автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Получение и исследование тонких пленок нитрида алюминия и фотоприемных структур на их основе

На правах рукописи

Спивак Андрей Михаилович

□и3476Ь57

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК НИТРИДА АЛЮМИНИЯ И ФОТОПРИЕМНЫХ СТРУКТУР НА ИХ ОСНОВЕ

Специальность: 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника и приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2009

003476557

Работа выполнена в Санкт - Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Афанасьев В.П..

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Карманенко С. Ф.

Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Гудовских A.C.

Ведущая организация - ЗАО «Научно-производственное предприятие «ЭЛАР».

Защита диссертации состоится 15 октября 2009 г. в .„сов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.238.04 Санкт -Петербургского государственного электротехнического университета им. В.И.Ульянова (Ленина) по адресу:

197376, Санкт - Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «~/А>

4^ 2009 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации

В настоящее время ведутся активные разработки фотоприемных устройств для различных областей спектра электромагнитного излучения. Значительное внимание при этом уделяется приемникам, чувствительным в ультрафиолетовой области. В оптоэлектронике основными материалами для реализации подобных структур являются широкозонные нитриды и их твердые растворы, состав которых выбирается в зависимости от требуемого спектрального диапазона.

Нитрид алюминия (A1N), прямозонный полупроводник с шириной запрещенной зоны 6,2 эВ, является перспективным материалом для создания солнечнослепых фотоприемных устройств С-области (200-280 нм) ультрафиолетового диапазона. Результатом интенсивных исследований A1N стала разработка фотоприемных устройств планарной конструкции. Попытки создания многослойных фотоприемников (сэндвич-структур) наталкиваются на ряд проблем, основными из которых являются обеспечение сплошности и однородности тонких пленок A1N на неориентирующих подложках. Тем не менее, в последние время акцент исследований смещается в сторону многослойных структур, позволяющих реализовать активные фотоприемники с большим коэффициентом усиления при существенном упрощении их технологии.

Как было показано, при обеспечении определенных условий возможно формирование высокотекстурированных пленок A1N с наноразмерной столбчатой структурой (диаметр кристаллитов ~ 20-50 нм). В этом случае тонкие пленки нитрида алюминия обладают рядом специфических свойств, таких как спонтанная поляризация, пьезоэлектрический отклик. Нитрид алюминия, обладающий структурой вюрцита, кристаллическая решетка которого относится к группе симметрии C6V6, может проявлять пъезоэффект вдоль полярной оси С, т. е. в направлении <0001>, с величиной компоненты пьезомодуля d33 « 5 пМ-В-1. Используя текстурированные, т. е. с определенной ориентацией кристаллитов, пленки как функциональные слои в многослойных фотоприемных структурах, можно ожидать проявление в их характеристиках подобных эффектов. В этом смысле, особый интерес представляет синтез текстурированных пленок A1N с ориентацией полярной оси С, перпендикулярной поверхности подложки.

Таким образом, тема диссертационной работы, посвященная получению и исследованию тонких пленок нитрида алюминия и фотоприемных структур на

их основе, является актуальной и представляет интерес как с научной, так и с практической точки зрения.

Целью работы является разработка низкотемпературной технологии формирования многослойных фотоприемных структур на основе тонких тек-стурированных пленок нитрида алюминия и исследование их электрических и фотоэлектрических свойств.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решались следующие задачи:

1.. Разработка низкотемпературной технологии формирования тонких пленок нитрида алюминия, пригодных для создания активных фотоприемных сэндвич-структур.

2. Исследование влияния материала и технологии нижнего электрода на формирование пленок нитрида алюминия приборного качества для многослойных фотоприемников.

3. Проведение комплексных исследований структурных, электрофизических и фотоэлектрических свойств сэндвич-структур и анализ фотостимулиро-ванного электронного транспорта в активных фотоприемных структурах

Научная новизна работы

1. Показано, что тонкие пленки нитрида титана выступают в качестве эффективного нижнего электрода, обеспечивающего рост сплошной, текстуриро-ванной пленки нитрида алюминия и формирующего к ней омический контакт.

2. Обнаружено наличие встроенного поля пьезоэлектрического заряда в механически напряженных пленках нитрида алюминия, величина которого зависит от их толщины.

3. Показана возможность локальной модуляции пьезоотклика в пленках нитрида алюминия за счет приложения напряжения между кантеливером и нижним электродом. Обнаружено, что при воздействии ультрафиолетового излучения с длиной волны 265 нм эффект исчезает и параметры пьезоотклика в модулированной области пленки нитрида алюминия возвращаются к исходному состоянию.

4. Обнаружен эффект фотопамяти в структуре металл/АШ/ПН обусловленный фотостимулированной миграционной поляризацией, который проявляется в изменении величины и формы импульса фототока короткого замыкания в зависимости от времени предварительного воздействия освещения, величины и знака приложенного напряжения смещения.

Практическая значимость работы

1. Разработана низкотемпературная технология формирования текстури-рованных пленок нитрида алюминия на неориентирующем нижнем электроде.

2. Проведено исследование дефектов в пленках нитрида алюминия, приводящих к возникновению сквозных шунтирующих каналов.

3. Разработан диагностический комплекс прямой оценки поверхностной плотности и распределения дефектов на основе методов оптической микроскопии (Патент на изобретение № 1Ш 2304807 С1).

4. Проведен анализ влияния материала нижнего электрода на плотность шунтирующих каналов в пленках нитрида алюминия. Показано, что при использовании в качестве нижнего электрода пленок нитрида титана, сформированных по низкотемпературной технологии, шунтирующие каналы практически отсутствуют.

5. Созданы активные солнечнослепые фотоприемные сэндвич-структуры на основе тонких текстурированных пленок нитрида алюминия, ка конструкцию и технологию которых подана заявка на изобретение.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Использование в качестве нижнего электрода слоя нитрида титана обеспечивает как рост бездефектной пленки нитрида алюминия, так и формирование невыпрямляющего контакта, позволяя создавать многослойные фотоприемные структуры с пленками нитрида алюминия.

2. Фототок в режиме короткого замыкания и сдвиг вольт-амперных характеристик многослойных структур металл/нитрид алюминия/нитрид титана обусловлены встроенным полем пьезоэлектрического заряда в механически напряженной пленке нитрида алюминия.

3. Эффект фотопамяти в структурах металл/АШ/ИИ обусловлен фото-стимулированной миграционной поляризацией и проявляется в изменении величины и формы импульса фототока короткого замыкания.

Апробация результатов работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях и молодежных научных школах:

V Международная конференция «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», Санкт-Петербург, 2006 г; XI Международная конференция по физике диэлектриков (Диэлектрики-2008), Санкт-Петербург, 2008 г.; Всероссийская конференция «Вакуумная техника и технология-2006», «Вакуумная техника и технология-2007», «Вакуумная техника и технология-2008», Санкт-Петербург, 2006 г., 2007 г.; 5-ая Всероссийская молодежная конференция по

физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и нано-электронике, Санкт-Петербург, 2003 г.; Региональная научно-техническая конференция, посвященной Дню Радио, Санкт-Петербург, 2009 г.; Научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета СПбГЭ-ТУ «ЛЭТИ»; Санкт-Петербург, 2004-2009 гг.; Региональные молодежные научные школы по твердотельной электронике «Актуальные аспекты нанотехноло-гии», Санкт-Петербург, 2005 г., «Физика и технология микро- и наносистем», Санкт-Петербург, 2007 г.; Молодежная школа «Технология и дизайн микросхем», Санкт-Петербург, 2005 г.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 8 научных работах, среди которых 3 статьи опубликованы в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК, 1 патент на изобретение и 1 положительное решение по заявке на изобретение.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 91 наименование. Работа изложена на 122 страницах, содержит 67 рисунков и 12 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертационной работе обоснована актуальность работы, определены цели и задачи исследования, сформулированы научная новизна, практическая значимость полученных результатов и научные положения, выносимые на защиту.

