Моделирование электронного энергетического строения кремния с кристаллографическими дефектами

• Автор: Арзуманян, Грайр Вагаршакович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 181 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ В КРЕМНИИ НА ЕГО ЭЛЕКТРОННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
1.1. Дефекты, возникающие в полупроводниковых структурах в процессе производства полупроводниковых
приборов и интегральных микросхем
1.2. Точечные дефекты и их влияние на
электронное энергетическое строение кремния
1.3. Линейные и плоские дефекты в кремнии
1.4. Выводы и постановка задач диссертационной работы
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ БЕЗДЕФЕКТНОГО КРЕМНИЯ КЛАСТЕРНЫМ МЕТОДОМ
2.1. Анализ методов моделирования электронного энергетического строения твердого тела
2.2. Разработка алгоритма расчета электронного энергетического строения кремния
2.3. Моделирование электронного энергетического строения бездефектного кремния кластерным методом
2.4. Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ КРЕМНИЯ СОДЕРЖАЩЕГО ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ
3.1. Электронное энергетическое строение кремния, содержащего структурную вакансию
3.2. Электронное энергетическое строение кремния, содержащего атом замещения титана или вольфрама
3.4. Электронное энергетическое строение кремния,

содержащего атом замещения титана (вольфрама)
и структурную вакансию
3.5. Выводы
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР, СОДЕРЖАЩИХ ТОНКИЕ СЛОИ ВОЛЬФРАМА И ТИТАНА
4.1. Электронное энергетическое строение гетероструктуры кремний-моноатомный слой вольфрама-кремний
4.2. Электронное энергетическое строение гетероструктуры кремний-моноатомный слой титана-кремний
4.3. Электронное энергетическое строение гетероструктуры кремний-титан-кремний с различной толщиной металлического слоя
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Основные сокращения и обозначения
ИС - интегральная микросхема
ПП - полупроводниковый прибор
ЭЭС - электронное энергетическое строение
ПЭС - плотность электронных состояний
ГУ - глубокий энергетический уровень
МТ - muffin-tin (модель)
ЛФЭП - приближение локального функционала электронной плотности
ГКШ - приближение Гаспара-Конна-Шимана ТД - точечный дефект ТМБ - транзистор с металлической базой ПМ - потенциал Маделунга
а - постоянная кристаллической решетки кремния

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ БЕЗДЕФЕКТНОГО КРЕМНИЯ КЛАСТЕРНЫМ МЕТОДОМ
2.1. Анализ методов моделирования электронного энергетического строения твердого тела
Для решения многих фундаментальных задач физики твердого тела, и твердотельной электроники необходимы исследования ЭЭС и распределения потенциала в твердом теле, содержащем различные кристаллографические дефекты. Теоретические исследования в этой области представляют особый интерес, так как именно дефекты кристаллической структуры определяют многие физико-химические свойства кристаллов. Кроме того имеющиеся экспериментальные результаты, как правило, получены на объектах имеющих сложную дефектную структуру. В настоящее время для теоретического описания ЭЭС твердых тел разработан большой арсенал вычислительных методов, в основе которых лежат фундаментальные законы квантовой механики.
Определение энергетической структуры твердого тела является существенно многочастичной проблемой и требует решения уравнения Шредингера для огромного числа ядер и электронов
ЯФ = ЕФ, (2.1)

где г? - полный гамильтониан рассматриваемой системы, включающий в себя операторы кинетической энергии электронов и ядер, парного взаимодействия электронов между собой и взаимодействия электронов с ядрами, а также оператор парного взаимодействия ядер;
Ф - волновые функции системы, зависящие от координат всех электронов и атомных ядер входящих в систему;