автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Оптимизация методов обработки релаксационных сигналов в емкостных спектрометрах

ЛЕНШГРАДСГШИ ОРДЕНА. ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени В.И.УЛЬЯНОВА (ШМШ

На правах рукописи

ЧИХРАЙ Евгений Васильевич

ОПТИМИЗАЦИЯ {.МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ РЕЛАКСАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ В ШЮСТННХ СПЫ1ТРОМЕТРАХ

Специальность: 05.11.16 - Ипформацютнно-измерительшэ

системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой ртепени кандидата тсхшгчесгатх наук

Сагост - Петербург - 1991

Работа выполнена в Физико-техническом институте Академии Наук Казахстана

Научный руководитель -

доктор физико-математических наук профессор МУКАШЕВ Б.Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор ИСМАИЛОВ Ш.О.О. кандидат технических наук доцент АНТОНВК Е.М.

Ведущая организация - Институт проблем информатики и управления Академии Наук Казахстана

Защита состоится 1992 г. часов на

заседании специализированного совета Е 063.36,04 Ленинградского ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции электротехнического института имени В.И.Ульянова (Ленина) но адресу: 197376, Санкт - Петербург, уд.Проф.Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " 'фбфсЫХ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

ЮРКОВ Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для дальнейшего прогресса во всех основных направлениях совремепшк физики и техники полупроводников необходимы исчерпывающие сведения о природе, свойствах и влияют па основные характеристики полупроводников глубоких центров - различной природы дефектов кристаллической решетки, образующих в запрещенной зоне глубокпэ энергетические уровш.

Тот факт, что глубокие уровни (ГУ) более замедленно, по сравнению с мзлкой примесью, реагируют па резкое изменение зарядового состояния, а таиг.з прямая связь их концентрации с емкостью полупроводникового р-п-переходэ, а постоянной времени релаксации - с темнерзтурой, дает возможность исследовать континуум переходник процессов и извлекать из них информацию о ГУ с помощью емкостных измерений - методом нестационарной емкостной спектроскопии глубоких урозней (НЕСГУ). В настоящее время метод НЕСГУ - одкк из основнюс для исследования дефектов в полупроводниках. Его отличают высокая чувствительность, простота автоматизации измерений, наглядность получекпых результатов - в виде спектральных зависимостей, возмошость нерззруиагощего контроля как готовых приборов, так и исходного материала. За время, прошедшее с па-чала применения метода ПЕСГУ (1974 г.) , появилось много разных его модификаций и звтматизлропатшх систем, направленных на повышение точности измерений и сокращение расхода необходимого для них времени, а также на повыипшю функциональной насыщенности таких установок. Тем не менее наиболее рапрострапеп яадеюгай ¡сласслческий вариант спектрометра НЕСГУ, на основе параметрической фильтрации затух;гацей экспоненты с заданной" постоянной времени из измеренного релаксационного сигнала (РС) при разверке но температуре исследуемого образца с помощью коррелометра, которий служит параметрическим фильтром. Недостатком используемых до настоящего времени снектромотроа ¡(КС ГУ является недостаточно высокая разрешающая способность, что не дает возможности уверенно разделять п спектре НЕСГУ линии от рл>шкорасположл;них ГУ.

- г -

Кроме того, не всегда оптимальны используемые способы обработки РС с точки зрения затрат средств и времени.

В связи с этим актуальной является задача оптимизации методов обработки РС в спектрометрах НЕСГУ в смысле повышения разрешающей способности метода в режиме реального времени при меньших аппаратурных и временных затратах.

Цель и задачи диссертационной работы. -

Целью настоящей работы является исследование и разработка экономичных методов и алгоритмов повышения разрешающей способности метода НЕСГУ.

Для достижения поставленной цели в работе решаются еле- • дующие задачи:

1. Исследование алгоритмов работы известных цифровых и аналоговых средств анализа РС в емкостных спектрометрах ГУ с целью выявления возможности их усовершенствования.

2. Разработка новых алгоритмов обработки РС, обеспечивающих улучшенное разделение близкорасположенных ГУ.

3. Создание макета емкостного спектрометра глубоких уровней и соответствующего программного обеспечения, реализующих разработанные методы и алгоритмы, и апробация его в экспериментальных измерениях.

4. Расчет и экспериментальная оценка погрешностей измерений.

