Электронная структура дефектов в оксиде и нитриде кремния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Новиков, Юрий Николаевич

• Новиков, Юрий Николаевич
• кандидат физико-математических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Новиков, Юрий Николаевич

1. Введение.

2. Литературный обзор.

2.1. Электронная структура оксида и нитрида кремния.

2.2. Дефекты в оксиде и нитриде кремния.

2.3. Модель и квантовохимические методы рассчета.

Выводы.

3. Электронная структура оксида и нитрида кремния.

3.1. Описание кластеров.

3.2. Расчет электронной структуры оксида кремния.

3.3. Расчет электронной структуры нитрида кремния.

3.4. Исследование влияния граничных условий на рассчитываемые спектры.53 Выводы.

4. Электронная структура дефектов в оксиде и нитриде кремния.

Электронная структура дефектов в SiC>2.

4.11. Трехкоординированный атом кремния =Si*.

4.12. Двухкоординированный атом кремния =Si: (силиленовый центр).

4.13. Однокоординированный атом кремния -Si:.

4.14. Кремний-кремнивая (Si-Si) связь.

4.15. Однокоординированный атом кислорода =SiO* (оксирадикал).

4.16. Пероксидный радикал =SiOO*.

4.17. Пероксидный мостик sSiOOSi=.

Электронная структура дефектов в SÎ3N4.

4.21. Трехкоординированный атом кремния N3=Si».

4.22. Двухкоординированный атом кремния =Si:.

4.23. Однокоординированный атом кремния -Si:.

4.24. Кремний-кремнивая (Si-Si) связь.

4.25. Азотная вакансия.

4.26. Двухкоординированный атом азота =Si2N*.

4.27. Однокоординированный атом азота -N:.

4.28. Двухкоординированный атом азота, связанный с атомом азота =N-N:.

4.29. Азот-азотная связь =N-N=.

4.210. Двухкоординированный атом азота в SiNxOy.

Выводы:.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронная структура дефектов в оксиде и нитриде кремния»

Аморфный оксид (а-8Ю2), нитрид (а^з^) и оксинитрид (8ЮХ>1У) кремния являются ключевыми диэлектриками, используемыми в микроэлектронике. Эти диэлектрики применяются в технологических процессах в качестве маскирующих покрытий при диффузии или ионной имплантации примесей и для диэлектрической изоляции соседних элементов. Оксид кремния применяется как подзатворный диэлектрик в МДП (металл - диэлектрик-полупроводник) приборах. В настоящее время имеется тенденция замены 8Ю2 как подзатворного диэлектрика на 8ЮХ>1У, благодаря меньшему содержанию в нём дырочных ловушек. Тонкие слои а^з^ используются в МНОП-элементах памяти. Электронные свойства этих диэлектриков обусловлены наличием в них дефектов. Дефекты влияют на оптические и люминесцентные свойства материалов, изготовленных на основе оксида кремния. Захват электронов (дырок) на ловушки в 8Ю2 вызывает деградацию (изменение электрических характеристик) МДП- устройств. В то же время способность нитрида кремния локализовать инжектированные в него электроны (дырки) используется при изготовлении элементов памяти.

В течении почти 40 лет в литературе интенсивно изучается экспериментально и теоретически электронная структура собственных дефектов в бюз, 81зК4 и БЮхЫу. Выполнено множество экспериментальных работ, посвященных исследованию электронных и дырочных ловушек в этих материалах. Однако роль собственных дефектов как ловушек для электронов и дырок в большинстве случаев остается неясной.

Целью данной работы является теоретическое исследование в кластерном приближении электронной структуры 8Ю2, 813К4 и 8ЮХМУ и дефектов в этих материалах, с целью понять их роль при захвате электронов или дырок. В работе используется полуэмпирический квантовохимический метод МЕ\ГОО/3.

Работа состоит из введения и трехглав.

Во введении в краткой форме изложено содержание работы.

В первой главе представлен литературный обзор экспериментальных и теоретических работ, посвященных исследованию оксида и нитрида кремния. Рассматриваются основные работы по исследованию дефектов, ответственных за локализацию электронов (дырок) в этих материалах. Описывается метод расчета, применяемый в настоящей работе.

Во второй главе исследуется электронная структура объема SiCb и Si3N4. Дается интерпретация основных пиков парциальной плотности одноэлектронных состояний (ППС).

В третьей главе приведены результаты исследования электронной структуры дефектов в Si02, Si3N4 и SiOxNy. Рассматривается ППС на атомах, образующих дефект. Исследуется влияние ближайшего окружения на захватывающие свойства некоторых дефектов. Рассчитывается выигрыш в энергии, с учетом атомной и электронной релаксации, при захвате электрона или дырки на дефекты. Большое внимание уделено влиянию атомарного водорода, насыщающего отдельные оборванные связи, на захватывающие свойства дефектов.

Материалы данной работы опубликованы в 7 реферируемых журналах и в трудах 14 научных конференций.

Научная новизна работы

Проведены расчеты выигрыша в энергии, с учетом релаксации электронной и атомной структуры, при захвате электрона или дырки на собственные дефекты в оксиде, оксинитриде и нитриде кремния. Для всех дефектов, за исключением SiO* и Si-Si -дефектов в Si02, такие расчеты проведены впервые.

Проведена параметризация метода MINDO/3 для систем, содержащих Si-N связи, и впервые рассчитана этим методом электронная структура объема нитрида кремния.

Расчеты показали, что кислородная вакансия в Si02 (Si-Si -связь) является ловушкой не только для дырки, но и для электрона.