. Первая глава носит обзорный характер, в которой обобщены литературные данные об основных свойствах пленок нитрида алюминия и фотоприемных структур на их основе. Выполнен сравнительный анализ вариантов конструктивного исполнения фотоприемников. Особое внимание уделено технологическим ограничениям при их реализации.

Проведен анализ методов формирования тонких пленок нитрида алюминия, Обоснован выбор метода реактивного магнетронного распыления (МР) для реализации низкотемпературной технологии текстурированных пленок нитрида алюминия.

На основе.проведенного анализа литературы формулируются цель и задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена технологии фоточувствительных структур на основе тонких пленок нитрида алюминия. Рассмотрены конструктивные особенности фотоприемных структур с объемным зарядом на основе пленок нитрида алюминия. Обоснован выбор использованных в работе подложек (кремний, ситалл, поликор), нижних и верхних электродов (алюминий, платина, никель, хром, нитрид титана, оксиды индия и олова) из широкого круга материалов, применяемых при создании многослойных фотоприемников.

Описана технология нанесения алюминиевых, платиновых, никелевых, хромовых электродов и электродов из нитрида титана. Особое внимание уделено напылению нитрида титана. Последний наносился методом реактивного магнетронного распыления титановой мишени в смеси аргона и азота с помощью экспериментального технологического комплекса "КОНТ", оснащенного четырьмя магнетронными системами. Низкое удельное сопротивление "ПЫ позволяет проводить нанесение на постоянном токе. Тот факт, что коэффициенты ионно-электронной эмиссии не сильно зависят от состояния поверхности (содержания азота в приповерхностной области), определяет монотонный характер вольт-амперной характеристики (ВАХ) разряда, что в некоторой степени упрощает выбор режима питания, т.к. позволяет применять источники, стабилизированные как по напряжению, так и по току. С другой стороны, отмеченные выше факторы усложняют оптимизацию технологического процесса, поскольку ВАХ разряда не отражает степени покрытия мишени.

При распылении титановой мишени в газовой смеси с различным парциальным давлением азота формируемые пленки нитрида титана характеризуются разным содержанием азота и, как следствие, разным значением удельного сопротивления. Зависимость удельного сопротивления от содержания азота имеет немонотонный характер. Увеличение концентрации азота в пленке титана приводит к росту удельного сопротивления (за счет увеличения количества центров рассеяния и образования ^М), но при определенном уровне содержания азота формируется Т1Ы кубической структуры и наблюдается уменьшение удельного сопротивления. Минимальное значение удельного сопротивления может достигать 14 мкОм- см в безкислородных пленках Т1№ При дальнейшем увеличении концентрации азота в пленке значение сопротивления снова растет за счет уменьшения подвижности носителей заряда из-за дополнительного рассеяния на дефектах.

Оптимизация процесса нанесения пленок ЛИ проводилась по минимальному значению удельного сопротивления, соответствующему однофазному составу стехиометрической пленки нитрида титана (рис. 1).

6

Распыление титановой мишени в газовой смеси Аг - N2 характеризуется двумя конкурирующими процессами: азотированием мишени и очисткой её поверхности при распылении. При малом токе разряда преобладает процесс азотирования мишени, что приводит к увеличению концентрации азота в осаждаемой пленке. При увеличении тока возрастает скорость очистки поверхности мишени и концентрация азота в осаждаемых пленках уменьшается. Поэтому содержание азота в пленке варьировалось за счет изменения степени азотирования мишени путем регулировки тока разряда при сохранении постоянного давления газовой смеси 1 Па. При изменении тока разряда от 2 до 5 А было установлено, что минимальное удельное сопротивление пленок TiN, равное ~ 40 мкОм см, соответствует току разряда 4 А.

После нанесения нижнего электрода, в том же технологическом цикле (без развакуумирования образца) осуществлялось формирование текстуриро-ванных пленок нитрида алюминия методом высокочастотного магнетронного распыления (ВЧ МР) алюминиевой мишени в азотосодержащей среде. Нанесение пленок A1N проводилось на переменном токе (13,56 МГц), исключающем накопление заряда на диэлектрической поверхности азотированной алюминиевой мишени. Перед каждым нанесением проводилась «тренировка» мишени с целью' полного азотирования ее поверхности. Это позволяло уменьшить дефицит по азоту в пленках нитрида алюминия и повысить их однородность по составу. Необходимость регулярного предварительного азотирования мишени обусловлена очисткой мишени после каждой операции напуска атмосферы в камеру. Во время цикла нанесения осуществлялось вращение барабана - под-ложкодержателя. Образец находится в зоне нанесения 12,5% времени цикла. Остальное время он находится вне области плазмы в атмосфере аргон - азотной смеси. За это время происходит дополнительное азотирование и кондиционирование пленки. При скорости роста, соответствующей выбранному режиму, за однократное прохождение области плазмы происходит рост пленки на 'толщи-

Ток разряда, А

Рис. 1. Зависимость удельного сопротивления пленки "ПН от тока разряда при распылении титановой мишени.

ну, составляющую 1-2 монослоя. Таким образом, при нанесении проводилось дополнительное азотирование каждого монослоя, повышающего однородность пленки по толщине. В табл. 1 приведены режимы, обеспечивающие оптимальные условия осаждения пленок A1N и TiN при минимальном количестве варьируемых параметров.

Таблица 1.

Условия осаждения тонких пленок A1N и TiN.

Материал A1N TiN

Метод ВЧМР MP на постоянном токе

Площадь мишени 132 см" 132 см2

Площадь распыления 80 см2 80 см2

Газовая смесь 70 % Аг + 30 % N2 70 % Аг + 30%N2

Давление газовой смеси 1 Па 1 Па

Мощность газового разряда 500 Вт 1440 Вт

Напряжение разряда 360 В

Ток разряда 4 А

Температура подложки 300 °С 300 °с

Скорость осаждения 1,1 нм/мин 20 нм/мин

Скорость вращения 8 об/мин 8 об/мин

подложкодержателя

Реализованы фотоприемные сэндвич-структуры на основе тонких пленок нитрида алюминия.

Третья глава посвящена исследованиям физико-химических, электрофизических и фотоэлектрических свойств пленок нитрида алюминия и фотоприемных структур на их основе. В работе использовались современные методы диагностики, адаптированные под задачи, решаемые в работе:

- зондовые методы на основе атомно-силовой микроскопии (АСМ): топографи-рование поверхности, оценка распределения напряженности электростатического поля, картографирование сопротивления растекания пленок, микроскопия и спектроскопия пьезоотклика (PFM);

- растровая электронная Оже-спектроскопия (элементный и послойный анализ состава);

- растровая ионная микроскопия (технология FIB);

- растровая электронная (в том числе, просвечивающая) и оптическая микроскопия;

- комплекс электрофизических и фотоэлектрических методов.

Рассмотрены особенности и ограничения каждого из методов. Особое внимание уделено методике исследования электрических и фотоэлектрических характеристик, поскольку она базируется на использовании специально разработанного стенда. Подробно рассматривается метод оптической микроскопии, на основе которого разработан комплекс панорамной съемки и методика прямой оценки плотности дефектов, защищенные патентом на изобретение Российской Федерации.

Приведенные в главе результаты исследований характеризуют структурные и электрофизические свойства пленок нитрида алюминия и фотоприемных структур и при их сопоставительном анализе позволяют сделать выводы о природе фотостимулированного электронного транспорта в активных фотоприемных структурах и роли поля пьезоэлектрического заряда, фотостимулиро-ванной миграционной поляризации.