Методы исследования. При исследованиях использовались аналитические метода решения некорректных задач, в частности интегральных уравнений Фредгольма, метод наименьших квадратов, теория матриц, некоторые разделы математического анализа. ИнтенсивЕо применялись численные методы и имитационное моделирование. '

Научная новизна заключается в разработке новых методов обработки РС в методе НЕСГУ, исследовании разрешающей способности известных и вновь разработанных методов исследования экспоненциально-затухающих сигналов. К новым результатам можно отнести следующие:

1. Предложен новый способ получения весовой функции для коррелометра НЕСГУ на основе численного решения обратной некорректной задачи - интегрального уравнения Фредгольма 1-го

рода с известными ядром и правой частью, который позволяет получить непрерывные и ограниченные по норме аналоговые весовые функции, использование которых в коррелометре НЕСГУ позволяет создать высокодобротный параметрический фильтр для экспоненциальных сигналов.

2. Впервые использована в НЕСГУ неравномерная, геометри-чески-прогрессионпая дискретизация ' релаксационного сигнала по времени для автоматизированных систем и многоканальных аналоговых устройств обработки релаксационного сигнала автономных емкостных спектрометров.

3. Предложен новый способ цифровой обработки РС в автоматизированных ШС НЕСГУ, базирующийся на равномерной или неравномерной его дискретизащш и применении к полученным дискретам корреляционного подхода с использованием специальных наборов весовых коэффициентов, обеспечивающий повышенное разрешение и извлечение максимума информации о ГУ.

4. Исследованы статистические характеристик:! погрешности каналов измерения емкости образца и его температуры, позволяющие рассчитать результирующую погрешность в зависимости от конкретной реализации каналов.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработан цифро-аналоговый коррелометр-приставка к емкостным спектрометрам, реализующий предложенный способ повышения разрешающей способности метода НЕСГУ за счет применения весовых функций сложной формы а также известные весовые функции.

2. Предложены алгоритма работы ШС НЕСГУ высокого разрешения (режим "в линии''} при их программной и программпо--аппаратурной реализации.

3. Разработано аппаратурное и программное обеспечение и создан автоматизированный комплекс нестационарной смкостпой спектроскопии глубоких уровпей в полупроводниках.

4. Разработано программное обеспечение для моделирования обрабатывающих и вычислительных процедур ИИС НЕСГУ, для статистических расчетов и гкстограшироваьия массивов экспериментальных данных. '

5. Показаны примеры к преимущества использования con-

данной ШС НЕСГУ для исследования ГУ в кремнии.

Реализация результатов. Работа выполнена в рамках планово-бюджетных тем ИФВЗ АН КазССР "Модификация полупроводников ионными пучками и ядерными излучениями", "Разработка методов анализа и контроля драниц раздела в полупроводниковых структурах" а также при хоздоговорных исследованиях для ШО "Квант" (г. Москва). Разработанный спектрометр НЕСГУ внедрен в физические исследования Института физики высоких энергий АН КазССР (г. Алма-Ата), Института физики металлов УрО АН СССР (г. Свердловск) и Физико-технического института им. Иоффе (г. Ленинград). Акты, подтверждающие внедрение, прилагаются к диссертации. На спектрометр получены многочисленные заявки научных организаций СССР.

Разработка заняла первое место в конкурсе среди молодых ученых и специалистов АН КазССР за 1988 г.

Апробация работы. Результаты излагаемой работы докладывались и обсувдались на III Международной конференции но мелким примесям в Линкепшге (Швеция, 1988 г.), на VII Всесоюзной конференции по взаимодействию атомных частиц с твердым телом (Минск, 1984 г.), на Международной конференции по ионной имплантации в Вильнюсе (1983 г.), на семинарах по радиационной физике в Новосибирске (1985 и 1.987 гг.), по радиационным и термическим дефектам в Киеве (1988 г.), II Республиканской конференции "Физика твердого тела и новые области ее применения" (Караганда, 1990 г.) .

Публикации. Но материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, получено авторское свидетельство на изобретение .

Структура и обьем. Диссертационная работа содержи введение, четыре главы, заключение, список литературы, включающий 145 наименований, и 5 приложений. Основная часть рзбоп изложена на 124 страницах машинописного текста. Работа содержит 44 рисунка и 5 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель исследования, дана общая характеристика работы.