Впервые изучены захватывающие свойства двухкоординированного атома кремния (81:). Установлено, что этот дефект (силиленовый центр) является ловушкой для дырки в 8Ю2, но не захватывает электрон. Показано, что в нитриде кремния аналогичный дефект не захватывает ни электрон ни дырку.

Установлено, что 8Ю081 дефект (пероксидный мостик) в БЮг является ловушкой для электрона и для дырки. Дырка перестает захватываться только при расстояниях, соответствующих разрыву 0-0 связи.

Показано, что пероксидный радикал (8100*) является ловушкой для дырки в 8Ю2.

Показано, что модель отрицательной энергии корреляции для трехкоординированного атома кремния, используемая в настоящее время для объяснения отсутствия ЭПР сигнала в нитриде кремния, неприменима к этому материалу.

Впервые проведено подробное теоретическое изучение захватывающих свойств двухкоординированного атома азота в 81зК4 и 8ЮХМУ. Показано, что этот дефект является ловушкой для электрона в этих материалах, но не захватывает дырки.

Практическая значимость работы заключается в получении результатов необходимых для определения роли дефектов в процессах локализации и делокализации электронов и дырок на ловушках в оксиде, оксинитриде и нитриде кремния. Результаты могут быть использованы для постановки экспериментов по идентификации дефектов и для оптимизации существующих технологических процессов.

Положения выносимые на защиту

Двухкоординированный атом азота в 813М4 и 8ЮХМУ является ловушкой для электрона, но не захватывает дырки в этих материалах, с рассчитанной в рамках используемой модели энергией (Ее «0.7 эВ).

Силиленовый центр (=81:) является ловушкой для дырки (Еь «1.5 эВ) в 8Юг.

SiOOSi-дефект (пероксидный мостик) в Si02 является ловушкой для электрона (Ее «1.5 эВ).

Пероксидный радикал (SiOO*) является ловушкой для дырки (Eh « 13 эВ) в

Si02.

Кислородная вакансия в Si02 (Si-Si -связь) является ловушкой не только для дырки, но и для электрона (Ее «1.0 эВ).

Модель отрицательной энергии корреляции для трехкоординированного атома кремния, используемая для объяснения отсутствия ЭПР-сигнала в нитриде кремния, неприменима к этому материалу.

Апробация работы

Основные результаты докладывались на конференциях:

International Conference of Material Research Society, USA, Boston - 1996, International Conference of Material Research Society, USA, San Diego -1998, International Conference of Material Research Society, USA, San Francisco -1999; IV Российская конференция no физике полупроводников, Россия, Новосибирск, 1999; Material Research Society (MRS) Conference in Hong Kong - 1998; Material Research Society (MRS) Conference in Hong Kong - 1999; Meeting of the Electrochemical Society, Canada, Montreal - 1997; Meeting of the Electrochemical Society, USA, San Diego - 1998; Международная конференция no моделированию приборов и технологий, Обнинск, Россия - 1996; International Conference on Solid Films and Surface, Osaka, Japan - 1996; IEEE Hong Kong Electron Devices Meeting, Hong Kong - 1997; IEEE Hong Kong Electron Devices Meeting, Hong Kong -1999; International Conference on Microelectronics, (MIEF97), Yugoslavia - 1997; Conference of Insulating Films on Semiconductors, Nurnberg, Germany - 1999; International Conference of Generation Materials and Devices for Si-based Microelectronics, Shanghai -1999; International Conference: Amorphous and Crystalline Insulating Thin Films, Hong Kong -1998.

2. Литературный обзор

В разделе описываются основные экспериментальные и теоретические работы, посвященные исследованию электронной структуры диэлектриков 8Юг и 81зК4. На сегодняшний день установлено [1-8], что электронная структура аморфного и кристаллического состояния оксида, нитрида и оксинитрида кремния определяется ближним порядком в расположении атомов.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Новиков, Юрий Николаевич

Основные результаты диссертации опубликованы в работах: В реферируемых журналах:

1. Гриценко В.А., Мороков Ю.Н., Новиков Ю.Н. Численное моделирование методом MINDO/3 электронной структуры нитрида кремния - ФТТ, 1997, t.39,N 8, с. 1342-1347.

2. Gritsenko V.A., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N., Petrenko I.P., Svitasheva S.N., Enreaching of the S13N4/ Thennal Oxide Interface by Excess Silicon in ONO structures - Microelectronics Engineering, 1997, v.36. N. 1-4, p. 123-124.

3. Gritsenko V. A., Morokov Yu. N., Novikov Yu. N. Electronic Structure of Amorphous SisN4: Experiment and Numerical Simulation - Applied Surface Science, 1997, v. 113/114, p.417-421.

4. Gritsenko V. A., Novikov Yu.N., Morokov Yu. N., Wong H. Simulation of electronic structure of Si-Si bond traps in oxide/nitride/oxide structure -Microelectronics Reliability, 1998, v.38, p. 1457-1464.

5. Gritsenko V. A., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N. et al. Characterization of the Silicon Nitride - Thermal Oxide Interface in ONO Structures by ELS Spectroscopy and Ellipsometry - Microelectronics Reliability, 1998, v. 38, p. 745-751.

6. Morokov Yu. N., Novikov Yu.N., Gritsenko V. A., Wong H. Two fold coordinated Nitrogen atom: an electron trap in MOS devices with silicon oxynitride gate dielectric - Microelectronics Engineering, 1999, v.48, p. 175-178.

7. Gritsenko V. A, Wong H., Xu J. В., Kwok R. M., Petrenko I. P., Zaitsev B. A., Morokov Yu. N., Novikov Yu. N. Excess silicon at the silicon nitride/thermal oxide interface in oxide-nitride-oxide structures - Journal of Applied Physics, 1999, v.86, N 6, p.3234-3240.

