Исследованы амплитудные распределения сигналов акустической эмиссии (АЭ) при образовании коррозионных микротрещин в нагруженных сварных швах, соединяющих две трубки из коррозионно-стойкой стали. При значениях амплитуды АЭ меньше 0.6 mV и концентрации микротрещин ~10 mm-3 плотность распределения амплитуд описывается гамма-функцией. При амплитудах, превышающих 1 mV, и концентрации микротрещин >= 102 mm-3 плотность распределения АЭ имеет два максимума, форма которых описывается выражением для распределения Гаусса. Средние значения амплитуд АЭ различаются в три раза. Изменение вида распределения амплитуд сигналов АЭ объясняется влиянием границы раздела между сварным швом и металлом на процесс формирования микротрещин. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект N 03-05-64831) и совместного гранта Минобразования и Минатома РФ (проект N 4.03-01).

Рассмотрены существующие методы диагностики временной нестабильности параметров границы раздела полупроводник--диэлектрик с глубокоуровневыми центрами. Предложен метод определения временной нестабильности по длительной изотермической релаксации емкости структуры металл--диэлектрик--полупроводник. Определен энергетический спектр эффективной плотности поверхностных состояний в структурах n-InP--SiO2--Al, изготовленных химическим осаждением в паровой фазе. Изменение емкости в ходе длительной изотермической релаксации является критерием временной нестабильности границы раздела диэлектрик--полупроводник.

Для определения профиля концентрации глубокоуровневых центров в диэлектрике на границе раздела с полупроводником был использован метод постоянной емкости с длительным измерением временной зависимости напряжения, что позволило увеличить разрешение по глубине. Измерено распределение глубокоуровневых центров в двуокиси кремния вблизи границы раздела с фосфидом индия. Показано, что в интервале 22/27 Angstrem от границы раздела концентрация глубокоуровневых центров не зависит от координаты.

Исследовано влияние отжига импульсным лазерным излучением с длинами волн0.69 и308 мкм на вольт-фарадные, вольт-сименсные характеристики и плотность поверхностных состояний границы раздела диэлектрик--(n,p)-GaAs в зависимости от плотности энергии излучения.

В приближении виртуального кристалла рассчитана мольная зависимость уровня локальной электронейтральности Elnl(X)ABC=XElnl AC+(1-X) ElnlBC-CABCX(1-X) в твердых растворах ABC для 18пар полупроводников группыIII--V. Предложено интерполяционное соотношение для оценки коэффициента нелинейности CABC(в эВ) в зависимости от параметра несоответствия постоянных решеток |Delta a|(в Angstrem) для граничных составов растворов: CABC=-0.03+0.04|Delta a|+1.4|Delta a|2. Показано, что расчетные значения Elnl обеспечивают хорошее соответствие с экспериментальными величинами высот барьеров Шоттки FbS и значениями предельного положения уровня Ферми Flim в облученных твердых растворах соединений группыIII--V.

Представлены результаты экспериментального исследования процессов релаксации заряда в структуре металл--диэлектрик--полупроводник с окислами редкоземельных элементов Gd2O3 и Lu2O3 методом релаксационной емкостной спектроскопии глубоких уровней, нелинейных колебаний в структуре металл--диэлектрик--полупроводник, подключенной к внешней цепи с индуктивностью. На основе анализа результатов релаксационной емкостной спектроскопии глубоких уровней и изменения конфигурации области управляющих параметров "амплитуда--частота" приложенного напряжения с температурой показано, что генерация нелинейных колебаний в структуре металл--диэлектрик--полупроводник определяется свойствами границы раздела диэлектрик--полупроводник, в частности плотностью поверхностных состояний, величинами сечений захвата.

Кинетика дрейфа подвижного заряда в пленках SiO2, его захват на ионные ловушки, локализованные на границе раздела Si--SiO2, и эмиссия ионов из этих ловушек исследовались с помощью измерений вольтъемкостных, динамических вольт-амперных и токов термостимулированной деполяризации диэлектрика. Компоненты (пики) токов, связанных с эмиссией захваченных на границе раздела частиц при термополевых воздействиях, выделены в явном виде. Показано, что заряд поверхностных ионов в основном нейтрализован электронами Si, а полевая зависимость токов эмиссии ионов характеризуется аномальным эффектом Шоттки, связанным с раскрытием потенциала ионных ловушек внешним полем. Обсуждается связь этих ловушек с неоднородностями потенциала--- потенциальными ямами для подвижных частиц на рассматриваемой границе раздела. Отмечено, что подвижные ионы в диэлектрике могут быть использованы для диагностики неоднородностей потенциала границы раздела.

Полное число подвижных ионов в пленке окисла в МОП структуре на основе Si определялось традиционными методами вольт-фарадных и динамических вольт-амперных характеристик. Определена доля ионов, находящихся в нейтральном состоянии у границы раздела Si--SiO2. При спектроскопии границы раздела обнаружен пик в эффективной плотности пограничных состояний. Показано, что число состояний в пике плотности соответствует количеству нейтрализованных частиц. Обсуждается механизм нейтрализации подвижного заряда ионов.

Методом численного моделирования анализируются проявления ионных ловушек, эффектов нейтрализации ионов и генерации неосновных носителей заряда у границы раздела диэлектрик--полупроводник в температурных зависимостях тока J(T) и высокочастотной емкости Cs(T) МДП структуры в процессе ее термостимулированной деполяризации. В общем случае даже при наличии в диэлектрике лишь одного сорта подвижных ионов кривые J(T) могут иметь три пика, обусловленных опустошением ионных ловушек, распадом нейтральных ассоциатов ион + электрон и генерацией неосновных носителей заряда. Температурная последовательность этих пиков, как и их количество (вплоть до одного), определяются соотношениями энергий активации соответствующих процессов и начальным изгибом зон в полупроводнике U0. Случаи слияния отдельных пиков, сопровождающиеся их уширением и симметризацией, могут ошибочно трактоваться как результат проявления распределенных по энергии ионных ловушек. Анализ семейств зависимостей J(T,U0,n0) и Cs(T,U0,n0) (n0--- начальная плотность частиц, ионов и нейтральных ассоциатов, локализованных в диэлектрике у границы с полупроводником) позволяет отделить чисто ионные явления от электронных, а также вклады в ток от ионных ловушек и эффектов нейтрализации и в принципе объяснить наблюдающуюся эволюцию пиков термостимулированной деполяризации при вариациях U0 и n0, не получившую до сих пор адекватного физического истолкования.

Разработан метод определения энергетического спектра зарядов и плотностей поверхностных состояний на границах раздела структур полупроводник--диэлектрик--полупроводник, основанный на анализе вольт-фарадных характеристик. Экспериментальная проверка метода выполнена на структурах кремний--двуокись кремния--кремний, изготовленных путем прямого сращивания как зеркально полированных гладких пластин, так и пластин с регулярным мезаскопическим рельефом на внутренней поверхности из сращиваемых пластин. На поверхностях с регулярным рельефом потность поверхностных состояний меньше, чем на поверхностях без рельефа.