В первой главе "Емкостные измерения параметров глубоких

уровней в полупроводниках" описывается эволюция емкостных методов исследования параметров ГУ в полупроводниках, описываются физические основы барьерной емкости р-п-нерехода и влияние на нее ГУ, приведено аналитическое описание исследуемых в методе НЕСГУ РС, исходящий из него принцип определения параметров ГУ, изложены основные подхода к построению и автоматизации емкостного спектрометра, особенности различных видов НЕСГУ. На основании нерешенных вопросов формулируются цель и задачи работы.

Энергетический уровень с энергией активации Е считается глубоким, если в п-полупроводшпсе выполняется условие Т, - Г< <4кТ, а в р-полупроводнике - условие Г - Б > 4КГ, где ? энергетическое положение уровня Ферми, которое зависит от температуры Т, к - постоянная Больцмана, При изменении стационарного зарядового состояния, напршзр путем резкого изменения постоянного обратного напряжения смещения (НС) на исследуемом р-н-переходо, через некоторое время установится новое заполнение ГУ, которое определяется, в основном, двумя процессами (при условии существования только одного типа ГУ): тепловыми выбросами электронов с ГУ в зону проводимости (Ес) и электронов из валентной зоны (Е^) на ГУ. Скорость тепловой эмиссии сильно зависит от энергии активации 1У, а стационарное заполнение ГУ происходит с постоянной времени

г = (<г*Ь*ТгГ1*ехр(Е/Ш, (1)

причем х =1/е, где <г - сечение захвата носителей, Ь - параметр полупроводника (для кремния Ь = 6.6»1021см~2с~1 К~2), в - скорость эмиссии электронов, Т - температура полупроводника. Если стационарное значение барьерной ешсости исследуемого р-н-перехода обозначить через Со , то после возмущения ее восстановление происходит по закону

С(1) = Со * лс»вхр(-г/т), (2)

где дС - максимальное изменение емкости после возмущения термодинамического равновесия.

Поскольку время релаксации заполизкия ГУ слабо зависит от электрического поля и пе зависит ос концентрации ГУ, то,

- б -

регистрируя такой PC с помощью измерителя емкости, можно определить его постоянную времени г при фиксированной температуре. Энергия активации Е-определяется с помощью уравнения Аррениуса, которое получается путем логарифмирования (1)

1п(г*Т2) = - 1п(с»Ь)+:Е/КГ. (3)

Измерив несколько пар значений постоянных времени г и температуры Т исследуемого образца для одного процесса заполнения ГУ, получают в координатах ln(t*T»T) и 1/КГ последовательность точек экспериментальной прямой, тангенс угла которой к оси 1/KD равен энергии активации Е , а по отрезку, отсекаемому на оси 1п(т*Т*Т), можно определить сечение захвата а (при условии, что а = const, т.е. по зависит от температуры). Концентрация ГУ определяется из выражения

Nd* N3*AC/Co,

где Ns- концентрация мелкой примеси, причем %«NS.

Таким образом измерительная процедура состоит в определении набора постоянных времени PC т и температур Т . В зависимости от способа определения г к различают варианты метода НЕСГУ. Можно использовать для этого численные методы типа метода Пропи, по ош не могут бить использованы в режиме реального времени и по обеспечивают достаточно достоверных результатов в случае НЕСГУ. Наиболее популярен классический коррелоыетрический снособ НЕСГУ, прп котором применяется коррелометр с некоторой весовой функцией vv(t), с выхода которого сшмается сигпал

То

S = j C(t)*w(t)*dt, (4)

о

причем 2о

J w[t)*dt = О, о

где То - период интегрирования. В зависимости от копкретпого вида wtt), коррелометр представляет пораметрячесгаШ фильтр, настроенный на определенную т PG. Например, если

w(t) = S(t-tl) - 6(t-t2), где 6(t) - дельта-функция Дирака, то

Т = (12 - И)Лп(12/г1).

ГГрк температурной развертке (80 К<Т<400 К) с выхода коррелометра снимается спектрометрический сигнал 3(Т)» который имеет экстремум при некоторой температура Тга. Регистрируя несколько таких спектров при разных т и определяя несколько Тга, достаточных для проведения прямой Аррениуса, определяют параметры Б и о" ГУ. Независимо от варианта НБСГУ, измерительная процедура осложняется тем, что в реальных полупроводниках присутствуют несколько ГУ и РС описывается выражением

N

С{1;) = Со ± £ ДС1*ехр(-^г1) + пт, (5)

где п(1) - шумовой сигнал, N - количество активных ГУ (1<М< <Ш). В такой ситуации проблема определения параметров каждого ГУ сильно осложняется, а в некоторых случаях совсем неразрешима. Актуальной становится проблема повышения разрешающей способности метода НЕСГУ.

