Разработка физико-технологических основ получения пленок сульфида самария для тензорезисторов и исследование их параметров

• Автор: Ханова, Анна Владиславовна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 161 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1. Редкоземельные полупроводники, зонная структура,
основные свойства, фазовый переход полупроводник-металл
1.2. Методы получения халькогенидов лантаноидов; кристаллическая структура, фазовый состав пленок; химические методы получения пленок полупроводниковых соединений и перспективы использования их для получения пленок БтБ
1.3. Электрофизические параметры, тензорезистивный эффект
в пленках моносульфида самария
1.4. Обобщенные подходы к решению задачи электропроводности
и расчету физических параметров полупроводников
1.5. Выводы 53 ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК
МОНОСУЛЬФИДА САМАРИЯ
2.1. Выбор исходных веществ
2.2. Синтез сйс-комплексов Бт и исследование их свойств
2.3. Исследование условий осаждения и свойств пленок
сульфидов самария, полученных из сйс-комплексов
2.4. Кристаллическая структура и морфология поверхности пленок
2.5. Выводы 80 ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ПЛЕНОК МОНОСУЛЬФИДА САМАРИЯ
3.1. Методика исследования
3.2. Рекомбинационные параметры полупроводниковых пленок моносульфида самария

3.3. Параметры полупроводниковых пленок моносульфида самария
при сверхвысоких уровнях инжекции
3.4. Выводы 108 ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ПЛЕНОК
МОНОСУЛЬФИДА САМАРИЯ КАК РАБОЧЕГО ТЕЛА ТЕНЗОДАТЧИКОВ
4.1. Лазерная обработка пленок моносульфида самария 110 /
4.2. Разработка омического контакта к пленкам
моносульфида самария
4.3. Разработка инжектирующего контакта к пленкам моносульфида самария
4.4. Основные свойства тензорезистивных пленок на основе моносульфида самария
4.5. Разработка тензочувствительных структур на основе полупроводниковых пленок моносульфида самария
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВАХ - вольт-амперная характеристика;
ТКС -температурный коэффициент сопротивления, [К'1];
ФППМ- изоструктурный фазовый переход I рода полупроводник-металл ТОЭ - ток, ограниченный контактной эмиссией;
Ьірі - дипиридиновый лиганд;
сЕс - диэтилдитиокарбамат;
ркеп - фенантралиновый лиганд;
Ьп - лантаноиды;
а - параметр кристаллической решетки, [нм], [А];
Ь - отношение подвижностей электронов и дырок Ь = —;

сі -толщина пленки, [нм], [мкм];
£/а,к ~ ширина контактного зазора, [см];
А,к - эффективная прозрачность контактного зазора;
Опр - коэффициент диффузии электронов и дырок;
е - заряд электрона, е=1,602-10'19 Кл;

Е - напряженность электрического поля,[В/см];
Еъ - ширина запрещенной зоны, [эВ];
Еі — энергетическое положение /-того уровня, [эВ];
1г - постоянная Планка, 1г =6,62-КГ’4 Дж-с =4,5-10'15эВ-с;
I - интенсивность потока вещества, мг/см2-мин,
либо интенсивность поглощения (излучения); у - плотность сквозного тока, [А/см2];
У - сквозной ток через структуру, Ау/>, [А];
к - постоянная Больцмана, £=1,380-10‘23 Дж/К =8,62-10’5 эВ/К;
К - коэффициент тензочувствительпости;
Кйь - коэффициент поглощения;

которое позволяло бы с приемлемой точностью описывать эту характеристику во всех физически важных режимах прохождения тока через структуру без исходной конкретизации её параметров (энергетической и рекомбинационной топологии локальных состояний полупроводника и соответствующих приконтактных областей, соотношения сопротивлений приконтактных и объёмной областей полупроводника и т.п.). Основой исследования при этом служит уровень инжекции носителей (их экстракции или эксклюзии), задаваемый величиной сквозного тока или приложенного напряжения. При этом специфику модели запрещенной зоны полупроводника определяют функции р(п,р) и R(n,p), представляющие собой соответственно плотность объёмного заряда и рекомбинационно-генерационный член [63].
Для обобщенной шестиуровневой модели полупроводника (рис. 1.10) все локальные состояния подразделяются на два класса: рекомбинационные и ловушечные, причем для рекомбинационных состояний предполагается выполненным условие (ургр + Упгп) » (уprP„ +ynrNcr), а Для ловушечных — обратное соотношение. Для слабозаполненных состояний выполняется соотношение (Гпі^сі + YpiPf » (r„in + Гр At)2 » а Для сильнозаполненных — обратное неравенство. Данная модель включает в себя все частные случаи и позволяет исследовать полупроводниковые структуры со сложным спектром локальных уровней в запрещенной зоне.
Математическое описание режимов токопрохождения в полупроводниковых структурах базируется на уравнении тока (1.1), уравнении Пуассона (1.2) и кинетических уравнениях (1.3):
І = in + ip = eMnln(x) + Ър(х)Е(х) + pkT—[и(х) + Ьр(х) = const, (1.1)

^M = ^p[ri(x),p(x)l, (1.2)

_dpjxl = = R[n(xlp(x)h Ri[n(x),p(x)] = о, (1.3)
е ах е ах
и подробно представлено в монографии [63]. Развитые в ней подходы и методы были эффективно использованы для исследования таких материалов, как CdS, SiC, пористый кремний и других [68 - 72].