Труды конференций:

8. Gritsenko V. A., Milov D.I., Morokov Yu. N. Novikov Yu. N., Cheng Y.C., Wong H. Electronic structure of Si -Si bond in Si3N4 and Si02: experiment and simulation by MINDO/3, Amorphous and Crystalline Insulating Thin Films, Material Research Society, Symposium, Proceedings, 1996, v.446, p. 169-173.

9. Gritsenko V.A., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N., Cheng Y.C. and Wong, H. Electronic structure of Si-Si bond in Si3N4 and Si02: experiment and simulation by MINDO/3", International Symposium "Amorphous and Crystalline Thin Films IV" - Material Research Society 1996 Fall Meeting, 1996, Boston, USA, December, The Book of Abstracts.

10. Gritsenko V. A., Morokov Yu. N., Novikov Yu. N. Numerical Simulation of Si3N4 Electronic Structure and Comparison with Experiment - Proceedings of The Fifth International Conference on Simulation of Devices and Technologies, 1996, ICSDT'96, May 5-7, Obninsk, Russia, p.84-87.

11. Gritsenko V.A., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N. Electronic Structure of Amorphous Si3N4: Experiment and Numerical Simulation - Abstract of 8 International Conference on Solid Films and Surface, 1996, July 1-5, Osaka, Japan, p.ThP-29.

12. Gritsenko V. A., Morokov Yu. N., Novikov Yu. N., Wong H., Cheng Y. C. Electronic Structure of Si-Si Bond in Si3N4 and Si02: Experiment and Simulation by MINDO/3 - Proceedings of MRS Meeting, 1997, v.446, Kluver Academic, London, p. 169-175.

13.Gritsenko V.A., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N., and Wong H. Transport of Charge and Electronic Structure of Traps in SONOS Structures - Proceedings of 1997 IEEE Hong Kong Electron Devices Meeting, 30 Aug., 1997, Hong Kong, p. 74-77.

14. Gritsenko V.A., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N., Petrenko I.P., Svitasheva S.N., Wong H., Kwok R., and Chan R. Characterization of the Silicon Nitride-Thermal Oxide Interface in ONO Structures by ELS, XPS, Elipsometry, and Numerical Simulation - Proceedings of the 21st International Conference on Microelectronics, (MIEF'97), 1997, v.l, Nis, Yugoslavia, 14-17 Sept., p. 111-114.

15. Gritsenko V. A., Morokov Yu. N., Novikov Yu. N., and Wong H. Excess Silicon at Interface Silicon Nitride - Thermal Oxide Structures - Abstract of the 191st Meeting of the Electrochemical Society, May 4-9, Montreal, Quebec, Canada, The book of Abstracts, 1997, p.374.

16. Morokov Yu. N., Novikov Yu.N., Gritsenko V.A., Xu J.B., Wilson I.H. Electronic Structure of Two-Fold Coordinated Nitrogen Atom in Silicon Nitride and Oxynitride - Abstract of the MRS Conference " Amorphous and Crystalline Insulating Thin Films II", October 12-14,1998, Hong Kong.

17. Novikov Yu.N., Morokov Yu.N., Gritsenko V.A. The modeling of Charge Trapping of Three-Coordinated Silicon Atom and Two Coordinated Nitrogen Atom in Silicon Nitride // Simposium: Silicon Materials and Processing, 193 Meeting of The Electrochemical Society. - 4-9 May, San Diego, USA. The Book of Abstracts, 1998, p. 507.

18. Morokov Yu.N., Novikov Yu.N., Grirsenko V.A., Xu J.B., and Wilson I.H. Electronic Structure of Two-Coordinated Nitrogen Atom in Silicon Nitride and Oxynitride - Material Research Society Hong Kong Simposium "Amorphous and Crystalline Insulating Thin Films II", 12-14 October, 1998, Hong-Kong, Abstract Book, p.3.

19. Morokov Yu. N., Novikov Yu.N., Gritsenko V. A. Two fold coordinated Nitrogen atom an electron trap in MOS devices with silicon oxynitride gate dielectric -Abstract of INFOS 99 (Insulating Films on Semiconductors), June 16-19, Nürnberg, Germany, 1999.

20. Novikov Yu.N., Morokov Yu.N., Gritsenko V. A., Xu J. B. Capturing Properties of Two-Fold Coordinated Nitrogen Atom in Silicon Oxynitride - Abstract of the 1999 Spring MRS, Symposium R, Ultrathin Si02 and High-K materials for ULSI Gate Dielectics, April 5-8, San Francisco, USA, 1999, p. 227.

21. Novikov Yu.N., Morokov Yu. N., Gritsenko V. A., Xu J. B. Capturing Properties of Two-Fold Coordinated Nitrogen Atom in Silicon Oxynitride, Proceedings of the 1999 Spring MRS, Symposium R, Ultrathin Si02 and High-K materials for ULSI Gate Dielectics, April 5-8, San Francisco, USA, 1999.

22. Grirsenko V.A., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N., Xu J.B., Lau L.W.M., and Wilson I.H. Nature of Main Traps in Gate Silicon Oxynitride - Int. Conf. "Next Generation Materials and Devices for Si-based Microelectronics", 30 May-2 June, Shanghai, China. Abstract Booklet, 1999, p.63.

127

23. Гриценко В.А., Мороков Ю.Н., Новиков Ю.Н. Атомная и электронная структура дефектов, ответственных за локализацию электронов и дырок в диэлектрике МДП и КНИ структур - IV Российская конфепенция по физике полупроводников, 25-29 Окт., Новосибирск, Тезисы докл., 1999, стр. 83.