Во второй главе "Оптимизация средств обработки сигнала в спектрометрах НЕСГУ" исследуются методы и алгоритмы работы известных цифровых и аналоговых средств анализа и обработки РС в емкостных спектрометрах, предлагается и обосновывается путь их оптимизации по разрешающей способности и информативности. Описываются примеры практической реализации предложенных подходов для повышения разрешающей способности метода НЕСГУ реального времени, ориентированных па применение как в аппаратурном так и в нрограммш-зппарзтурпом вариантах НЕСГУ.

Итак, необходимо в условиях шумов (до 1СЖ) определить число экспоненциальных составляющих в РС (5) и их параметры Т1 • лС1 ^ =1 А®1 Р^ значений температуры (3=2,

.,40). Аналогичная задача решается в других областях науки и существуют методы, позволяющиепри определенных условиях, разделять близкие составляющие в стациопарпых РС. Такие методы могут быть применены и б автоматизированных системах НЕСГУ при стабилизации температуры исследуемого р-п-перехода. на время накопления и. фильтрации пообходимого чясл^ ГС, вычислении указанных параметров, иягреве образца до достихения следующего значения его температуры и т.д. Постольку экспо

непциальный характер PC к шумы сильно снижают эффективность цифровых методов, то такой способ не обеспечивает требуемого 'режима реального времени, требует задания числа компонент N и не вполне приемлем для НЕСГУ. К тому же он пе обладает спектрометрическим свойством, присущим коррелометру, благодаря которому информация о ГУ очень наглядна и по виду S(T) можно судить о всех ГУ в данном образце.

Коррелометр обладает основными требуемыми свойствами -работа в реальном времени и спектрометричность при температурной развертке, которую, кстати, легче обеспечить, чем указанный режим стабилизации температуры. Но большинство используемых до настоящего времени весовых функций w(t) коррелометра дают сложный спектр S(T), из которого зачастую невозможно даже определить число ГУ II . Один из тривиальных подходов к решению этой проблемы - применить численные методы декомпозиции спектра S(T) на отдельные гауссиапы, но сильным контраргументом является тот факт, что в реальных полупроводниках не соблюдается в (1) условие о = const, а имеется <7(Т)= i(I). Это ведет к тому, что в спектре S(T) искажается форма отдельных линю!; и применение декомпозиции па идеальные гауссиапы может дать ложные линии от несуществующих ГУ. Выход из положения - в повышении разрешающей способности коррелометра. С момента появления метода НЕСГУ ведется поиск w(t), спосоСшх обеспечить более высокое разрешение. Последнее достижение здесь - применение w(t) типа изображенной на рис.б, что доказывает перспективность такого направления повышения разрешающей способности метода НЕСГУ.

В диссертационной работе предлагается ранее не применявшаяся способ получения v?(t) в 2-3 раза более высокого, по сравнению с классическим, разрешения. Запишем выражение (4) в более корректной форме

То

A»W = J C(t,T)w(t)at = SCO = S (T1<T<T2). (6)

0

Как теперь видно, задача нажзадешш оптимальной w(t) при заданной форме линии S(T) спектра НЕСГУ представляет собой ли-

w(t)

S(T)

~t

To

-» T 80 r,K Z20

Весовые функции w(t) и полученные с их помощью спектры НЕСГУ S(T) сдвоенного ГУ (1^+0.35 зВ и Еу+0.38 эВ): а,б -- известные, в,г - определеннее автором

нейпое интегральное уравнение Фредгольма первого рода, т.е. относится к некорректным задачам. Известен метод регуляризации Тихонова, позволяющий заменить некорректную задачу Сб) нахоэдепия точного решения w(t) корректной задачей поиска приближенного решения в массе непрерывных и ограниченных функций, минимизирующего т.н. стабилизирующий функционал

-SJ2+ сi*fl(ft),

где

То о

при выбранном параметре регуляризации о!, p(t) и kit) - непрерывные функции. Конструктивно регуляризованяое решение определяется из уравнения Эйлера для сглаживающего функционала

