Получение и исследование эпитаксиальных пленок твердых растворов (SiC)1-x(AIN)x, и поверхностно-барьерных структур на их основе

• Автор: Рамазанов, Шихгасан Муфтялиевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ В СИСТЕМЕ вКХАШ И ПОВЕРХНОСТНОБАРЬЕРНЫЕ СТРУКТУРЫ НА ИХ ОСНОВЕ

1.1 Карбид кремния и нитрид алюминия

1.2. Условия образования твердых растворов

1.3. Обзор технологий получения твердых растворов (81С)1-Х(А1ЬГ)Х

1.4. Поверхностно-барьерные структуры на основе карбида кремния и его твердого раствора с нитридом алюминия
1.5. Выводы
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК ТВЕРДОГО РАСТВОРА (81С)Ьх(АШ)х

2.1. Основные параметры систем ионно-плазменного магнетронного распыления

2.2. Расчет границы зоны термализации методом парных соударений в приближении жестких сфер
2.3. Технологические аспекты приготовления мишеней и очистки подложек для магнетронного распыления
2.4. Получение пленок твердого раствора (81С)1-Х(А1М)Х методом магнетронного распыления
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. МОРФОЛОГИЯ РОСТА, СТРУКТУРА И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК ТВЕРДОГО РАСТВОРА (81С)1.Х(АМ)Х
3.1. Исследование структурных свойств пленок (81С)их(АШ)х методом рентгеновской дифрактометрии
3.2. Спектроскопия комбинационного рассеяния света пленок (81С)].Х(АШ)Х

3.3. Морфология роста и поверхность пленок ^СД.ДАШД
3.4. Атомно-силовая и туннельная микроскопия пленок ^СД.ДАПЧД
3.5. Оптическое поглощение пленок (8Ю)1.Х(А114)Х
3.6. Фотолюминесценция эпитаксиальных пленок (81С)1.Х(АШ)Х
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-БАРЬЕРНЫХ СТРУКТУР В СИСТЕМЕ МЕТАЛЛ/^СД.ДАШ),
4.1. Формирование омических и барьерных контактов к (8тС) 1 _х(А1Ы)Х/81С структурам
4.2. Расчет высоты потенциального барьера МеталлАЫСД.ДАИчГГ
4.3. Определение высоты потенциального барьера Металл/(81С)].Х(А1И)Х.
4.4. Влияние степени ионности компонентов ЗЮ-АВД на высоту потенциального барьера на контакте Металл/(81С)1.х(А1Х)х
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время освоение широкозонных материалов: карбида кремния БЮ, нитридов Ш-й группы и их твердых растворов становится одним из главных направлений развития современной полупроводниковой электроники. Приборы на основе БЮ и его твердых растворах (81С)1-х(А111М)х, обеспечивают высокую надежность и стабильность параметров при экстремальных условиях эксплуатации в силу удачного сочетания полупроводниковых и физико-химических свойств. Наиболее перспективными в этом плане являются твердые растворы карбида кремния с нитридом алюминия (31С)|_Х(А1Ы)Х [1]. Благодаря большой ширине запрещенной зоны (от 3 до 6 эВ) твердые растворы (Б1С)1_Х(А11Т)Х могут быть использованы в полупроводниковых приборах, эксплуатирующихся в экстремальных условиях высоких температур, повышенной радиации и химически агрессивных воздействий. Среди возможных применений можно назвать: датчики пламени и температуры, диагностика плазмы, детектирования следов от двигателей ракет и т.д.
Псевдобинарные твердые растворы (БЮ)1_Х(А1>1)Х позволяют существенно расширять диапазон важнейших электрофизических свойств БЮ, открывают большие возможности при создании новых оптоэлектронных и высокотемпературных приборов. Твердые растворы (Б1С)].Х(А1М)Х наследуют уникальные механические, химические и тепловые свойства карбида кремния [1]. К тому же, в них путем изменения состава возможно в широких пределах управлять оптическими и электрическими свойствами.
Твердые растворы (Б1С)|.Х(АШ)Х также перспективны для применения в структурах с поверхностными барьерами: в высоковольтных диодах,
транзисторах и т. д. К примеру, свойства диода Шоттки на основе структуры (Б1С)|_Х(А1М)Х/Б]С можно изменять в широких пределах: выбором барьерного металла, концентрации х в твердом растворе, степени легирования подложки и т.д. Применение широкозонного полупроводника в роли подзатворной области

2 4 6 8
Ео [е^
Рисунок 2.3. Зависимость длины зоны термализации от средней кинетической
энергии распыленных атомов
Вместе с тем, анализ полученных зависимостей, которым соответствует термализация распыленных атомов вблизи катода, показывает, что при высоком давлении рабочего газа должна наблюдаться равномерность пленки на подложке, расположенной на расстояниях, значительно превышающих длину зоны термализации. В области низких давлений рабочего газа, ограниченных возможностью зажигания разряда с заданными параметрами, термализация распыленных атомов происходит на значительном удалении от мишени, что должно приводить к неравномерности свойств по поверхности пленки, обусловленной значительным потоком нетермавизованных распыленных атомов.
Таким образом, рассчитаны зависимости протяженности зоны термализации атомов мишени 31, С, А1, N соответственно при магнетронном распылении от давления рабочего газа (таблица 2.3). Определена зависимость скорости распыления мишеней 81С-А1Ы от мощности разрядного тока.