24. Gritsenko V. A., Morokov Yu. N., Novikov Yu. N., Xu J. B. et al. Nature of Traps in Gate Silicon Oxinitride of MOS Devices - Proceedings of 1999 IEEE Electron devices meeting, Hong Kong, June 26,1999, p.58-61.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Новиков, Юрий Николаевич, 2000 год

1. Zachariazen W.H. The atomic arrangement in glass J.Amer.Chem.Soc., 1932, v.54, p. 1879-1886.

2. Mozzi R.L., Warren B.E. The structure of vitreous silica J.Appl.Ciyst., 1969, v.2, p. 164-172.

3. Гриценко B.A., Иванов P.M., Мороков Ю.Н. Электронная структура аморфного Si02: эксперимент и численное моделирование ЖЭТФ, 1995, т. 108, в.6, с.2216-2231.

4. Flipp H.R. Optical proporties of non-crystalline Si, SiO, SiOx and Si02 J. Phys.Chem. Sol, 1971, v.32, N7, p.1935-1945.

5. Coleman M.V., Thomas D.I.D. Structure of Amorphous Silicon Nitride Films -Physica Status Solidi, 1968, v.25, p.241-252.

6. Edelman F.L., Latuta V.Z., Zaitsev B.N., Khoromenko A.A. The structure of Silicon Nitride Films Physica Status Solidi, 1978, v.50, p.573-579.

7. Зайцев Б.Н., Эдельман Ф.Л. Анализ ближнего порядка в пленках нитрида кремния методом РФР Препринт ИФП СО АН СССР 3-82, Новосибирск, 1982, 23с.

8. Gritsenko V.A., Xu J.B., Wilson I.H., Kwok R.W.M. and Ng Y.H. Short Range Order and the Nature of Defects and Traps in Amorphous Silicon Oxinitride Governed by the Mott Rule Phys.Rev.Lett., 1998, v.81, N5, p. 1054-1057.

9. Laughlin R.B., Joannopoloulos J.D., Chadi D.J. Bulk electronic structure of Si02 -Phys.Rev.B., 1979, v.20, N12 , p.5228-5237.

10. Martinez E., Yndurain F. Theoretical study of electronic structure of SiOx -Phys.Rev.B, 1981 v.24, N10, p.5718-5725.

11. Gupta R.P. Electronic structure of crystalline and amorphous silicon dioxide -Phys.Rev.B, 1985, v.32, N12, p.8278-8285.

12. Ching W.Y. Theory of amorphous Si02 and SiOx. II Electron states in an intrisic glass Phys.Rev.B, 1982, v.26, N12, p.6622-6632.

13. Edwards A.H., Fowler W.B. Semiempirical molecular orbital techniques applied to silicon dioxide: MINDO/3 J.Phys.Chem.Solids, 1985, v.46, N.7, p.841-857.

14. Nucho R.N., Madhukar A. Electronic structure of Si02: a-quartz and the influence of local disorder Phys.Rev.B, 1980, v.21, N4, p. 1576-1588.

15. Vartinez E., Yndurain F. Theory study of the electronic structure of SiOx -Phys.Rev.B, 1981, v. 24, N10, p.5718-5730.

16. Gadiyak G.V., Korolenko I.V., Morokov Yu.N. Quantum Chemical Calculation of Siliicon Clusters in Siliicon Dioxide and Point Defects in p-Cristobalite Int.J. of Quantum Chemistry, 1990, v.XXXVIII, p.239-244.

17. Брытов И.А., Ромащенко Ю.Н. Рентгеноспектральное исследование электронного строения окислов кремния и алюминия ФТТ, 1978, т.20, в.З, с.664-671.

18. Шуланов А.С., Брайко А.П., Мороз Н.В. Фомичев В.А. Эффективность генерации рентгеновского SiL2,3 излучения электронным ударом в системе Si02/Si -ФТТ, 1999, т.41, в. 10, с. 1932-1936.

19. Kasrai М., Lennard W.N., Brunner R.W., Bancroft G.M., Bardwell J.A., Tan K.H. Sampling depth of total electron and fluorescence measurements in Si L- and K- edge absorption spectroscopy Appl.Surf.Science, 1996, v.99, p.303-312.

20. Simunek A., Vackar J., Wiech G. Local s, p and d charge distributions and x-ray emission bands of Si02: a-quartz and stishovite J.Condens.Matter, 1993, v.5, p.867-874.

21. Tanaka I, Kawai J., Adachi H. Near- edge x-ray-absorption fine structure of crystalline silicon dioxides Phys.Rev.B, 1995, v.52, N16, p. 11733-11739.

22. Robertson J. Electronic properties of silicon nitride Philosophical Mag. B, 1981, v.44, N2, p.215-237.

23. Ren S.Y., Ching W.Y. Electronic structure of {3- and a -silicon nitride Phys.Rev.B, 1981, v.23, N10, p.5454-5463.

24. Yong-Nian and Ching W.Y. Electronic structure and optical properties of a and |3 phases of silicon nitride, silicon oxynitride, and with comparison to silicon dioxide -Phys.Rev.B, 1995, v.51, N24, p.17379-17389.

25. Петухов А.Г. Плотность электронных состояний в аморфном нитриде кремния -ФТТ, 1985, т.27, N1, с.95-98.

26. Martin-Moreno L., Martinez E., Verges J.A., and Yndurain F. Electronic structure, defect states, and optical absorption of amorphous Sii.xNx 0< X/(l-X)<2. Phys.Rev.B, 1987, v.35, N18, p.9683-9692.