Анализ дифрактограмм (рис. 2) позволяет утверждать, что синтезированные методом реактивного ВЧ-распыления пленки A1N характеризуются ярко выраженной текстурой в направлении <0001> вне зависимости от материала подложки. Наличие текстуры в направлении <0001> свидетельствует о том, что полярная ось С гексагонального A1N перпендикулярна поверхности подложки. Исследования методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) на электронном микроскопе JEM-7A подтвердили результаты структурного анализа. Действительно, синтезируемые пленки нитрида алюминия имеют поликристаллическую структуру с размером зерна в латеральной плоскости 10-50 нм (рис. 3) и четко очерченными межзеренными дислокационными границами. Последние образуются на стадии островкового роста пленки и прорастают к поверхности параллельно оси роста, формируя столбчатую структуру.

В табл. 2 представлены межплоскостные расстояния, измеренные по микродифракционной картине (вставка на рис.3), которые хорошо коррелируют с

250 200 S 150

5

"'■100 50 0

20

A!N(0002)

AIN0O11)

30

40

га0

50

60

7)

Рис. 2. Дифрактограмма пленки A1N толщиной 1,6 мкм, полученной методом ВЧ МР на кварцевой подложке.

табличными значениями для нитрида алюминия. Анализ дифрактограммы также подтверждает наличие текстуры в направлении <0001>.

Анализ микроструктуры в объеме пленок нитрида алюминия проводился методом растровой ионной микроскопии (РИМ) путем микропрофилирования пленок сфокусированным ионным пучком.

На основе полученных данных можно утверждать, что пленки нитрида алюминия, выращенные на и "ПЫ-поликор, имеют столбчатую структуру

(средний диаметр зерен ~ 10-50 нм при толщине пленки ~ 0,8 мкм).

Для оценки плотности сквозных дефектов, т. е. каналов проводимости, и определения их природы проводилась диагностика с помощью атомно-силовой микроскопии в режиме сопротивления растекания.

Анализ полученных результатов показал, что пленки нитрида алюминия, выращенные на подслое нитрида титана, имеют значительно меньшее число сквозных дефектов, чем выращенные в том же цикле на металлическом электроде. Плотность сквозных дефектов на алюминии минимум на два порядка выше. Сами дефекты, судя по совокупности данных о топологии и проводимости, представляют собой неплотные смыкания кристаллитов.

По данным атомно-силовой микроскопии сквозные дефекты, приводящие к возникновению шунтов, имеют форму кратеров с внешним диаметром ~ 0,5 мкм. Такой размер

Рис. 3. Микроскопическое изображение поверхности и микродифрактограмма пленки AIN.

Таблица 2.

Экспериментальные и табличные значения межплоскостных расстояний.

d, А (экспер.) d, А (табл.) hkl

2,696 2,695 100

2,374 2,371 101

1,548 1,5550 110

1,347 1,3475 200

1,047 1,0461 203

дефектов позволяет наблюдать их с помощью современных комплексов оптической микроскопии, оснащенных регистрирующим устройством на основе ПЗС-матрицы. В процессе исследований подобный комплекс был создан на базе микроскопа отраженного света МКД, с помощью которого были отсняты панорамные изображения пленок нитрида алюминия с разрешением 0,16 мкм на пиксель и проведена оценка плотности дефектов. Она составляет 13000 см""2 для образцов на алюминиевом электроде. Это коррелирует с результатами исследований, выполненных другими методами. Полученные данные свидетельствуют о равномерном распределении дефектов вне областей поверхности с нарушениями качества полировки. На поверхности подложки с нарушениями полировки плотность дефектов в пленке A1N значительно возрастает.

Существенное внимание в работе уделялось исследованию фотоэлектрических характеристик структур на основе нитрида алюминия. В первую очередь это спектральные характеристики, исследование которых проводилось с использованием монохро-матора и ртутной лампы. На рис. 4 приведена типичная спектральная характеристика, которая показывает, что структура чувствительна к излучению с длиной волны менее 300 нм, при этом наиболее эффективное изменение фототока короткого замыкания происходит в диапазоне 210270 нм.

Исследования вольт-

амперных характеристик (ВАХ) сэндвич-структур (рис. 5) верхними электро- ; : дами из разных материалов показали, что в большинстве случаев (хром, никель, платина) наблюдаются линейные зависимости /(£/), смещенные по оси напряжений на величину ~ 0,6 В (т.е. в структурах присутствует фототок короткого замыкания). Следует отметить, что измерение ВАХ проводилось при облучении структур светом ультрафиолетового диапазона. Отсутствие темновых ВАХ объясняется пределом измерения тока использованного оборудования (= 10 фА). Наличие подобного эффекта может быть вызвано существованием встроенного электрического поля в пленке нитрида алюминия, что обеспечивает возможность работы структуры в генераторном режиме. Подтверждением это-

Рис. 4. Спектральная характеристика фоточувствительности структуры Pt/AlN/TiN.

1 - платина

2 - никель

3 - хром

Рис. 5. ВАХ сэндвич-структур с различными верхними электродами при освещении излучением УФ диапазона.

го предположения являются данные о распределении потенциала по боковому сколу пленки нитрида алюминия, полученные с помощью атом-но-силовой микроскопии в электростатическом режиме.

Анализируя возможные причины возникновения в структурах встроенного поля, в первую очередь, следует обратить внимание на пьезоэлектрические свойства нитрида алюминия. В этом случае механические напряжения в пленке должны приводить к появлению встроенного поля.

Для характеризации пьезосвойств тонких пленок

нитрида алюминия использовались методы диагностики поверхности с помощью атомно-силового микроскопа в режиме регистрации пьезоотклика (PFM). Исследуемые структуры формировались на нижнем электроде из нитрида титана, однако верхний электрод не наносился. В роли верхнего электрода выступал проводящий кантилевер атомно-силового микроскопа. Экспериментальные данные PFM-спектроскошш (рис. 6) представляют зависимость амплитуды механических колебаний кантеливера (Mag), вызванных изменением толщины исследуемого образца при подаче переменного зондирующего напряжения, от величины импульса напряжения спектроскопии Uspectr, регистрируемые либо в моменты подачи импульсов, либо между ними. Полученные данные показывают смещение петель гистерезиса по на-

Mag, пА

2

Т-,- ... . 1

Uspadr3

-15 -10

ю

15

Рис. 6. Зависимость амплитуды механических колебаний зонда от напряжения спектроскопии, измеряемая при подаче импульсов (1) и между ними (2).

пряжению относительно нуля. Последнее можно объяснить присутствием растягивающего механического напряжения в пленке нитрида алюминия. Наличие таких механических напряжений, приводящих к возникновению встроенного электрического поля, может быть также причиной наблюдаемого экспериментально смещения вольтамперной характеристики фототока структур. Таким образом, результаты исследования свойств пленок нитрида алюминия и структур на их основе позволяют сделать вывод о присутствии встроенного электрического поля, наиболее вероятной причиной которого являются механические напряжения в пьезоэлектрической пленке A1N, возникающие в процессе ее роста.

В четвертой главе приведены результаты исследований эффекта памяти и фотостимулированного электронного транспорта и развиваются модельные представления о механизмах фотоэлектрических явлений в структурах на основе пленок нитрида алюминия.

Поскольку экспериментально показано наличие эффекта памяти, было решено провести попытку локальной поляризации образца с помощью АСМ в режиме электролитографии. Был подготовлен шаблон для литографии. При литографии происходит сканирование поверхности в контактном режиме с подачей напряжения на проводящую поверхность зонда согласно шаблону. Дальнейшее сканирование в режиме пьезоотклика (амплитуды колебаний, умноженной на синус фазового сдвига) показало, что область, по которой проводилось сканирование с подачей на зонд + 10 В, обладала меньшим пьезооткликом по сравнению с необработанной поверхностью. Область, сканирование которой проводилось при подаче на зонд - 10 В, обладала большим пьезооткликом. Наблюдаемый эффект аналогичен изменению фототока короткого замыкания в зависимости от предварительной обработки. Картина остается стабильной в течение нескольких часов. Величина пьезоотклика экспоненциально спадает с постоянной времени ~ 3 часов. Подобная картина типична при поляризации сег-нетоэлектриков и поэтому есть основание называть подобное явление «поляризацией», при этом понимая различие в причинах ее возникновения.

