Транспортные и фотоэлектрические свойства эпитаксиальных пленок силицидов хрома и железа на Si(III)

• Автор: Конченко, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 126 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕХАНИЗМЫ ПРОВОДИМОСТИ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИЛИЦИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ И ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ИХ ОСНОВЕ
1.1 Транспортные свойства и механизмы проводимости в силицидах переходных металлов.
1.2. Электрические и фотоэлектрические свойства полупроводниковых силицидов переходных металлов.

1.3. Гетероструктуры кремний - силицид переходного металла

1.4 Выводы.

ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ

2.1. Методы исследования.

2.1.1. Электронная оже - спектроскопия.

2.1.2. Дифракция медленных электронов.

2.1.3. Спектральные измерения фотоэффектов.
2.1.4. Измерения электрических параметров полупроводников и гетероструктур.

2.2. Экспериментальная аппаратура.
2.2.1 Сверхвысоковакуумная установка "УАМАІЧ"
2.2.2. Сверхвысоковакуумная установка с автоматизированной приставкой для холловских измерений.
2.2.3. Установка для регистрации спектральных зависимостей фотоэффектов в полупроводниках на базе монохроматора МДР-3.
2.3. Методики и схемы экспериментов.
2.3.1 Методики приготовления образцов и источников.
2.3.2 Схемы ростовых, электрических и фотоэлектрических экспериментов.
2.3.3 Методика расчета параметров полупроводниковых пленок с учетом шунтирования.
ГЛАВА 3. ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНОК СИЛИЦИДОВ ХРОМА И ЖЕЛЕЗА НА 81(111)
3.1. Влияние удельного сопротивления кремниевой подложки на шунтирование параметров пленки полупроводникового силицида.
3.2. Рост и структура эпитаксиальных пленок Сг81г и Р-Ге812 на ЯК 111).
3.3. Транспортные свойства тонких эпитаксиальных пленок Сг81г на 81(111).
3.4 Формирование и транспортные свойства сверхтонких эпитаксиальных пленок моносилицида хрома на 81(111).
3.5 Формирование и транспортные свойства сверхтонких пленок моносилицида железа на 81(111).
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК И ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СИЛИЦИДОВ ХРОМА И ЖЕЛЕЗА НА КРЕМНИИ
4.1. Собственная фотопроводимость в тонких эпитаксиальных пленках дисилицида хрома на 81(111)
4.2. Фотоэлектрические, вольтамперные и вольтфарадные характеристики гетероструктур СгЯ12/81(11 1)
4.3. Фотоэлектрические, вольтамперные и вольтфарадные характеристики гетероструктур Р-Ре812/8К111)
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение.
Развитие физики твердого тела и физики полупроводников в последние 10-15 лет привело к созданию нового направления науки - наноэлектроники. Основными задачами наноэлектроники являются создание материалов с пониженной размерностью (двумерных, одномерных, нульмерных), исследование их электрических, фотоэлектрических и оптических свойств, а также разработка новых видов полупроводниковых приборов на их основе. Кремний является базовым материалом в технологии современных интегральных микросхем, но активные элементы интегральных микросхем, выполненные по субмикронпой технологии, приближаются к физическому пределу по своим электрическим параметрам. Создание элементов кремниевой гетероэлектроники на базе силицидов металлов (транзисторы с проницаемой базой, гетероструктурные биполярные транзисторы) может расширить указанные пределы.
Известно, что дисилициды хрома (С^г) и железа (Р-Ре81г) являются узкозонными полупроводниками перспективными в создании фотодетекторов, чувствительных в инфракрасной области спектра. Применение силицидов хрома и железа в качестве новых материалов зависит от успехов гетероэпитаксиального роста на кремнии и изученности их транспортных и оптических свойств в виде тонких и сверхтонких пленок на кремнии. Известно, что эпитаксиальные пленки дисилицида хрома растут на 81(111) в двух ориентациях СНйг А- и В-типа. При этом эпитаксиальные 0 8 и А-типа пленки толщиной от 10 до 100 нм имеют напряженную структуру из-за малого (0.1%) несоответствия кристаллических решеток 81(111) и Сг812(0()01), а эпитаксиальные пленки О&г В-типа толщиной более 5 нм имеют упорядоченную сетку дислокаций из-за большого несоответствия (около 17%) параметров кристаллических решеток. Эпитаксиальные пленки (Р-РеБЬ) также имеют несоответствие с решеткой 81(111) порядка 6%, что усложняет рост толстых эпитаксиальных пленок. Однако задачи эпитаксиального роста тонких (10-100 нм) эпитаксиальных пленок данных дисилицидов на 81(111) решены в значительной степени за счет технологии создания затравочных слоев в условиях сверхвысокого вакуума и их дальнейшего доращивания методами молекулярно-лучевой и твердофазной эпитаксии. Данная технология обеспечивает возможность получения эпитаксиальных пленок хорошего кристаллического качества. Однако, транспортные свойства тонких эпитаксиальных пленок дисилицидов хрома и железа были изучены недостаточно подробно. Кроме того, не было изучено влияние ориентации пленок

движения катушки положение манипулятора с образцом зафиксировано. Конструкция холловской приставки и держателя позволяет проводить электрофизические измерения в широком диапазоне температур образца (в наших экспериментах от -40 до 200 °С). Температура образца контролируется при помощи медь-константановой термопары, закрепленной в теле направляющей.
Рис. 2.4. Сверхвысоковакуумная установка с холловской приставкой.
1 - анализатор ДМЭ;
2 - холловская приставка;
3 - держатель образца;
4 - манипулятор;
5 - кварцевый датчик толщины;
6 - блок сублимационных источников.