27. Гриценко B.A., Мороков Ю.Н., Новиков Ю.Н. Численное моделирование методом MINDO/3 электронной структуры нитрида кремния ФТТ, 1997, т. 39, N8, с. 1342-1348.

28. Gritsenko V.A., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N. Numerical simulation of Si3N4 electronic structure and comparison with experiment Proc.Inter.Conf., Obninsk, 1996, p.84-87.

29. Pacchioni G. and Erbetta D. Electronic structure and spectral properties of paramagnetic point defects in Si3N4 Phys.Rev.B, 1999, v.60, N18, p. 12617- 12625.

30. Domashevskaya E.P., Timoshenko Yu.K., Terekhov V.A. et al. Electronic-Structure of a-Si3N4 Abinitio Cluster Calculations and Soft - X - Ray Emission-Spectroscopy Study - J.Non-Ciyst.Sol., 1989, v. 114., p. 495- 497.

31. Carson R.D., Schnatterly S.E. Valence-band electronic structure of silicon nitride studied with the use of soft-x-ray emission Phys.Rev.B, 1986, v.33, N4, p.2432-2438.

32. Brytov I.A., Obolenskii E.A., Romashenko Yu.N., Gritsenko V.A. Electronic structure of amorphous Si3N4 J.Phys., 1984, v.45, p.887-889.

33. Guraya M.M., Ascolani H., Zampieri G. Electronic structure of amorphous Si-N comppounds Phys.Rev.B, 1994, v.49, N19, p.13 446-13451.

34. Tanaka I. and Adachi H. Electronic structure of 3d transition elements in (3-Si3N4 -Phil.Mag.B, 1995, v.72, N 4, p.461-473.

35. Simunek A. and Wiech G. Analysis of local structure in amorphous SiNx:H alloy films in terms of x-ray emission spectroscopy J.Non-Ciyst. Solids, 1993, 164-166, p. 1077-1080.

36. Senemaud С., Gheorghiu A., Amoura L. et al. Local order and H-bonding in N-rich amorphous silicon nitride J.Non-Cryst.Solids, 1993,164-166, p. 1073-1076.

37. Stathis J.H., Carier E. Atomic Hydrogen with Pb Centers at the (100) Si/Si02 Interface Phys.Rev.Lett., 1994, v.72, N17, p.2745-2748.

38. Stesmans A. and Van Grop G. *Si=Si3 defect at thermally grown (111) Si/Si3N4 interface Phys.Rev.B, 1995, v.52, N12, p.8904-8920.

39. Edwards A.H., Fowler W.B. Recent advances in the theory of oxide-semiconductor interfaces Microelectronics Reliability, 1999, 39, p.3-14.

40. Tuttle B. Hydrogen and Pb defects at the (111) Si-Si02 interface: An ab initio cluster study Phys.Rev.B, 1999, v.60, N4, p.2631-2636.

41. Capron N., Lagraa A., Carniato S., Boureau G. Problems encountered in the simulation of defects in silica and its interfaces J.Non-Crystal. Solids, 1997, 216, p.10-13.

42. Waren W.L., Poindexter E.N., Offenberg M. et al. Paramagnetic point defect in amprphous silicon dioxide and amorphous silicon nitride thin films J.Electrochem. Soc., 1992, v. 139, N3,p.5-27.

43. Robertson J. Defects in amorphous semiconductors Phyl.Mag.B, 1985, v.51, N2, p. 183-192.

44. Feigl F.J., Fowler W.B., Yip K.L. Oxigen vacancy for the E'i center in Si02 SolidState Commun., 1974, v. 14, p. 225-229.

45. Гриценко В.А. Строение и электронная структура аморфных диэлектриков в кремниевых МДП структурах изд. 'НАУКА', Новосибирск, 1993,279с.

46. Pacchioni G., Ierano G. Ab initio formation energies of point defects in pure and Ge-doped Si02 Phys.Rev.B, 1997, v.56, N12, p.7304-7312.

47. Weeks R.A. and Sonder E. Paramagnetic Resonance Academic Press, Editor W. Low, New York, 1963, p.869

48. Pacchioni G., Ierano G. Ab initio theory of optical transitions of point defects in Si02 Phys.Rev.B, 1998, v.57, N2, p.818-832.

49. Pacchioni G., Ierano G., Marquez A. M. Optical absorption and nonradiative decay mechanism of E' center in silica Phys.Rev.B, 1998, v. 81, N2, p.377-380.

50. Pacchioni G., Vitiello M. Infra-red, electron paramagnetic resonance and X-ray photoemission spectral properties of point defects in silica from first-principle calculations- J.Non-Cryst. Solids, 1999, 245, p. 175-182.

51. Yip K.L., Fowler W.B Electronic structure of E'i centers in Si02 Phys.Rev.B, 1974, v.ll, N 6, p.1400-1411.

52. O'Reilly E.P., Robertson J. Theory of defects in vitreous silicon dioxide -Phys.Rev.B, 1983, v27, N6, p.3780-3794.

53. Edwards A.H., Fowler W.B. Semiempirical molecular orbital studies of intrinsic defects in a-Si02 Book 'Structure and Bonding in Noncrystalline Solids' Edit, by Walrafen G.E. and Revesz, Plenum Press, 1986,267p.

54. Bennett A.J. and Roth L.M. Electronic structure of defect centers in Si02 -J.Phys.Chem.Solids, 1971, v.32, p.1251-1261.

55. Griscom D.L. E' center in glassy Si02: Microwave saturation properties and confirmation of the primary 29Si hyperfine structure Phys.Rev.B, 1979, v.20, N5, p. 1823-1834.

56. Griscom D.L. Defect structure of glasses. Some outstanding questions in regard to vitreous silica J.Non-Ciyst.Solids, 1985, 73, p.51-77.