(A*â*+ cf*L)*ô = А* »5,

где I - самосояряданный дифференциальный оператор Шгурма--Лиувилля, А* - комплексно-сопряженный оператор А, которое при разностной аппроксимации операторов А и L на дискретных сетках <t> и <Т> превращается в систему линейных алгебраических уравнений (СЛАУ)

аТ*к + <**!)*& = АГ* S. (7)

Поиск оптимальной осуществлялся путем решения СЛАУ (7) при заданных параметрах E,cr,T1 ,Т2,То,Тт для одного из известных ГУ, при заданной форме шпса S(T) в виде гауссианы S(T) = =S Qexp (-(Т-Ти )Z/D2) с помощь® специализированного пакета программ. Для расчета ядра C(t,T) (2) принималось <r=const. Таким образом для различных значений дисперсии Б гауссианы S, что соответствует различным значениям разрешающей способности, получены соответствующие решения ô(t), применение которых в коррелометре НЕСГУ дает значительное увеличение разрешения (рис. в).

Недостатком коррелометра является необходимость многократного проведения температурного сканирования образца при различных весоЕих функциях для получения нескольких точек прямой Арреииуса (3). В этом смысле предпочтительна программная обработка оцифрованного PC, при которой необходимую информацию можно получить за один проход по температуре. Поэтому била поставлена задача совместить программую обработку PC в ИИС НЕСГУ с высокой разрешающей способностью. Простая реализация нрогрзмшшыи средствами коррелометра с вновь полученными весовыми функциями повышенного ргюрошения не дает эффекта т.к. из-за числсшюго интегрирования теряется много

времени. Было принято решение искать w(t} о виде

1=1 1 1

реиая с помощью регуляризовапного метода наименьших квадратов (1ШК) переопределенную СЛАУ

п

E^i'C^VTj) = S(T-j) (3=1 ,..,га; ш>п),

для заданных, как в (7), правых частей 5(3*). 1Сак оказалось, при использовании равномерной дискретизации PC по времепи At) удается получить прлемлишв наборы коэффициентов а.^ (рис. г), позволпщяе из 10 - 40 дискрет PC получать спектры НЕСГУ высокого разрешения. При этом число дискрет п меньше чем применяемое в большинстве известных Ш'С НЕСГУ, т.е. такая программная обработка болев оптимальна с гаформа-ционпой точки зрения и с точзси зрения аппаратурных затрат.

Третья глаза "Оценка погрешности 1ШС НЕСГУ" посняцепа расчетным и экспериментальным оценкам полученной погрешности измерений. Приводятся получешше экспериментальные гистограммы распределения ногрекпостей на разных стадиях измерения.

Методическая погрегаюсть метода НЕСГУ по литературным оценкам составляет Т-ÖiS во Е и до 1C0S по а .

Как известно, ИИС НЕСГУ состоит из двух пзмерггельптле каналов - емкости и температуры. Процедура определения Е и er с помощью параметров спектра 5(Т) и прямой Apporatyca - косвенные измерения, па точность которых влияют погрешности определения температур ликов спектра НЕСГУ и задания постоянной времени т коррелометром. Что касается точности задания т, то опа обесчивается нркшпетшмярегулярнзацнотгыми методами пахоадеши решений обратных задач па высоком уровне (методическая погрешность порядка 0.01й) л не сказывается па точности измерений.

Погрешость капала ¡тзмерештя температуры с термопарним термодатчшеом медь-колстантап л цифровым вольтметром класса 0.01 составила по проведенным расчетом 0.20™, т.е. соответствует классу 0.25.

Предельная погрешность канала измерения емкости была оценена в 3%.

^ Для экспериментальной оценки точности ИИС НЕСГУ была проведена серия в 100 однотипных измерений на кремниевом образце облученном а' - частицами энергией 4 МэВ в течения 30 секунд. При этом образуется хорош изученный термостабильный ГУ с энергией Е = 0.17 +/-0.01 эВ, который может слузшть в качестве эталона. Полученные массивы данных обрабатывались специально разработанной программой. Из полученных гистограмм можно сделать вывод, что распределения погрешностей определения параметров ГУ принадлежат, к классу экспоненциальных к близки к нормальному. При измерении с использованием аналогового коррелометра било получено Е = 0.168+/-0.004 эВ, а при измерении с помощью ИИС НЕСГУ Е = 0.166+/-0.005 эВ.