Так как основное внимание в работе уделено созданию фотоприемных устройств, было исследовано влияние излучения ультрафиолетового диапазона на «поляризованное» состояние. Образец засвечивался лазером с длиной волны 260 нм и плотностью мощности 1 мВт/мм2. Сканирование после засветки показало отсутствие «поляризованных» областей. После проведения засветки оказалось невозможно провести повторную поляризацию образца. Отмеченные выше эффекты памяти, проявляющиеся при исследовании пьезоэлектрических свойств пленок нитрида алюминия, необходимо учитывать при разработке фо-

тоэлектрических датчиков, поскольку они могут привести к существенному искажению результатов измерения потоков ультрафиолетового излучения. В ходе исследований было обнаружено, что структуры металл/АМ/ТШ обладают эффектом фотопамяти, который проявляется в изменении величины и формы импульса фототока короткого замыкания в зависимости от времени предварительного воздействия освещения Ф, величины и знака приложенного напряжения смещения исм (рис. 7).

Рис.7. Временные зависимости тока для структуры Р^АНЯ/ИИ, полученные при воздействии импульсов УФ излучения и напряжения смещения.

Этот эффект памяти сохраняется в течение нескольких суток. Приложение электрических полей смещения вплоть до величин напряженности 107 В/м при отсутствии УФ излучения не влияет на величину и форму фотоотклика короткого замыкания. После засветки одиночным импульсом в режиме короткого замыкания фотоотклик структуры возвращается к начальному состоянию. Для выяснения причин подобного поведения структур было проведено сравнение фототока короткого замыкания до предварительной отработки (кривые 1 на рис. 8, а) с фотооткликом структур после засветки с одновременным приложением разности потенциалов (кривые 2, 3 на рис. 8, а): Характер изменения фототока свидетельствует о перераспределении заряда в структуре и релаксации его в исходное состояние при следующей засветке. Привносимая предварительной засветкой с приложением напряжения составляющая тока (кривые 4 на рис. 8, б) характеризуется следующими особенностями: направление тока про-

а)

1 - без предзастетки. 2-е предмсветхой при -и, 3 - с предзасветкой при +и, 4 - разностный ток I

6)

засветка

I,

4321 О

I

\\з

1 1______ 6В

2

засветка

засветка

засветка

Рис.8. Временные зависимости фототока структуры Р^АМ/ТТМ при различном напряжении предварительной обработки исм (а) и разностный ток, обусловленный предварительной засветкой с приложением напряжения исм (б).

тивоположно току при предварительной засветке; спад привносимой составляющей тока во времени носит экспоненциальный характер. Проинтегрировав привносимую составляющую тока во времени, можно оценить величину заряда. Анализ зависимости привнесенного заряда от напряжения засветки показывает, что он прямо пропорционален прилагаемому при засветке напряжению. Коэффициент пропорциональности между зарядом и напряжением, имеющий размерность емкости, составляет 2 пФ. Можно утверждать, что накопление и сток заряда происходят в процессе засветки, причем накопление происходит только при одновременном воздействии светового потока и электрического поля. Фактически происходят процессы, аналогичные зарядке и разрядке конденсатора, но протекающие только при воздействии УФ излучением. Последнее позволяет предполагать, что в исследуемых структурах наряду с пъезополяризацией присутствует фотостимулированная миграционная поляризация и наблюдаемый добавочный ток - это ток деполяризации.

Таким образом, результаты исследования временных зависимостей фототока позволяют выделить особенности фотостимулированного электронного

транспорта в исследуемых структурах и сделать вывод о наличии в пленке нитрида алюминия фотостимулированной миграционной поляризации. В заключении приведены основные результаты исследования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании анализа литературы обоснован выбор технологии формирования фотоприемных структур; показано, что метод ВЧ магнетронного реактивного распыления алюминиевой мишени в азотосодержащей среде является оптимальными для низкотемпературного получения фотоприемных структур на основе нитрида алюминия.

2. Разработана технология тонких текстурированных пленок нитрида алюминия и изготовлены многослойные фотоприемные сэндвич-структуры на их основе.

3. Показано, что оптимальным решением для приборной реализации многослойных фотоприемных структур является использование в качестве нижнего электрода пленки нитрида титана.

4. Анализ рентгено- и электронограмм показал, что синтезированные методом реактивного ВЧ-распыления пленки A1N характеризуются ярко выраженной текстурой в направлении <0001> вне зависимости от материала подложки.

5. Разработан диагностический комплекс прямой оценки поверхностной плотности и распределения дефектов на основе методов оптической микроскопии (Патент на изобретение № RU 2304807 Cl).

6. Показано, что максимальные значения спектральной чувствительности фотоприемной структуры на основе пленок A1N находится в диапазоне 210-270 нм.

7. Показано, что фототок в режиме короткого замыкания и сдвиг вольт-амперных характеристик многослойных структур металл/нитрид алюминия/нитрид титана обусловлены встроенным полем пьезоэлектрического заряда в механически напряженной пленке нитрида алюминия, что подтверждено результатами исследования методом PFM-спектроскопии.

8. Обнаружен эффект локальной модуляции пьезоотклика в пленках нитрида алюминия при приложении напряжения между кантеливером АСМ и нижним электродом. Показано, что при воздействии ультрафиолетового излучения с длиной волны 265 нм эффект исчезает и параметры пьезоотклика в модулированной области возвращаются к исходному состоянию.

9. Результаты исследования временных характеристик фототока и PFM-спектроскопии показали наличие эффекта фотопамяти в структурах Me/AlN/TiN, обусловленного фотостимулированной миграционной поляризацией.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России:

1. Спивак A.M. Формирование многослойных фотопркемных структур ультрафиолетового диапазона на основе тонких пленок нитрида алюминия [Текст] /

A.М. Сгшвак // Вакуумная техника и технология. -2008. -Т. 18, № 1, с. 13-15.

2. Спивак A.M. Использования цифровых видеокамер высокого разрешения для текущего контроля и последующего анализа при технологической обработке кристаллов интегральных микросхем [Текст] / В.В. Багров, А.Е. Рычажни-ков, А.П. Сазанов, А.М. Спивак // Вакуумная техника и технология. - 2008. - Т. 18 том, №2, с. 149-152.

3. Спивак А.М. Получение и профилирование фотоприемных структур на основе пленок нитрида алюминия вакуумно-плазменными методами [Текст] /

B.П. Афанасьев, А.П. Сазанов, А.М. Спивак // Вакуумная техника и технология. -2006. -Т. 16, № 4, с. 267-270.

Другие статьи и материалы конференций:

1. Спивак A.M. Встроенное электрическое поле в фотоприемных структурах на основе нитрида алюминия [Текст] / A.M. Спивак //Материалы XI Международной конференции Физика диэлектриков (Диэлектрики-2008) - 2008.- с. 268270.

2. Спивак A.M. Автоматизированная методика получения изображения топологии кристалла интегральной микросхемы по оптическим фрагментам [Текст] / Е.В. Красник, В.В. Трушяякова, А.М. Спивак // Петербургский журнал электроники. - 2006. - № 3, с. 51-58.