57. Miller A.J., Leisure R.G., Mashkov V.A. Dominant role of E' centers in x-ray-induced, visible luminescence in high-purity amorphous silicas Phys.Rev.B, 1996, v.53, N14, p.8818-8820.

58. Courtot-Descharles A., Paillet P., Leray J.L. Theoretical study using density functional theory of defects in amorphous silicon dioxide J.Non-Cryst. Solids, 1999, 245, p. 154-160.

59. Fowler W.B., Rudra J.K., Zvanut M.E., and Feigl F.J. Hysteresis and Frank-Condon relaxation in insulator-semiconductor tunneling - Phys.Rev.B, 1990, v.41, N10, p.8313-8317.

60. Devine R.A.B. and Arndt J. Correlated defect creation and dose dependent radiation sensitivity in amorphous Si02 Phys.Rev.B, 1989, v.39, N16, p.5312-5325.

61. Griscom D.L. Characterization of three E'-center varints in X and y irradiation high pure a-Si02 Nucl.Instrum.Methods, 1984, B1, p.481-490.

62. Pfeffer R.L. Damage center formation in Si02 thin films by fast electron irradiation -J.Appl.Phys., 1985, 57, p.5176 -5183.

63. Zhang L. and Lesure R.G. The E'§ and triple-state centers in x-irradiated high-purity amorphous Si02 J.Appl.Phys. 1996, v.80, N7, p.3744-3749.

64. Скуя Л.Н., Стрелецкий A.H., Пакович А.Б. Спектроскопические свойства двух координированных атомов кремния в стеклообразном диоксиде кремния Физика и химия стекла, 1988, т. 14, с.481-489.

65. Trukhin A.N., Skuja L.N. The correlation of the 7.6 eV optical absorption band in pure fused silicon dioxide with twofold-coordinated silicon J.Non-Ciyst. Solids, 1992, 149, p.96-101.

66. Mitchell J.P., Denure D.G. A study of Si02 layers on Si using cathodoluminescence spectra Sol. State.Electron, 1973, v. 16, N7, p.825-839.

67. Dinov E.M., Sokolov V.O., Sulimov V.B. Semiempirical calculations of point defects in silica. Oxygen vacancy and twofold coordinated silicon atom J. Non-Ciyst. Solids, 1991, 149, p.5-18.

68. Yokozava A. and Miyamoto Y. First-principles exploration of possible trap terminators in Si02 Appl.Phys.Letters, 1998, v.73, N8, p. 1122-1128.

69. Sokolov V.O. and Sulimov V.B. Smiempirical calculation of oxygen vacancy in vitreous silisa Phys.Stat.Sol. (b), 1986,135, p.369-377.

70. Arai K., Imai H. et al. Two-photon processes in defect formation by eximer lasers in synthetic silica glass Appl.Phys.Lett., 1988, v.50, N14, p. 1891-1893.

71. Pacchioni G., Ierano G. On the origin of the 5.0 and 7.6 eV absorption bands in oxigen deficient a-quartz and amorphous silica. A first principles quantum-chemical study J.Non-Ciyst.Solids, 1997,216, p. 1-9.

72. Pacchioni G., Ierano G. Computed Optical Absorption and Photoluminescence Spectra of Neutral Oxygen Vacancies in a-Quartz Phys.Rev.Lett., 1997, v.79, N4, p.753-756.

73. Carbonaro C.M., Fiorentini V., Massidda S. Ab initio study of oxygen vacancies in a-quartz J.Non-Cryst.Solids, 1997,221, p.89-96.

74. Carpon N., Carniato S., Boureau G., Pasturel A. Study of oxygen vacancies in silica using ultra soft pseudopotentials J.Non-Ciyst. Solids, 1999,245, p. 146-149.

75. Силинь А.Р., Трухин А.Н. Точечные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном Si02 изд.'Знание', Рига, 1985, 244с.

76. Nishikawa Н., Fukui Н. et al. Photoluminescence and electron-spin-resonance studies of defects in amorphous Si02 films The Electrochem. Society, Proc., 1996, У96-1, p.418-427.

77. Sakurai Y., Nagasawa K., Nishikawa H. and Ohki Y. Point defects in high purity silica induced by high dose gamma irradiation - J.Appl.Phys., 1994, v.75, p. 1372-1380.

78. Бобышев A.A., Радциг B.A. Спектры оптического поглощения парамагнитных дефектов в стеклообразном Si02 Физика и химия стекла, 1988, т.14, N4, с.501-507.

79. Sakurai Y., Nagasawa К. Green photoluminescence band in Y-irradiated oxygen-surplus silica glass J.Appl.Phys., 1999, v.86, N3, p.1377-1381.

80. Edwards A.H., Fowler W.B. Theory of the peroxy-radical defect in a-Si02 -Phys.Rev.B, 1982, v.26, N12, p.6649-6660.

81. Nishikawa H., Tohmon R., Ohki Y., Nagasawa K., Hama Y. Defects and optical absorption bands induced by surplus oxygen in high-purity synthetic silica J.Appl.Phys., 1989, v.65, N12, p.4672-4678.

82. Imai H., Arai K., Saito T. et al. UV and VUV optical absorption due to intrinsic and laser induced defects in synthetic silica glasses New York: Plenum Publishing Corporation, 1988, p. 153-159.

83. Sokolov V.O., Sulimov V.B. Threefold coordinated oxygen atom in silica glass-J. Non-Cryst. Solids, 1997, 217, p. 167-172.

84. Mott N.F. Silicon dioxide and the chalcogenide semiconductors; similarities and differences Advances In Physics, 1977, v.26, N4, 363-391.