Таким образом, можно сделать вывод, что в данном случае погрешность ИИС НЕСГУ соответствует 3% при измерении энергии активации ГУ с Е = 0.17 эВ, что с достоверностью 0.9 более чем в два раза лучше сообщаемой в литературе.

В четвертой главе "Практическая реализация и основные физические результаты" описываются программируемый цифро-аналоговый коррелометр НЕСГУ, реализующий найденные весовые функция высокого разрешения, аппаратурные и программные средства ИИС НЕСГУ высокого разрешения на базе равномерной и неравномерной дискретизации РС и весовых коэффициентов, приводятся результаты экспериментальных исследований ГУ в кремниевых фотопреобразователях с применением созданной ИИС НЕСГУ.

Основвш узлом разработанного коррелометра является цифро-аналоговый перемножптель РС на аппроксимированную ступенчатой зависимостью или кубическими сплайнами весовую функцию »(1), которая хранится в постоянном запоминающем устройстве (ЗУ) при использовании в автономном спектрометре НВСГУ или записывается в оперативное ЗУ перед началом измерений при использовании в ИИС НЕСГУ.

Разработал контроллер равнсмерао-неравномерной дискретизации РС и создана на его основе ИИС НЕСГУ высокого разре-

шения с применением полученных весовых коэффициентов а^, работающая в режиме квазиреального времени.

Разработанная ИИС НЕСГУ в настоящее время используется при исследованш облученных высокознергетичными частицами полупроводпиков в ФГ.1 АН КазССР. При таком облучении в запрещенной зоне появляются ГУ, которые при больших концентрациях сливаются в зоны, дающие сложные спектры НЕСГУ. Применение разработанных средств повышения разрешающей пособнос-ти дало возможность уверенно разделить 1У 0.38 зВ (комплекс межузельпый углерод - мекузельный кислород) на две полосы 0.35 эВ и 0.38 зВ (рис. в,г), а также обнаружить тонкую структуру других, ранее считавшихся простыми, полос.

В заключении дается перечень основных результатов, полученных при выполнении данной работы.

В приложении приведены примеры полученных весовых функций, программа статистической обработки результатов эксперт-ментального определения погрешностей разработанной ШС НЕСГУ, а также материалы о внедрении результатов работы.

Основные результаты работы.

1. Предлоша и реализован новый способ получения гладких и ограниченных по норме весовых функций для коррелометра нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней (ГУ) (НЕСГУ), а также весовых коэффициентов для цифровой обработки релаксационного сигнала (РС) при его равномерной дискретизации в информационно-измерительной системе (ШС) НЕСГУ, базирующийся па решении обратной некорректной задачи корреляционного анализа РС. Применение разработанных методов обработки РС позволило существенно (в 2-3 раза) увеличить разрешение метода НЕСГУ.

2. Впервые. использована в НЕСГУ неравномерная прогрес-сионная дискретизации РС и создано устройство для ее реализации, позволяющие упростить процедуру получения классических спектров НЕСГУ и совместить ее с возможностью повышенного разрешения.

3. Разработано программное обеспечение и созданы ИИС НЕСГУ на базе созданного спектрометра НЕСГУ и ЭВМ "НЕКА-бО", "НЕМ-ббО". Разработан пакет программ для моделирования про-

цессов измерения и цифровой: обработки РС.

4. Применение созданной 'ЛИС НЕСГУ для измерения ' параметров радиационных дефектов и примесей в кремнии позволило получить следующие новые результаты:

- установлено, что образование''ГУ Н4 (0.38 зВ, К-центр, Сг 0,) происходит через ыетастабилъное состояние НЗ (0.35 'эВ, С^-О^,

- детально исследованы процессы пассивации атомарным водородом примесей и радиационных дефектов в крешии и при их реактивации обнаружены комплексы ГУ, включающие атомы переходных металлов и водород, а также высокотемпературные ГУ, связанные с наличием кислорода и углерода,

- обнаружены новые шжекциошю-эависимые ГУ Е2 (0.39 зВ) и Е1 (0.25 зВ), идентифицированные как меэдзельные атомы кремния.

Обоснованность и достоверность научных результатов.

Результат, указанный в п.1 - установленный факт, обоснованием которого служат основные положения теории некорректных задач и доказательством которого является его реализация в полном объеме в созданном спектрометре к ИИС НЕСГУ.