3. Спивак A.M. Микроколориметрический метод текущего контроля процессов ионно-плазменного травления и осаждения тонких пленок [Текст] / В.В. Лучи-нин, A.A. Романов, А.П. Сазанов, A.M. Спивак, Д.Б. Степкин, A.M. Тагаченков // Вакуумная техника и технология. - 2006. - Т. 15, № 2, с. 197-204

Патенты:

1. Спивак A.M. Формирователь изображения. [Текст]/A.M. Спивак, В.В. Лучинин, А.П.Сазанов, Описание изобретения к патенту RU 2304807 С1 Опубл. 20.08.2007 Бюл. №3

2. Спивак A.M. Устройство для контроля процесса сухого травления структурообразующего слоя микросхемы. [Текст] / В.В. Лучинин, А.П. Сазанов, А.Е. Рычажников, В.В. Багров, А.М. Спивак, Решение о выдаче патента на изобретение Российской Федерации от 19.01.2007 по заявке №2006106078/09(006577) от 26.02.2006. Приоритет от 26.02.2006.

Подписано в печать 09.09.2009. Формат 60x84/16 Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ЗАО «КопиСер Печать ризографическая. Заказ № 1/0909. П. л. 1.0. Уч.-изд. л. 1.0. Тираж 120 экз.

ЗАО «КопиСервис» Адрес: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 3. тел.: (812) 327 5098

Введение

Глава 1. Тонкие пленки нитрида алюминия: технология свойства, применение.

1.1. Основные свойства пленок нитрида алюминия

1.2. Фотоприемные устройства на основе тонких пленок нитрида алюминия и особенности их формирования

1.3. Методы получения тонких пленок нитрида алюминия

Выводы и постановка задачи

Глава 2. Технология получения фоточувствительных структур на основе тонких пленок нитрида алюминия

2.1. Конструктивные особенности фотоприемных структур с объемным зарядом на основе пленок нитрида алюминия

2.2. Технология формирования контактных слоев

2.3. Технология получения пленок нитрида алюминия

Глава 3. Исследование свойств пленок нитрида алюминия и фотоприемных структур на их основе

3.1. Методы исследования тонких пленок нитрида титана, нитрида алюминия и фотоприемных структур на их основе

3.2. Исследование структурных свойств пленок нитрида алюминия

3.3. Исследование электрофизических и фотоэлектрических свойств фотоприемных структур

3.4. Оптимизация технологии нижнего электрода многослойных фотоприемных структур

Глава 4. Модельные представления о механизмах фотоэлектрических явлений фотоприемных структур на основе пленок нитрида алюминия

Актуальность темы диссертации

В настоящее время ведутся активные разработки фотоприемных устройств для различных областей спектра электромагнитного излучения. Значительное внимание при этом уделяется приемникам, чувствительным в ультрафиолетовой области спектра, согласно [1], существует множество областей применения приборов для регистрации ультрафиолетового излучения (УФИ):

• медицина — физиотерапия, аутотрансфузия крови, облучение людей солнечным светом;

• сельское хозяйство — парниковая и тепличная агротехнология;

• биотехнология — синтез витаминов D2 и Z)3;

• обеззараживание воды, воздуха, одежды, инструментов и продуктов питания при длительном хранении и во время эпидемий;

• астронавигация и ультрафиолетовая локация (в дополнение к инфракрасной локации);

• астрономия — получение информации о физических процессах в космических объектах, способных излучать УФИ;

• материаловедение — определение состава веществ и электронной структуры элементов;

• экология — проблема озоновой дыры, обнаружение загрязнений окружающей среды;

• ядерная физика и энергетика — регистрация ядерных частиц с помощью сцинтилляторов;

• дефектоскопия, криминалистика, искусствоведение — люминесцентный анализ благодаря способности ряда веществ люминесци-ровать под действием УФИ.

В оптоэлектронике основными материалами для реализации подобных структур являются широкозонные нитриды и их твердые растворы, состав которых выбирается в зависимости от требуемого спектрального диапазона.

Ультрафиолетовую область спектра принято делить на три диапазона:

В А-области (320-400 нм) спектра излучение наименьшим образом по-глащается озоновым слоем атмосферы. Оно необходимо человеку для выработки витамина D. Часть 345-400 нм используется к примеру при флюорис-центной подсветке. Излучение же 320-345 нм может вызывать повреждения глаз.

Излучение В-области (280-320 нм) спектра более вредоносно и может привести к раку кожи.

Излучение С-области (200-280 нм) спектра практически полностью поглощается озоновым слоем. Излучение диапазона 200-280 нм активно разрушает клетки и используется, в частности, для стерилизации. Более коротковолновый диапазон поглощается воздухом. Это так называемый «вакуумный ультрафиолет».

Для С-области ультрафиолетового диапазона эффективным предполагается использование тонких пленок нитрида алюминия в качестве рабочих слоев, поскольку ширина запрещенной зоны 6,2 эВ позволяет обеспечить естественную селективность.

Нитрид алюминия (A1N) - прямозонный полупроводник с шириной запрещенной зоны 6,2 эВ является перспективным материалом для создания солнечнослепых фотоприемных устройств С-области (200-280 нм) ультрафиолетового диапазона. Результатом интенсивных исследований A1N стала разработка фотоприемных устройств планарной конструкции. Попытки создания многослойных фотоприемников (сэндвич-структуры) наталкиваются на ряд проблем, основной из которых является обеспечение сплошности и однородности тонких пленок A1N на неориентирующих подложках. Тем не менее, в последние время акцент исследований смещается в сторону многослойных структур, позволяющих реализовать активные фотоприемники с большим коэффициентом усиления при существенном упрощении их технологии.

Как было показано, при обеспечении определенных условий удается формировать высокотекстурированные пленки A1N с наноразмерной столбчатой структурой (диаметр кристаллитов ~ 20-50 нм). В этом случае тонкие пленки нитрида алюминия обладают рядом специфических свойств, таких как спонтанная поляризация, пьезоэлектрический отклик. Используя тексту-рированные, т. е. с определенной ориентацией кристаллитов, пленки как функциональные слои в многослойных фотоприемных структурах, можно ожидать проявление в их характеристиках подобных эффектов. Нитрид алюминия, обладающий структурой вюрцита, кристаллическая решетка которого относится к группе симметрии C6V6, должен проявлять пъезоэффект вдоль полярной оси С, т. е. в направлении <0001>, при величине соответствующей компоненты пьезомодуля ёзз ~ 5 пМ-В"1. В этом смысле особый интерес представляет синтез текстурированных пленок A1N с ориентацией полярной оси С перпендикулярно поверхности подложки.

Таким образом, тема диссертационной работы, посвященная получению и исследованию тонких пленок нитрида алюминия и фотоприемных структур на их основе, является актуальной и представляет интерес как с научной, так и с практической точки зрения.

Целью работы является разработка низкотемпературной технологии формирования многослойных фотоприемных структур на основе тонких текстурированных пленок нитрида алюминия и исследование их электрических и фотоэлектрических свойств.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Разработка низкотемпературной технологии формирования тонких пленок нитрида алюминия, пригодных для создания активных фотоприемных сэндвич-структур.

2. Исследование влияния материала и технологии нижнего электрода на формирование пленок нитрида алюминия приборного качества для многослойных фотоприемников.

3. Проведение комплексных исследований структурных, электрофизических и фотоэлектрических свойств сэндвич-структур и разработка модели фотостимулированного электронного транспорта в активных фотоприемных структурах

Научная новизна работы

1. Показано, что тонкие пленки нитрид титана выступают в качестве эффективного нижнего электрода, обеспечивающего рост сплошной, тексту-рированной пленки нитрида алюминия и формирующего к ней омический контакт.

2. Обнаружено наличие встроенного поля пьезоэлектрического заряда в механически напряженных пленках нитрида алюминия, величина которого зависит от их толщины.

3. Показана возможность локальной модуляции пьезоотклика в пленках нитрида алюминия за счет приложения напряжения между кантеливером и нижним электродом. Обнаружено, что при воздействии ультрафиолетового излучения с длиной волны 265 нм эффект исчезает и параметры пьезоотклика в модулированной области пленки нитрида алюминия возвращаются к исходному состоянию.

