Новости химической науки > Примеси в полупроводниках распределяются неравномерно

Электронно-эксплуатационные свойства кремниевых полупроводников целиком и полностью зависят от содержания примесей – легирующих добавок, специально вводимых в материал полупроводника при производстве.

Новое исследование показывает, что, несмотря на усилия производителей по равномерному распределению примесей по всему материалу полупроводника, чаще всех легирующие атомы образуют плотные кластеры в структуре полупроводника.

Атомное зондирование демонстрирует, что атомы мышьяка (пурпурные точки) в кремнии кластеризуются с образованием наноразмерных петель (O – синий; Si – серый). (Рисунок: © Science 2007, 317, 1371)

Исследование, результатом которого явилось построение трехмерных карт распределения различных атомов в образце кремниевого полупроводника, построенное с разрешением в ангстремы, демонстрирует несовершенство методов производства кремниевых электронных приборов, которое может оказаться существенной проблемой в будущем.

Неравномерное распределение легирующих добавок может оказать неблагоприятное влияние на производительность электронных приборов будущего, которые, как ожидается, будут характеризоваться нанометровыми размерами электрических схем.

Для внедрения «электронных» или «дырочных» добавок в кремний обычно используют технику имплантации ионов Метод позволяет изменить свойства полупроводников в сторону электронной или дырочной проводимости, однако сильно нарушает кристаллическую решетку материала.

Кейт Томпсон (Keith Thompson) из Имаго Сайентифик Инструментс, Филин Фляйц из IBM и другие соавторы использовали атомное зондирование и другие методы для выяснения положения атомов кремния в полупроводниковом материале.

Международная группа исследователей обнаружила, что ионная имплантация приводит к образованию в кремниевом кристалле сферических кристаллических дефектов, «захватывающих» атомы мышьяка. Дальнейшая обработка кристаллов тем же способом, что характерен для промышленного производства полупроводников, привела к кластеризации добавок мышьяка в плотные петли.

Источник: Science 2007, 317, 1371

метки статьи: #аналитическая химия, #неорганическая химия, #новые материалы, #физическая химия