Результата, указанные в пл.2,3 - установленные факты, подтвержденные авторским свидетельством, доказательством которых является их практическая реализация в полном обьеме.

Результата, указанные в п.4 - экспериментально установленные факты, доказательством которых является их многократное воспроизведение па различных структурах и установках, а обоснованием их физической интерпретации является комплексный анализ данных метода НЕСГУ и других методов (электронный парамагнитный резонанс,.инфракрасная спектроскопия, фотолюминесценция ).

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации подтверждается результатами машинного моделирования и успешным решением прикладной задачи повышения разрешающей способности корреляционного метода НЕСГУ с помощью найденных весовых функций.

- 15 -

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

t. йвсостной спектрометр БС-1М / Е.В.Чихрай, Л.Г. fto-лодин, Б.Н. Мукашев и др.// Приборы и техника эксперимента. -1985. -N 5. -С.24.

2. Исследование процессов дефектообразования в облученном ионами фосфора кремнии методом емкостной спектроскопии /

, Е.В. Чихрай, Л.Г. Колодинг, Б.Н. Мукашев к др.//Тез.докл. VJJ Всесогоз.конф. "Взаимодействие атомных частиц в твердом теле". -Минск, 1984. -С.213.

3. Чихрай Е.В. Преобразователь код-время для стробоскопической приставки // Приборы и техника эксперимента. -1985. -N.5. -С.86-88.

4. Чихрай Е.В. Емкостной спектрометр ЕС-2 // Приборы и. техника эксперимента. -1987. -N 5. -С.247.

5. A.c. 1370683 СССР, МКИ Н 01 L 21/66. Устройство для измерения параметров глубоких уровней в голупроводниках/Чих-рай Е.В. (СССР).- N 4078043/31-25; Заявлено 30.04.86; Опубл. 30.01-88, Бюл. N4, -2 с.:ил.

6. Чихрай Е.В. Коррелятор-приставка к емкостному спектрометру глубоких уровней в полупроводниках //Приборы и техника эксперимента. -1988. -N.5. -С.184-186.

7. Диффузия радиационных дефектов из области торможения ионов фосфора в кремнии /Е.В. Чихрай, Л.Г. Колодин, Б.Н.Му-кашев и др.//Физика и техника полупроводников. -1988. -Т.22, Вып.5. -С.821-823.

8. Пассивация примесей и радиационных дефектов водородом в кремнии р-тида /Е.В. Чихрай, Х.А.Абдудлин, Б.й.Мукз-шев и др.//Физика и техника полупроводников. -1988. -Т.22, Вып.б. -С.1020-1024.

9. Абдуллин Х.А.» Ташенов Т.Б., Чихрай Е.В. Исследование радиационных дефектов в p-Si методом нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней // Препринт 88-09/ ИФВЭ АН КазССР. -Алма-Ата, 1988. -С.20-25.

10. Bydrogen passivation of shallow acceptor impurities

- 16 -

and radiation defects in p-type silicon /E.V. ChiKhxay, H.A. Abdullin, B.fi. Mukashev et gl.// Inst.Phys.Conf.Ser.N 95./ Institute of Physics, Bristol and Philadelphia, -1989. -P.477-4«1.

11. Исследование радиационных дефектов в p-Si методом нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней / Е.В. Чихрай, Х.А. Абдуллш, Б.Н. Нукашев и др. // Физика и

-техника полупроводников. -1990. -Т.24, Вып.2. ~С.391-392.

12. Исследование ;/ектро-ф}13йческих свойств кремния легированного серой и родием / Е.В. Чихрай, А. Каримов, Б.Н. Ыукаиев и др.//Тез.докл. 11 Республ. козф. "Физика твердого тела и новые области ее применения". -Караганда, 1990. -С.151.

13. Исследование радиационных дефектов в кремнии легированном родием (ДЛГС) при d -облучении /Е.В. Чихрай, А. Каримов, Х.А. Абдуллян и др.//Гез.докл. 11 Республ. копф. "Физика твердого тела и новые области ее применения". -Караганда, 1990. -С.152.

14. Чихрай Е.В., Абдуллш Х.А. К вопросу повышения разрешающей способности метода НЕСГУ // Физика и техника полупроводников. -1991. -Т.25, Вып.4. - С.751-753.