4. Обнаружен эффект фотопамяти в структуре металл/AlN/TiN, обусловленный фотостимулированной миграционной поляризацией, который позволяет изменять величину и форму импульса фототока короткого замыкания в зависимости от времени экспозиции и величины и знака приложенного напряжения смещения.

Практическая значимость работы

1. Разработана низкотемпературная технология формирования тексту-рированных пленок нитрида алюминия на неориентирующем нижнем электроде.

2. Проведено исследование дефектов в пленках нитрида алюминия, приводящих к возникновению сквозных шунтирующих каналов.

3. Разработан диагностический комплекс прямой оценки поверхностной плотности и распределения дефектов на основе методов оптической микроскопии (Патент на изобретение № RU 2304807 С1).

4. Проведен анализ влияния материала нижнего электрода на плотность шунтирующих каналов в пленках нитрида алюминия. Показано, что при использовании в качестве нижнего электрода пленок нитрида титана, сформированных по низкотемпературной технологии, шунтирующие каналы практически отсутствуют.

5. Созданы активные солнечнослепые фотоприемные сэндвич-структуры на основе тонких текстурированных.пленок нитрида алюминия, на конструкцию и технологию которых подана заявка на изобретение.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Использование в качестве нижнего электрода слоя нитрида титана обеспечивает как рост бездефектной пленки нитрида алюминия, так и формирование невыпрямляющего контакта, позволяя создавать многослойные фотоприемные структуры с пленками нитрида алюминия.

2. Фототок в режиме короткого замыкания и сдвиг вольт-амперных характеристик многослойных структур металл/нитрид алюминия/нитрид титана обусловлены встроенным полем пьезоэлектрического заряда в механически напряженной пленке нитрида алюминия.

3. Эффект фотопамяти, в структурах металл/AlN/TiN, обусловленый фотостимулированной миграционной поляризацией, приводит к изменению величины и формы импульса фототока короткого замыкания.

Апробация результатов работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях и молодежных научных школах:

V Международная конференция «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», Санкт-Петербург, 2006 г; XI Международная конференция Физика диэлектриков (Диэлектрики-2008), Санкт-Петербург, 2008 г.; Всероссийские конференции «Вакуумная техника и технология-2006», Санкт- Петербург, 2006 г.; «Вакуумная техника и технология-2007», Санкт-Петербург, 2007 г.; 5-ая Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, 2003 г.; Региональная научно-техническая конференция, посвященной Дню Радио, Санкт-Петербург, 2009 г.; Научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Санкт-Петербург, 2004 -2009 гг.; Региональные молодежные научные школы по твердотельной электронике «Актуальные аспекты нанотехнологии», Санкт-Петербург, 2005 г; «Физика и технология микро- и наносистем», Санкт-Петербург, 2007 г.; «Технология и дизайн микросхем» 2005 г.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 8 научных работах, среди которых 3 статьи опубликованы в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК, 1 патент на изобретение и 1 положительное решение по заявке на изобретение.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 91 наименование. Работа изложена на 122 страницах, содержит 67 рисунков и 12 таблиц.

9. Результаты исследования временных характеристик фототока и PFM-спектроскопии показали наличие эффекта фотопамяти в структурах Me/AlN/TiN, обусловленного фотостимулированной миграционной поляризацией.

113

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Можно выделить следующие основные результаты работы:

1. На основании анализа литературы обоснован выбор технологии формирования фотоприемных структур; показано, что метод ВЧ магнетронного реактивного распыления алюминиевой мишени в азотосодержащей среде является оптимальными для низкотемпературного получения фотоприемных структур на основе нитрида алюминия.

2. Разработана технология тонких текстурированных пленок нитрида алюминия и изготовлены многослойные фотоприемные сэндвич-структуры на их основе.

3. Показано, что оптимальным решением для приборной реализации многослойных фотоприемных структур является использование в качестве нижнего электрода пленки нитрида титана.

4. Анализ рентгено- и электронограмм показал, что синтезированные методом реактивного ВЧ-распыления пленки A1N характеризуются ярко выраженной текстурой в направлении <0001> вне зависимости от материала подложки.

5. Разработан диагностический комплекс прямой оценки поверхностной плотности и распределения дефектов на основе методов оптической микроскопии (Патент на изобретение № RU 2304807 С1).

6. Показано, что максимальные значения спектральной чувствительности фото-приемной структуры на основе пленок A1N находится в диапазоне 210-270 нм.

7. Показано, что фототок в режиме короткого замыкания и сдвиг вольт-амперных характеристик многослойных структур металл/нитрид алюминия/нитрид титана обусловлены встроенным полем пьезоэлектрического заряда в механически напряженной пленке нитрида алюминия, что подтверждено результатами исследования методом PFM-спектроскопии.

8. Обнаружен эффект локальной модуляции пьезоотклика в пленках нитрида алюминия при приложении напряжения между кантеливером АСМ и нижним электродом. Показано, что при воздействии ультрафиолетового излучения с длиной волны 265 нм эффект исчезает и параметры пьезоотклика в модулиро-ванной области возвращаются к исходному состоянию.

1. Т.В. Бланк, Ю.А. Гольтберг. Полупроводниковые фотоэлектро-преобразователи для ультрафиолетовой области спектра//Физика и техника полупроводников. - 2003. -Т. 37, №. 9, С. 1025-1055.

2. Fujiki М., Takahashi М., Kikkawa S., Kanamaru F. Microstructure and preferred orientation in rf sputter deposited A1N film // Journal of material science letters. 2000. -V.19, №18, P. 1625-1627.

3. Perry P.B, Rutz R.F. The optical absorption edge of single-crystal A1N prepared by a close- spaced vapor process // Appl. Phys. Lett. -1978. -V. 33, №4, P. 319-321.

4. Aita C.R, Kubiak C.J.G., Shih F.Y.H. Optical behavior near the fundamental absorption edge of sputter-deposited microcrystalline aluminum nitride // J. Appl. Phys. -1989. -V.66, №9, P. 4360-4367.

5. Serkan Butun, Turgut Tut, Bayram Butun, Mutlu Gokkavas, HongBo Yu, Ekmel Ozbay. Deep-ultraviolet A10.75Ga0.25N photodiodes with low cutoff wavelength // Appl. Phys. Lett. -2006. -V.88, idl23503.

6. Francis, R.W., Worrell W.L. // J. Electrochem. Soc. -1976. -V. 123, №3, P. 430-433.

7. Taniyasu Y., Kasu M. Kobayashi N. Intentional control of n-type conduction for Si-doped A1N and AlxGal-xN with high A1 content // International Workshop on Nitride Semiconductors, Aachen, ALLEMAGNE. -2002, V. 234, №3, P. 845-849.

8. Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В Корицкий., В.В. Пасынков, Б.М. Тареева // Энергоатомиздат. -1988. -Т.З,С. 481.

9. JI.А. Сейдман. Низкотемпературное нанесение пленок нитридов кремния и алюминия реактивным распылением в вакууме// Обзор по электр. техн. Сер. 7. Технология, организация производства и оборудование. -1990, №5 (1519), С. 1-52.

10. Ю.В. Корицкий, В.В. Пасынков, Б.М. Тареева. Справочник по электротехническим материалам// Ленинград, «Энергоатомиздат». —1988

11. В.В. Лучинин, А.В. Корляков, С.В. Костромин, М.В. Четвергов, А.П. Сазанов. Полупроводниковый датчик ультрафиолетового излучения// Описание к патенту Российской Федерации, Патент на изобретение № 2155418 от 27.08.2000.

12. Н.С. Заяц В.Г. Бойко П.А. Генцарь О.С. Литвин В.П. Папуша Н.В. Сопинский. Оптические исследования пленок AlN/n-Si(100), полученных методом высокочастотного магнетронного распыления // Физика и техника полупроводников. -2008. -Т.42, №.2 С. 195-198.