85. Griscom D.L. Electron spin resonance characterization of self-trapped holes in amorphous silicon dioxide J.Non-Cryst.Solids, 1992,149, p. 137-160.

86. Edwards A.H. Theory of Self-Trapped Hole in a-Si02 Phys.Rev.Lett., 1993, v.71, N. 19, p.3190-3193.

87. Горелкинский Ю.В., Невинный H.H., Люц Е.А. Исследование поведения атомарного водорода в субмикронных пленках Si02 на Si Поверхность, 1994, N6, с.79-84.

88. Griscom D.L. Defect structure of glasses J.Non-Ciyst.Solids, 1985, 73, p.51-77.

89. Edwards A.H., Pickard J.A., Stahlbush R.E. Interaction of hydrogen with defects in a-SiC>2 J.Non-Ciyst.Solids, 1994,179, p.148-161.

90. Poindexter E.H., Young C.F., Gerardi G.J Hydrogenous species and charge defects in the Si-Si02 system 'Fundamental Aspects of Ultrathin Dielectrics on Si-based Devices, eds. E.Garfunkel et al., Kluwer Academic Publishers', 1998, p.397-410.

91. Rose A.H., Bruno T.J. The observation of OH in annealed optical fiber -J.Non-Ciyst.Solids, 1998, 231, p.280-285.

92. Withrow S.P., White C.W., Meldrum A. et al. Effects of hydrogen in the annealing environment on photoluminescence from Si nanoparticles in Si02 J.Appl.Phys., 1999, v.86, N1, p.369-401.

93. Kapoor V.J., Feigl F.J., and Butler S.R. Energy and spatial distribution of an electron trapping center in the MOS insulator J.Appl.Phys., 1977, v.48, N2, p.739-748.

94. Fleetwood D.M., Miller S.L. et al. New insights into radiation-induced oxide-trap charge through thermally-stimulated-current measurement and analysis IEEE Transactions on nuclear science, 1992, v.39, N6, p.2192-2203.

95. Robertson J. Defect and impurity states in silicon nitride J.Appl.Phys., 1983, v.54, N8, p.4490-4498.

96. Krick D.T., Lenahan P.M., Kanicki J. Stable photoinduced paramagnetic defects in hydrogenated amorphous silicon nitride Appl.Phys.Lett., 1987, v.51, N8, p.608-610.

97. Krick D.T., Lenahan P.M., Kanicki J. Electrically active point defects in amorphous silicon nitride: An illumination and charge injection study J.Appl.Phys., 1988, v.64, N7, p.3558-3563.

98. Lenahan P.M., Curry S.E. First observation of the 29Si hyperfine spectra of silicon dangling bond centers in silicon nitride Appl.Phys.Lett., 1990, v.56, N2, p. 157-159.

99. Warren W.L., Lenahan P.M. Electron-nuclear double-resonance and electron-spin-resonance study of silicon dangling-bond centers in silicon nitride Phys.Rev.B, 1990, v.42,N3, p. 1773-1780.

100. Sean E.C., Lenahan P.M., Krick D.T., Kanicki J., Kirk C.T. Evidence for a negative electron-electron correlation energy in the dominant deep trapping center in silicon nitride films Appl.Phys.Lett., 1990, v.56, N14, p. 1359-1361.

101. Warren W.L., Rong F.C., Poindexter E.H., Gerardy G.J. Structural identification of the silicon and nitrogen dangling-bond centers in amorphous silicon nitride -J.Appl.Phys., 1991, v.70, N1, p.346-354.

102. Ngai N.L. and Hsai Y. Empirical study of the metal-nitride-oxide-semiconductor device characteristics deduced from a microscopic model of memory traps -Appl.Phys.Lett., 1982, v.41, N6, p.159-161.

103. Anderson P.W. Model for the Electronic Structure of Amorphous Semiconductors -Phys.Rev.Lett., 1975, v.34, N15, p.953-955.

104. Street R.A., Mott N.F. States in the Gap in Glassy Semiconductors -Phys.Rev.Lett., 1975, v.35, N19, p. 1293-1296.

105. Warren W.L., Kanicki J., Rong F.C., Poindexter E.H., McWhorterP.J. Charge trapping centers in N-rich silicon nitride thin films Appl.Phys.Lett., 1992, v.61, N2, p.216-218.

106. Warren W.L., Kanick J., Robertson J. et al. Electron paramagnetic resonance investigation of charge trapping centers in amorphous silicon nitride films J.Appl.Phys., 1993, v.74, N6, p.4034-4038.

107. Fritzsche H. Evidence for compositional heterogeneities in hydrogenated amorphous silicon nitride films Appl.Phys.Lett., 1994, v.65, N22, p. 2824-2826.

108. Robertson J. Electronic structure of silicon nitride Phil.Mag. В., 1991, v.59, N2, p.78-85.

109. Kamigaki Y., Minami S., Kato H. A new portrayal of electron and hole traps in amorphous silicon nitride J.Appl.Phys., 1990, v.68, N5, p.2211-2215.

110. Гриценко В.А., Милов А.Д. Вигнеровская кристаллизация электронов и дырок в аморфном Si3N4. Антиферромагнитное упорядочивание электронов и дырок в Si3N4 Письма в ЖЭТФ, 1996, т.64, вып.7, с.489-482.

111. Гриценко В.А. Вигнеровская кристаллизация и резонансный механизм обмена электронов, локализованных в аморфном диэлектрике с высокой плотностью ловушек Письма в ЖЭТФ, 1996, т.64, в.7, с.483-489.

