Транспортные процессы в полупроводниках с участием линейных и объемных дефектов

• Автор: Скворцов, Аркадий Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 358 с. : ил.

Ф 1. Температурные поля и тепловые режимы работы многослойных структур на кремнии при импульсных токовых воздействиях

1.1. Расчет температурных полей в кремнии при воздей-

^ ствии импульсов тока на системы металлизации

1.1.1. Точечный источник тепла на поверхности полупроводника

1.1.2. Случай прямоугольной дорожки металлиза-

1.2. Экспериментальные исследования температурных режимов работы систем металлизации на кремнии

при импульсном токовом воздействии

1.2.1. Подготовка объектов исследования

^ 1.2.1.1. Напыление пленок на подложки

1.2.1.2. Фотолитография и диффузионный

отжиг структур
1.2.2. Методика проведения опытов
1.2.3. Нагрев теплоизолированного проводника токовым импульсом
1.2.4. Анализ температурных полей структур металлизации при импульсном токовом
воздействии
1.2.4.1. Структура алюминий-кремний
^ 1.2.4.2. Системы кремний-алюминий с полупроводниковыми и диэлектрическими подслоями

1.2.4.3. Системы кремний-металл-алюминий
1.3. Генерация изгибных колебаний полупроводниковых пластин локальными тепловыми источниками
Выводы к главе
2. Деградационные процессы и дефектообразование в полупроводниковых структурах при импульсном токовом воздействии
2.1. Направленное оплавление дорожек металлизации
2.2. Контактное плавление в системах металл-полупроводник
2.3. Механические колебания полупроводниковых пластин при наличии импульсного источника возбуждения тепловой природы
2.4. Дефектообразование вблизи поверхностных источников термоудара
Выводы к главе
3. Ультразвуковые исследования состояния дефектов структуры в монокристаллах кремния
3.1. Вклад носителей заряда в нелинейные модули упругости кремния (концентрационный ангармонизм)
3.1.1. Ангармонизм упругих свойств в кремнии птипа
3.1.2. Ангармонизм упругих свойств в кремнии р-типа
3.2. Экспериментальная методика измерения модуля уп-
® ругости 4-го порядка
3.2.1. Концентрационный ангармонизм
3.2.2. Дислокационный ангармонизм
^ Выводы к главе
4. Транспортные процессы в полупроводниках с участием линейных дефектов. Динамика дислокационных ансамблей и звуковое излучение при комнатных температурах
4.1. Акустическая эмиссия при образовании и скольжении дислокаций
4.1.1. Упругие поля излучения прямолинейных параллельных краевых дислокаций
4.1.2. Звуковое излучение, вызванное срывом или остановкой краевой дислокации
4.1.3. АЭ при периодическом перемещении краевой дислокации из одного положения равновесия в другое
4.2. Акустоэмиссионное зондирование линейных дефектов в кремнии
4.3. Акустическая эмиссия в сульфиде кадмия при токовых и тепловых воздействиях
4.4. О взаимосвязи акустической эмиссии и электрости-мулированной миграции дислокаций в кремнии
4.5. Влияние постоянных магнитных полей на подвижность дислокаций
4.5.1. Магнитопластичность немагнитных материалов
4.5.2. Влияние магнитного поля на акустическую эмиссию в дислокационном кремнии при токовых и тепловых воздействиях
4.5.3. Акустоэмиссионное зондирование дислокационного кремния после обработки в магнитном поле

ЩУЦ,

Рис.1.13. Осциллограммы включения системы 8ьдиэлектрик-А1 при пропускании одиночного импульса тока амплитудой 3=3 10ш А/м2 и длительностью 440 мкс, Ьх=5 мкм, Ь2=0.5 мкм: 1-112=0; 2-813М4; 3- 8Ю2.
анализа эволюции систем металлизации с при термическом воздействии.
дят к различным температурным режимам работы металлических слоев, что наглядно изображено на рис. 1.13.
Таким образом, осциллограммы включения четко отражают изменение размерных и тепловых параметров подслоев. Это позволяет использовать их и для металлическими подслоями
1.2.4.3. Системы кремний-металл-алюминий
Основные исследования многослойных тестовых структур с промежуточными подслоями Л, Мо, № были проведены по методике, описанной выше. Указанные структуры с промежуточными высокоомными слоями способствовали локализации тока лишь в А1-пленке и образующихся по механизму многофазной диффузии прилегающих к алюминию слоев. Это облегчало анализ тепловыделения и позволяло по косвенным откликам потенциала с достаточно высокой точностью рассчитывать такие важнейшие параметры, как коэффициенты взаимной диффузии, • скорости направленного разрушения дорожек металлизации, оценивать
транспортные процессы в поле градиента температуры и т.д.
В используемых нами структурах алюминиевые дорожки металлизации были отделены от подложек слоями Мо, Тл и N1 удельное