13. Ru-Yuan Yang, Chin-Min Hsiung, Hsuan-Hsu Chen, Hung-Wei Wu, Ming-Chang Shih. Effect of AIN film thickness on photo/dark currents of MSM UV photodetector// Microwave and optical technology letters. -2008. -V. 50, №11, P. 2863-2866.

14. J. Li Fan, Z. Y. Fan, R. Dahal, M. L Nakarmi, J. Y. Lin, and H. X. Jiang. 200 nm deep ultraviolet photodetectors based on AIN// Appl. Phys. Lett. -2006.-V.89, id.213510.

15. R. Dahal, Т. M. A1 Tahtamouni, J. Y. Lin, H. X. Jiang. AIN avalanche photodetectors // Appl. Phys. Lett. -2007. -V.91, id.243503.

16. Osinsky, S. Gangopadhyay, B. W. Lim, M. Z. Anwar, M. A. Khan, D.V. Kuksenkov, H. Temkin. Schottky barrier photodetectors based on AlGaN // Appl. Phys. Lett. -1998. -V.72, P.742-744.

17. T. Tut, N. Biyikli, I. Kimukin, T. Kartaloglu, O. Aytur, M. S. Unlu, E.Ozbay. High bandwidth-efficiency solar-blind AlGaN Schottky photodiodes with low dark current // Solid-State Electron. -2005. -V.49, №1, P. 117-122.

18. U. Chowdhury, М. М. Wong, С. J. Collins, В. Yang, J. С. Denyszyn, J. C.Campbell, D. Dupuis. High-performance solar-blind photodetector using an A10.6Ga0.4N n-type window layer // J. Cryst. Growth. -2003 -V.248, P.552-555.

19. J. Collins, U. Chowdhury, M. M. Wong, B. Yang, A. L. Beck, R. D.Dupuis, J. C. Campbell. Improved solar-blind detectivity using an AlxGal-xN heterojunction p-i-n photodiode// Appl. Phys. Lett. -2002. -V.80, P.3754-3756.

20. T. Li, D. J. H. Lambert, A. L. Beck, C. J. Collins, B. Yang, J. M. M. Wong,U. Chowdhury, R. D. Dupuis, J. C. Campbell. Solar-blind AlxGaixN-based metal-semiconductor-metal ultraviolet photodetectors // Electron. Lett. -2000. -V.36, P.1581-1583.

21. Biyikli, I. Kimukin, T. Kartaloglu, O. Aytur, E. Ozbay. High-speed solar-blind AlGaN-based metal-semiconductor-metal photodetectors // Phys. Status Solidi. -2003. -V.0 №7, P.2314-2317.

22. J. Y. Duboz, J. L. Reverchon, D. Adam, B. Damilano, N. Grandjean, F.Semond, J. Massies. Submicron metal-semiconductor-metal ultraviolet detectors based on AlGaN grown on silicon : results and simulation// J. Appl. Phys. -2002. -V.92, №9 P.5602-5604.

23. Y . Taniyasu, M. Kasu, T. Makimoto. An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres // Nature. -2006. -V.441, P.325-328.

24. Белянин А. Ф. Получение пленок A1N (обзор) // Мат. 7 Междунар. симпоз. 'Тонкие пленки в электронике".— Иош- кар-Ола.— 1996. — С. 167-212.

25. T.L. Chu, D.W. Ing, A.J. Noreika. Epitaxial growth of aluminum nitride // Solid-State Electronics. -1967. -V.10, P.1023-1027.

26. W.M. Yim, E.J. Stotko, P.J. Zanzucchi, J.I. Pankove, M. Ettenberg, S.L. Gilbert. Epitaxially grown ALN and its optical band gap // J.Appl. Phys., -1973. -V.44, №1, P.292-295.

27. H.Itoh, M. Kato, K. Sugiyama. Plasma-enhanced chemical vapor deposition of ALN coatings on graphite substrates // Thin Solid Films. -1987. -V.146, №3, P.255-264.

28. Y. Somenj, M. Sasaki, T.Mirai. Preparation of ALN-AIO composite films by Microwave Plasma Chemical Deposition // Japan. J. Appl. Phys. -1991. -V.30, №8, P. 1792-1797.

29. F. Hasegawa, T. Tanahachi, I. Onodera, Y, Nawnichi, Plasma CVD of amorphous ALN films from metal organic A1 source // Extendet Absts 18th Cont. Solid State Devices and Mater, Tokyo. -1986. -P.663-666.

30. M. Morite, N. Uesugi, S.Isogai, K.Tsubouchi, N. Mikoshiba. Epitaxial Growth of aluminium nitride on sapphire using Metalorganic chemical vapour deposition // Jpn. J.Appl. Phys. -1981. -V.20 №1, P. 17-23.

31. M. Morita, S. Isogai, K. Tsubouchi, N. Micoshiba. Characteristics of the metal insulator semiconductor structure: ALN/S // App. Phys. Lett. -1981. -V.38, №1, P.50-52.

32. K. Tsubouchi, K. Sugai, N. Mikoshiba. High-frequensy and low dispersion SAW devices on ALN/ AlO and A1N/S for signal processing // Proc. IEEE 1980 Ultrasonic Symposium. -P.446-450.

33. К. Tsubouchi, N. Mikoshiba. Zero-tempereture-cocffient SAW devices oil ALN epitaxial films // IEEE Transactions of Sonic and Ultrasonic. -1985. V. SU-32, №5, P.634-643.

34. M. Manasevit, F.M. Erdmann, W.I. Simpson. The use of metalorganics in the preparation of semiconductors materials IV. The nitrides of aluminium and gallium // J. Electro Chern. Soc. Solid State Science. -1971. -V.118 №11, P.1867-1868.

35. Н.И.Сушенцов, А.В.Ермолаев, A.B. Марков, Н.С.Мокосеев, Д.В.Мосунов, Р.Н. Примечаев. Тонкие пленки в датчиках на ПАВ // Мат. Харьковская научная ассамблея ISTFE-14. -С. 256-258.

36. T.L. Tansley, R.J. Egan, Е.С. Horrigan. Properties of sputtered nitride semiconductors // Thin solid films. -1988. -V.47, P.327-333.

37. N. Kumar, K.Pourrezaei, B.Ssingh, RJ.DeMaria. RF reactively sputtered aluminium nitride thin films // ISAF'86: Proc. 6th IEEE Int. Symp. Appl. Ferroelec., New York. -1986. -P.86-88.

38. E.V.Egorova, N.A.Ivanov, K.I.Kirov. Deposition on thin films by magnetron reactive sputtering // Thin Solid filmc. -1981. -V.81, №3, P.201-206.

39. J.S.Wang, K.M.Lakin. Sputtered AIN films of bulc acoustic wave devices // Proc. IEEE 1981 Ultrasonic Symposium. -P. 502-505.

40. Т.Т. Leung, C.W. Ong. Control of crystallographic structure of aluminium nitride films prepared by magnetron sputtering // Integrated Ferroelectrics. -2003.-V.57, P.1201-1211.

41. M. Fujiki, M. Takahashi, S. Kikkawa, F. Kanamaru. Microstructure and Preferred Orientation in RF Sputter Deposited A1N Thin Film. // J. of Mater. Scien. Lett. -2000. -V. 19. P. 1625-1627.

42. P.G.Kotula, C.B.Carter,M.G.Norton. Surface morphology of pulsed laser deposited aluminium nitride thin films // J. of Mater. Sci. Let. -1994. -V.13, P.1275-1277.

43. R.D.Vispute, J.Narayan, H.Wu, K. Jagannadham. Epitaxial growth of A1N thin films on silicon(lll) substrates by pulsed laser deposition // J. Appl. Phys. -1995. -V.77, №9, P.4724-4728.