112. Gritsenko V.A., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N., Petrenko I.P., Svitasheva S.N., Wong H. Enriching of the Si3N4 Thermal Oxide Interface by Excess Silicon in ONO Structures - Microelectron.Engineering, 1997, 36, p. 123-124.

113. Gritsenko V.A., Milov A.D., Morokov Yu.N., Novikov Yu.N., Wong H., Cheng Y.C. Electronic structure of Si-Si bond in Si3N4 and Si02: experiment and simulation by MINDO/3 MRS Proceed., 1996, v.446, p. 169-173.

114. Nadolinnyi V.A., Vasilev V.V., Mikhailovskii LP. Photo-induced metastable states in silicon nitride amorphous layers Phys.Status.Sol., 1989, 116A, p.K105-K108.

115. Nadolinnyi V.A., Bolotin V.P., Vasilev V.V., Mikhailovskii LP. Direct evidence for the existence of paramagnetic nitrtogen defects, photo-induced in silicon nitride amorphous layers Phys.Status.Sol.(a), 1991,127, p.K135-K137.

116. Warren W.L., Lenahan P.M., Curry S.E. First observation of paramagnetic Nitrogen dangling-bond centers in silicon nitride Phys.Rev.Lett., 1990, v.65, N2, p.207-210.

117. Warren W.L., Kanicki J., Robertson J., Lenahan P.M. Energy level of the nitrogen dangling bond in amorphous silicon nitride Appl.Phys.Lett, 1991, v.59, N14, p. 16991701.

118. Warren W.L., Lenahan P.M., Kanicki J. Electrically neutral nitrogen dangling-bond defects in amorphous hydrogenated silicon nitride thin films J.Appl.Phys., 1991, v.70, N4, p.2220-2225.

119. Warren W.L., Robertson J., Kanicki J. Si and N dangling bond creation in silicon nitride thin films Appl.Phys.Lett., 1993, v.63, N19, p.2685-2687.

120. Hasegawa S., Ikada M., Inokuma T., and Kurata Y. Bonding structure and characteristics of defects of near-stoichiometric silicon nitride films J.Appl.Phys., 1996, v.80, N5, p.2916-2920.

121. Yount J.T., Lenahan P.M. Bridging nitrogen bangling bond centers and electron trapping in amorphous NH3- nitrided and reoxidized nitrided oxide films J.Non-Cryst. Solids, 1993, 164-166, p.1069-1072.

122. Kumeda M., Awaki N., et.al. ESR in silicon nitride films prepared using nitrogen isotope 15 J.Non-Ciyst.Solids, 1991, 137, p.887-890.

123. Robertson J. Defects and hydrogen in amorphous silicon nitride Philosophical Mag. B, 1994, v.69, N2, p.307-326.

124. Yatsuda Y., Minami S., Kondo R. et al. Effects of high temperature hydrogen annealing on n-channel Si-gate MNOS devices Jap.J.Appl.Phys., 1980, Suppl.19-1, p.219-224.

125. Yatsuda Y„ Nabetani S., Uchida K. Et.al. Hi-MNOS technology for a 64 kbit byte-erasable 5-v-only EEPROM IEEE J.Solid State Circ., 1985, v.Sc-2, N1, p.144-151.

126. Stein H.J., Wegener H.A.R. Chemically bound hydrogen in CVD Si3N4:dependent in NH3/S1H4 ratio and on annealing J.Electrochem.Soc., 1977, v. 124, N6, p.908-912.

127. Watanabe H., Katon K., Shin-Ichi Imagi Proporties of silicon nitride films prepared by plasma-enhanced chemical vapour deposition of Sit^-N^ Thin Solids Films, 1986, 136, p.77-83.

128. Morello G. Hydrogen content of amorphous PECVD SiNx:H films by infrared spectroscopy and hydrogen forward scattering results J.Non-Ciyst. Solids, 1995, 187, p.308-312.

129. Mota F. de Brita, Justo J.F., Fazzio A. Hydrogen role on the properties of amorphous silicon nitride J.Appl.Phys., 1999, v.86, N4, p. 1843-1847.

130. Kapoor V.J., Bailey R.S., Stein H.J. Hydrogen-related memory traps in thin silicon nitride films J.Vac.Scince.Technol., 1983, A 1 (2), p.600-603.

131. Белый В.И., Васильева JI.JI., Гиновкер A.C. и др. Нитрид кремния в электронике изд.'Наука'. Новосибирск, 1982, 198 с.

132. Дьюар М. Теория молекулярных орбиталей в органической химии М., Мир, (1972), 590с.

133. Слетер Дж. Методы самосогласованного поля для молекул и твёрдых тел М., Мир (1978), 664с.

134. Мак-Вини Р., Сатклиф Б. Квантовая механика молекул М., Мир, (1972), 380с.

135. Цюлике JI. Квантовая химия М., Мир, (1976), 512с.

136. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев P.M. Теория строения молекул М., Высш. школа, (1979), 407с.

137. Сигал Дж. Полуэмпирические методы расчета электронной структуры М., Мир, (1980), 326с.

138. В Нагакура С., Накадзима Т. ведение в квантовую химию М., Мир, (1982), 364с.

139. Абаренков И.В., Братцев В.Ф., Тулуб А.В. Начала квантовой химии М., 'Высш. школа'. (1989), 305с.

140. Грибов JI.A., Муштаков С.П. Квантовая химия М., 'Раоарики', (1999), 390с.139

141. Richard C. Bingham, Michael J.S. Dewar, and Donald H.Lo Graund States of Molecules. XXV. MINDO/3. An Improved Version of the MINDO Semiempirical SCF-MO Method J. Of the American Chemical Society, 1974, 97, p. 1285-1293.