Химико-механическое полирование монокристаллов ZnO, NiSb, Cu и цилиндрических подложек Si

• Автор: Фарафонов, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 213 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПОДЛОЖЕК МАТЕРИАЛОВ пО, ШБЬ, Си, 81)

1.1. Способы полирования и обработки поверхности цинкита

1.1.1. Физико-химические свойства, методы выращивания и области применения кристаллов ZnO

1.1.1.1. Физические свойства

1.1.1.2. Химические свойства

1.1.1.3. Получение оксида цинка

1.1.1.4. Применение оксида цинка

1.1.2. Краткая характеристика современных методов травления, полирования и

механической обработки поверхности кристаллов 2пО

1.2. Получение, свойства и применение кристаллов и подложек N586
1.2.1. Выращивание монокристаллов №8Ь
1.2.2. Общая характеристика и применение №8Ь
1.3. Полирование поли- и монокристаллической меди
1.4. Полирование кремниевых непланарных поверхностей
1.5. Обзор методов шлифования, алмазного полирования и химико-механического полирования (ХМП) материалов
1.5.1. Механическое полирование
1.5.2. Химическое полирование
1.5.3. Химико-механическое полирование
1.6. Выводы и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ХМП МАТЕРИАЛОВ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ ПОДЛОЖЕК
2.1. Методы механической обработки и ХМП материалов; методы исследования полированных поверхностей
2.1.1. Оборудование, материалы, оснастка механической обработки
и ХМП
2.1.2. Методы исследования геометрических свойств полированных поверхностей
2.1.3. Методы исследования свойств поверхности Си в условиях

сверхвысокого вакуума
2.1.4. Исследование тонкой приповерхностной структуры кристаллов методом Резерфордовского обратного рассеяния (POP) каналируемых ионов
2.2. Разработка коллоидных полирующих композиций
2.2.1. Коллоидно-химические и полирующие свойства аэросила, модифицированного диэтиленппиколем (АДЭГ)
2.2.2. Изучение коллоидно-химических свойств дисперсий нанодетонационных алмазов (ДНА) и разработка на их основе полировальных композиций
2.3. Разработка технологии ХМП поверхности ZnO (0001)
2.3.1. Технологический маршрут механической обработки

пластин и мишеней из ZnO
2.3.2. Изучение взаимодействия поверхности ZnO с растворами травителей, водными композицими модифицированных аэросилов и их смесями для разработки коллоидных полирующих композиций и технологии ХМП
2.3.3. Изучение геометрических и структурных свойств поверхности ZnO
2.3.3.1. Геометрические свойства
полированных поверхностей ZnO
2.3.3.2. Исследование тонкой приповерхностной структуры кристаллов ZnO методом POP ионов
2.3.3.3. Рентгеноструктурные исследования поверхности полярных граней ZnO после ХМП
2.4. Разработка технологии механической обработки и ХМП поверхности кристаллов NiSb (0001)
2.4.1. Маршрут механической обработки монокристаллов NiSb
2.4.2. Разработка технологии ХМП NiSb
2.4.3. Изучение основных физико-механических свойств полированной поверхности монокристаллов NiSb
2.4.4. Изучение шероховатости рельефа и приповерхностной структуры кристаллов NiSb после ХМП и других способов полирования методами ACM и POP
2.5. Разработка технологии ХМП подложек Си

ляемуго шириной области объемного заряда в объеме р-п перехода.
Разработка новых кремниевых силовых приборов на базе высокоомного кремния сегодня направлена на увеличение рабочей площади р-п перехода. Однако это связано с необходимостью формирования охранных колец п- или р-типа, охранных р-п переходов, прямых и обратных фасок для ограничения краевого эффекта, применения вольфрамовых или молибденовых термокомпенсаторов (для снижения термоупругих механические напряжений), стоимость которых соизмерима со стоимостью исходной кремниевой пластины.
Современные исследования показывают [62, 63, 66, 67], что абсолютное значение тока утечки в готовых кремниевых силовых диодах значительно превышает расчетные значения, несмотря на то, что поверхностная концентрация дефектов в бездислокационном кремнии, полученном и обработанном методами современных технологий, составляет величину не более 104 см*2.
Другими словами, природу избыточного тока утечки при обратном смещении в кремневом силовом диоде при использовании бездислокационного кремния уже трудно объяснить существующими представлениями.
В России в последние годы впервые разработаны непланарные кремниевые силовые диоды цилиндрической формы с замкнутой ОПЗ [67], которые могут стать в ближайшем будущем элементной базой для выпрямительных устройств (рис. 5). Основой конструкции таких приборов является тонкостенный полый цилиндр, внешняя поверхность которого должна удовлетворять требованиям эпитаксии как в планарной технологии. Сложность получения такой поверхности у цилиндров из монокристаллического кремния заключается в том, что на неё в соответствии со стереографической проекцией выходит множество граней. И поверхность должна быть не только наношероховатой, но и структурно совершенной.
По мнению авторов [66,67] значительный вклад в величину обратного тока в стандартных кремниевых силовых диодах любой структуры вносят не только поверхностные состояния (дефекты) на кремнии, но и дислокации, микротрещины, радиационные дефекты, следы усталости в металлах с поверхностной плотностью собственных дефектов 108-1012 смг2 любых контактов.
Как показывает расчет [66, 67], значение обратного тока утечки с поверхности контактных металлов силового планарно-эпитаксиального диода может быть соизмеримо с общим током утечки и определяется остаточными термоупругими механическим напряжениями, величина которых максимальна для плоских