Программа лекций

1. Введение в радиационную физику твердого тела. Основные определения.
2. Физические процессы при облучении твердых тел заряженными частицами: неупругие соударения со связанными электронами тормозящего вещества; неупругие соударения с ядрами; упругие соударения со связанными электронами; упругие соударения с ядрами; тормозное излучение; черенковское излучение. Доминирующие процессы при облучении электронами, гамма-квантами, легкими и тяжелыми ионами, быстрыми и медленными нейтронами.
3. Потери энергии быстрых электронов и легких ионов в твердых телах: сечение неупругого торможения; сравнение потерь энергии на электронах, плазмонах и на ядрах; потери энергии в химических соединениях; правило Брэгга.
4. Ядерные потери энергии: кинематика упругих столкновений; потенциалы ионно-атомного взаимодействия; сечение упругого торможения, прицельный параметр; статистическая модель атома Томаса - Ферми; определение ядерных потерь энергии в твердом теле.
5. Каналирование: каналирование в монокристаллах; распределение потока каналированных частиц; поверхностное взаимодействие; рассеяние на дефектах и примесях, смещенных из узлов решетки; определение месторасположения примесей в кристаллах.
6. Подпороговое дефектообразование в полупроводниках: экситонный и электронно-дырочный механизмы; ионизационный механизм; электростатический механизм.
7. Пороговые энергии возникновения дефектов в кристаллах. Пробеги электронов в веществе. Общее число первично смешенных атомов при облучении электронами.
8. Пробеги ионов в твердых телах, распределение пробегов; распределение имплантируемых элементов по глубине с учетом эффекта каналирования; число смещенных атомов распределение дефектов по глубине; соотношение между средним проецированным пробегом ионов и положением максимума концентрации дефектов.
9. Типы точечных дефектов в твердом теле при облучении быстрыми частицами и взаимодействии компонентов пар Френкеля между собой и с примесями: вакансии, дивакансии, тетра-, пентавакансии, расщепленные междоузельные атомы, димеждоузельные конфигурации, цепочки междоузельных атомов.
10. Предельная концентрация точечных дефектов при облучении различными частицами. Переход кристалл-аморфное состояние. Зависимость процесса аморфизации от массы частиц и температуры кристалла.
11. Процессы на поверхности полупроводников при облучении ионами низких энергий: распыление, зависимость распыления от энергии и массы ионов, угла падения частиц на поверхность; механизмы послойного ионного травления полупроводников.
12. Термическая стабильность радиационных изменений кристаллов. Механизмы отжига.
13. Импульсный отжиг полупроводников: рекристаллизация имплантированных слоев, диффузия и сегрегация примесей; диффузионный синтез соединений при импульсном воздействии на двухслойную или многослойную структуру.
14. Оборудование для облучения электронами, ионами и нейтронами. Фотонные фабрики.
15. Ионное легирование. Основные преимущества метода. МОП-приборы: самосовмещенный затвор, снижение порогового напряжения; КМОП-транзисторы. Синтез захороненных слоев. Ионное перемешивание.
16. Трансмутационное легирование полупроводников при облучении нейтронами, фотонами. Активационный анализ.
17. Спектрометрия обратного резерфордовского рассеяния. Масс-спектрометрия вторичных ионов и нейтральных частиц. Оже-спектрометрия.

     Литература

1. Фелдман Л, Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок. М.: Мир, 1989.
2. Оцуки Ё. Х. Взаимодействие заряженных частиц с твердыми телами. М.: Мир, 1985.
3. Эланго М. А. Элементарные неупругие радиационные процессы. М.: Физматгиз, 1988.
4. Ланно М., Бургуэн Ж. Точечные дефекты в полупроводниках. Теория. М.: Мир, 1984.
5. Ланно М., Бургуэн Ж. Точечные дефекты в полупроводниках. Экспериментальные аспекты. М. Мир, 1985.
6. Риссел Х., Руге И. Ионная имплантация. М. Физматгиз, 1983.
7. Аброян И. А., Андронов А. Н., Титов А. И. Физические основы электронной и ионной технологии. М.: Высшая школа, 1984.
8. Симонов В. В., Корнилов Л. А., Шашелев А. В., Шокин Е. В. Оборудование ионной имплантации. М.: Радио и связь, 1988.
9. Двуреченский А. В., Качурин Г. А., Нидаев Е. В., Смирнов Л. С. Импульсный отжиг полупроводниковых материалов. М.: Наука, 1982.
10. Вавилов В. С., Кив А. Е., Ниязова О. Р. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках. М.: Наука,1981.
11. Вавилов В. С., Кекелидзе Н. П., Смирнов Л. С. Действие излучения на полупроводники. М.: Физматгиз, 1988.
12. Вавилов В. С., Киселев В. Ф. Дефекты в кремнии и на его поверхности. М.: Наука, 1990.
13. Борисенко М. Е. Твердофазные процессы в полупроводниках при импульсном нагреве. Минск: Наука 1 тэхнiка, 1992.
14. Комаров Ф. Ф., Новиков А. П., Соловьев В. С., Ширяев С. Ю. Дефекты структуры в ионно-имплантированном кремнии. Минский университет. Минск, 1990.
15. В. В. Болотов, А. В. Васильев, А. В. Двуреченский, Г. А. Качурин, Н. Б. Придачин, Л. С. Смирнов, В. Ф. Стась. Вопросы радиационной технологии, Новосибирск, Наука, 1980.