities. Anomalies of impurity distribution and defects of diffusion layers: [website]. Studfiles. URL: https://studfile.net/preview/1199870/page:6/ (accessed: 14.04.2023) (in Russian).

[8] Mashkina E.S., Bormontov E.N.; Part 1. Obtaining p-n transitions: technology and equipment. Solid-state electronics technologies. Voronezh State University. 2013. URL: https://phys.vsu.ru/me/downloads/m13-64.pdf (accessed: 14.04.2023) (in Russian).

[9] Aluminum annealing. Aluminum Guide: Understanding Aluminum: [website]. 2023. URL: https://aluminium-guide.com/otzhig-alyuminiya/ (accessed: 12.04.2023) (in Russian).

[10] Aluminum oxidation in air. Metal processing: [website]. 2023. URL: https://math-nttt.ru/obrabotka-metalla/pochemu-alyuminij-ne-podvergaetsya-korrozii.html (accessed: 10.04.2023) (in Russian).

[11] Zelenin V.A. Control of residual stresses in Si-SiO2 structures. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kontrol-ostatochnyh-napryazheniy-v-strukturah-si-sio2 (accessed: 20.04.2023) (in Russian).

[12] Features of the growth of thin and thick films of silicon dioxide. Thermal oxidation of Si: [site]. URL: https://studwood.net/1998948/tovarovedenie/osobennosti_rosta_tonkih_tolstyh_plenok_dvuokisi_kremniya (accessed: 19.04.2023) (in Russian).

[13] Mikhailov A.N., Belov A.I., Marychev M.O., Burdov V.A., Tetelbaum D.I. Physical foundations of ion-beam formation and properties of silicon quantum dots in a dielectric: educational and methodological complex. New multifunctional materials and nanotechnologies. UNN, 2010. URL: http://www.unn.ru/pages/e-library/methodmaterial/2010/32.pdf (accessed: 20.04.2023) (in Russian).

[14] Neizvestny I.G., Volodin V.A., Kamaev G.N., Cherkova S.G., Usenkov S.V., Schwartz N.L. Formation of silicon nanocrystals in Si-SiO2-a-SiO2 heterostructures during high-temperature annealing: experiment and modeling. Nanotechnology in optics and electronics. Autometry. 2016, v. 52, no. 5. URL: https://www.iae.nsk.su/images/stories/5_Autometria/5_Archives/2016/5/10_neuzv.pdf (accessed: 18.04.2023) (in Russian).

[15] Brinkevich D.I. et. al. Physical and mechanical properties of silicon near the SiO2/Si interface. Surface. X-ray, synchrotron and neutron studies. 2013, no. 12, p. 109–112. DOI: https://doi.org/10.7868/S0207352813120044 (in Russian). – EDN: RFLQOV.

Поступила в редакцию – 10 апреля 2023 г. Окончательный вариант – 04 мая 2023 г.

Received – April 10, 2023. The final version – May 04, 2023.