44. А.Ф.Белянин, А.П. Семенов, B.M. Халатанова. Выращивание тонких пленок A1N реактивным распылением ионным пучком. // Физика и химия обработки материалов. —1993. —Т.4, С. 99-104.

45. Т.Т. Leung, C.W. Ong. Control of Crystallographic Structure of Aluminium Nitride Films Prepared by Magnetron Sputtering // Integrated Ferroelectrics. -2003. -V. 57, №1, P. 1201 1211.

46. A. Madan, I.W. Kim, S.C. Cheng, P. Yashar, V.P. Dravid, S.A. Barnett. Stabilization of Cubic A1N in Epitaxial AIN/TiN Superlattices // Physical Review Letters. -1997. V.78, №9, P. 1743.

47. Е.В. Берлин, С.А. Двинин, JI.A. Сейдман. Вакуумная технология и оборудование для нанесения и травления тонких пленок. Техносфера. Москва. -2007.

48. Lewis М.А., Gloker D.A. Measurements of secondary electron emission reactive sputtering of aluminum and titanium nitride // J. Vac. Sci.Technol. A. -1989. -V.7, №3, P.l 19-1042

49. Chang C.Y., Sze S.M., USLI Technology McGraw-Hill, USA, -1996. -P.384

50. A.M. Чапланов, E.H. Щербакова. Структурные и фазовые переходы в тонких пленках титана при облучении азот водородной плазмой // ЖТФ. 1999. -Т. 69, №10, С. 102-108.

51. B.C. Сорокин, Б.Л. Антипов, Н.П. Лазарева. Материалы и элементы • электронной техники. Москва, «Академия». -2006. -T.I, С.431.

52. R.Chowdhury, R.D. Vispute, К. Jagannadham, J. Narayan, Characteristics of titanium nitride films grown by pulsed laser deposition // J. Mater. Res. -1997. —V.ll, №6, P. 1458.

53. A.M. Спивак, В.П. Афанасьев, А.П. Сазанов. Получение и профилирование фотоприемных структур на основе нитрида алюминия вакуумно-плазменными методами/УВакуумная техника и технология. — 2006. -Т.16, №4. С.267-270.

54. А.А. Abdallah, D. Kozodaev, Р.С.Р. Bouten, J.MJ. den Toonder, U.S. Schubert b, G. de With. Buckle morphology of compressed inorganic thin layers on a polymer substrate// Thin Solid Films. -2006 -V. 503, P. 167 176.

55. H.M. Коровкина, В.А.Ильин, Анализ интегральных микросхем методами атомно-силовой микроскопии//Петербургский журнал электроники. -2006. -№3(38) С.85-97.

56. Ю.М. Канагеева, В.А. Мошников, Исследование свойств матриц на основе In/РЬТе методами атомно — силовой микроскопии с помощью специальной системы наноконтактов //Вакуумная техника и технология. — 2008.-Т. 18, №2. С.87-94.

57. Т. Jungk, A. Hoffmann, Е. Soergel. Influence of the inhomogeneous field at the tip on quantative piezoresponse force microscopy// Appl. Phys. A. -2007. — V.86, P.353-355.

58. T. Jungk, A. Hoffmann, E. Soergel. Consequences of the background in piezoresponse force microscopyon the imaging of ferroelectric domain structures// Journal of Microscopy. -2007. -V. 227, Pt 1, P. 72-78.

59. Rui Shao, M.P. NIkiforov, D.A. Bonnell. Photoinduced charge dynamics on ВаТЮЗ (001) surface characterized by scanning probe microscopy // Appl. Phys. Lett. -2006. -V.89, id.l 12904.

60. S.V. Kalinin, D.A. Bonnelli. Screening Phenomena on Oxide Surfaces and Its Implications for Local Electrostatic and Transport Measurements// Nano Letters. -2004 -V.4, № 4 P. 555-560.

61. С.Ю.Давыдов, A.B. Трошин. Оценки величины спонтанной поляризации в карбиде кремния // ФТТ. -2007. -Т. 49. №. 4. С. 723-724.

62. B.J. Rodriguez, W.-C. Yang, R.J. Nemanich, A.Gruverman. Scanning probe investigation on surface charge and surface potential of GaN-based heterostructures// App. Phys. Lett. -2005. -V.86 id.l 12115.

63. E.B Красник., В.В. Трушлякова, A.M. Спивак. Автоматизированная методика получения изображения топологии кристалла интегральной микросхемы по оптическим фрагментам // Петербургский журнал электроники. -2006. -№3(38), С.51-58.

64. A.M. Спивак, А.П. Сазанов, В.В. Лучинин. Описание изобретения к патенту РФ 2304807.

65. М.А. Кузнецова, В.В. Лучинин, А.Ю. Савенко. Сверхлокальное избирательное ионно-лучевое препарирование интегральных схем // Петербургский журнал электроники. -2006. -№3(38), С.25-38

66. A.M. Спивак. Формирование многослойных фотоприемных структур ультрафиолетового диапазона на основе тонких пленок нитрида алюминия // Вакуумная техника и технология. —2008. —Т.18, №1. С.13-15.

67. А.А.Петров, М.С. Писаревский. Методика и аппаратно-программные средства растровой электронной Оже спектроскопии//Петербургский журнал электроники. -2006. -№3(38), С.75-84.

68. Г.Н. Рохлин. Разрядные источники света. Москва, Энергоатомиздат. — 1991.

69. A. S. Gudovskikh , J. Alvarez , J. P. Kleider , V. P. Afanasjev , V. V. Luchinin, A. P. Sazanov , E. I. Terukov . Polycrystalline A1N films deposited at low temperature for selective UV detectors // Sensors and actuators, 2004. V. 113. -P.355-359.

70. Н.С. Заяц В.Г. Бойко П.А. Генцарь О.С. Литвин В.П. Папуша Н.В. Оптические исследования пленок AlN/n-Si(100), полученных методом высокочастотного магнетронного распыления // Сопинский Физика и техника полупроводников. -2008. -Т.42, №.2, С.195-198.

71. Спивак A.M. Фотоприемники ультрафиолетового диапазона на основе пленок нитрида алюминия //Труды 64-й научно-технической конференции СПбНТОРЭС им. А.С. Попова, апрель 2009 г., Санкт-Петербург, 2008, с. 268-270.

72. A.M. Спивак. Встроенное электрическое поле в фотоприемных структурах на основе нитрида алюминия // Материалы XI Международной конференции Физика диэлектриков (Диэлектрики-2008) -2008.-С. 268-270.

73. A. Gruverman, В. J. Rodriguez, A. I. Kingon, R. J. Nemanich. Mechanical stress effect on imprint behavior of integrated ferroelectric capacitors// App. Phys. Lett. -2003. -V. 83, №. 4, P.728-730.

74. Y. A. Xi and К. X. Chen, F. Mont and J. K. Kim, C. Wetzel, E. F. Schubert, W. Liu, X. Li, J. A. Smart. Very high quality AIN grown on (0001) sapphire by metal-organic vapor phase epitaxy // App. Phys. Lett. -2006. -V.89, id. 103106.

75. B. J. Rodriguez, A. Gruverman, A. I. Kingon, R. J. Nemanicha. Piezoresponse force microscopy for polarity imaging of GaN // Appl. Phys. Lett. -2002. -V. 80, №. 22, P. 4166-4168.

76. S. H. Park and S. L. Chuang. Spontaneous polarization effects in wurtzite GaN/AlGaN and comparison with experiment // Appl. Phys. Lett. -2000. -V.76, 1981-1983.

77. T.L. Tansley, R.J. Egan, Point-defect energies in the nitrides of aluminum, gallium, and indium // Phys. Rev. В -1992. -V.45, №19, P. 10942-10950.