Исследование самоорганизации структуры поверхности неупорядоченных полупроводниковых материалов

• Автор: Авачева, Татьяна Геннадиевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 213 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Структурообразование в некристаллических полупроводниках с позиций теории самоорганизации
1.1 Основы теории самоорганизации в применении к неупорядоченным полупроводниковым материалам

1.1.1 Основные понятия нелинейной динамики

1.1.2 Особенности процессов роста неупорядоченных полупроводников

1.1.3 Различные проявления самоорганизации при формировании твердотельной структуры

1.2 Модели неупорядоченного состояния материалов

1.3 Анализ методов исследования структурообразования неупорядоченных материалов и параметризации их структуры

1.3.1 Метод вложения Ф. Такенса для анализа динамики системы роста материала

1.4 Инварианты хаотической динамики системы роста материала и их взаимосвязь с параметрами структуры
1.5 Влияние технологических режимов получения на микроструктуру поверхности пленок неупорядоченных полупроводников
1.6 Выводы по главе
Глава 2 Разработка методики исследования процессов самоорганизации в неупорядоченных материалах и ее программная реализация
2.1 Математическое определение и физический смысл СВИ как инварианта порядка структуры неупорядоченных полупроводников
2.2 Оценка исходных данных, предполагаемых результатов, требований к методике
2.3 Алгоритм расчета информационных характеристик поверхности для выявления дальнодействующих корреляций

2.3.1 Алгоритм расчета СВИ по ненаправленному вектору, АКФ, а также 69 построения вложения Ф. Такенса по АСМ-данным о профиле поверхности материалов
2.3.2 Алгоритм расчета СВИ по окружности для выявления динамических параметров системы роста материала, обусловливающих образование кластеров на поверхности аморфной пленки
2.3.3 Оценка влияния погрешности измерений на точность расчетов
2.4 Программная реализация методики исследования порядка в структуре материалов
2.4.1 Функциональное назначение программы, область применения, ограничения
2.4.2 Краткое описание интерфейса пр01раммы «№тоТпГогт»
2.4.3 Используемые технические средства, условия применения и требования организационного, технического и технологического характера
2.5 Тестирование методики анализа порядка в структуре поверхности
2.5.1 Задачи тестирования
2.5.2 Тестовые математические модели поверхностей различной степени упорядочения
2.6 Теоретическое установление критериев степени упорядочения структуры материала на основе тестовых моделей поверхностей материалов
2.7 Методика расчета информационных характеристик материала в сравнении с существующими методами параметризации структуры поверхности 101 неупорядоченных полупроводников
2.8 Выводы по главе
Глава 3 Экспериментальные исследования структурных и информационных характеристик нелегированных пленок на основе кремния для выявления самоорганизации
3.1 Подготовка экспериментальных образцов
3.1.1. Технология осаждения пленок неупорядоченных полупроводников в плазме низкочастотного тлеющего разряда
3.1.2. Разработка конструкции экспериментальных образцов
3.1.3. Обоснование выбора технологических режимов получения пленок на основе а-БкН
3.2 Исследование структуры поверхности соединений кремния различной структурной организации для установления критериев степени самоорганизации поверхности
3.2.1. Исследование морфологии поверхности тонких пленок а-БпН, кристаллических и поликристаллических пленок кремния с применением АСМ
3.2.2. Исследование структуры поверхности соединений кремния различной структурной организации с применением разработанной методики для установления критериев степени самоорганизации поверхности
3.2.2.1. Анализ информационных характеристик поверхностей исследуемых образцов с различной степенью структурной организации
3.2.2.2. Экспериментальное установление критериев степени самоорганизации структуры поверхности
3.3 Установление взаимосвязи технологических режимов получения неупорядоченных структур, свойств поверхности и информационных характеристик самоорганизующейся системы
3.3.1. Исследование взаимосвязи структурных и информационных характеристик пленок а-БкН в зависимости от температуры осаждения
3.3.2. Исследование взаимосвязи структурных и информационных характеристик пленок а-БкН в зависимости от времени осаждения на подложку
3.4 Выводы по главе
Глава 4 Неупорядоченное состояние полупроводников как детерминированная хаотическая система
4.1 Разработка основы физико-математической модели неупорядоченного состояния вещества как детерминированной хаотической системы
4.2 Структурно-химические неоднородности и запрещенная зона в аморфных полупроводниках в концепции детерминированного хаоса

Рисунок 1.9 - Поведение последовательности {Хп}, моделирующей систему синтеза неупорядоченной структуры, в зависимости от значений управляющего параметра р
1.3 Анализ существующих методов исследования структурообразования неупорядоченных материалов и параметризации их структуры
Механизмы и динамика образования твердотельного состояния являются объектом пристального внимания физиков и технологов, поскольку знания о них позволяют предсказывать появление тех или иных структур и целенаправленно управлять процессами выращивания материалов. Можно выделить следующие основные способы получения информации о механизмах роста материалов на примерах конкретных технологий [54].
Для a-Si:H, получаемого по наиболее распространенной технологии - методом тлеющего разряда разложения силана, как правило, прямым или косвенным образом определяются основные реакции, происходящие в плазме и на поверхности растущей пленки, при этом константы скоростей реакций остаются неизвестными. Затем эмпирическим путем вырабатываются способы управления ходом реакций с целью выращивания пленок с нужными свойствами [5]. Однако такой подход, как и другие методы исследования процессов роста a-Si:H in situ (эллипсометрия, фотопроводимость и т. д. [19]), не позволяют сформировать целостной картины процессов, происходящих во время роста. В частности, не удается выявить механизмы формирования различных структурно-химических неоднородностей и объяснить слабую воспроизводимость структуры и свойств от процесса к процессу.
При исследовании процессов роста кристаллов главное внимание уделяется механизмам образования различных структурно-химических неоднородностей. Для выявления