Ионно-плазменное получение и возможность использования слоев твердого раствора на основе (SiC)1-x(AlN)x на монокристаллическом кремнии

• Автор: Харламов, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Твердые растворы (81С))_Х(А1Н)Х и применение в электронике

1.1 Кристаллическая структура карбида кремния, нитрида алюминия и их твердых растворов

1.2 Зонная структура и термодинамика образования твердых растворов (81СЫЛ1\

1.3 Возможные области применения гетерокомпозиций на основе твердых растворов (81С)1.Х(А1М)Х

1.4 Характеристика и методы получения подложек для изготовления

электронных устройств на основе твердых растворов (81С)1_Х(АГМ)Х

Выводы по главе

Глава 2 Теоретическое обоснование получения слоев твердого раствора в системе 81С-А1М и устройств на их основе
2.1 Критерии образования твердых растворов в системе 81С-АП
2.2 Уточнение физико-химической модели образования твердого раствора (81СЫА1М)Х
2.3 Моделирование параметров гетерокомпозиций и устройств на основе
твердых растворов (81С)|.Х (Л1)х в среде 8пп\’пккнз
Выводы по главе
Глава 3 Получение наноразмерных слоев твердого раствора (вКЗД.ДАИЧД на монокристаллическом кремнии магнетронным распылением
3.1 Экспериментальная установка и технология получения пленок твердого раствора
3.2 Исходные материалы и методика подготовки подложек
3.3. Особенности ионного распыления материалов

3.4 Кинетические закономерности формирования слоев твердого раствора фСЫАПМ)*
3.5 Однородность распределения толщины и состава поверхности наноразмерных слоев твердого раствора при магнетронном распылении мишени по диаметру подложки
3.6 Экспериментальные возможности получения кристаллоориентированных слоев (81С)].х(АГЫ)х на монокристаллической кремниевой подложке
3.7 Возможность контролируемого получения топологии многослойных
гетероструктур на основе твердых растворов (81С)1_Х(АМ)Х
Выводы по главе
Глава 4 Возможные области применения наноразмерных слоев твердых растворов и гетерокомпозиций (8|С)1_х(А1М)х/81, полученных магнетронным распылением мишени
4.1 Диод Шоттки на основе гетероструктуры (81С)0.5(А1Ы)о.5/
4.2 Ультрафиолетовые светодиоды на основе гетероструктур (БКЗЫАМД
4.3 Фотодиод на основе твердых растворов (81С)1.Х(А1М)Х
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Список использованных источников
Приложение П-

Введение
В настоящее время ведутся поиски путей существенного расширения возможности практического применения широкозонных полупроводников на основе карбида кремния (Б1С) и его твердых растворов для повышения эффективности энергосбережения при исследовании и использовании силовых и оптоэлектронных устройств. Наиболее перспективным материалом на основе карбида кремния считаются твердые растворы (ЗЮф.ДАПЧД. В зависимости от состава твердого раствора могут быть созданы высокоэффективные устройства как силовой, так и оптоэлектроники. Благодаря уникальным свойствам карбида кремния, нитрида алюминия и их твердых растворов приборы на их основе имеют ряд преимуществ перед традиционными кремниевыми и нитридгалиевыми аналогами. Это касается прежде всего возможности использования их при повышенных температурах, уровнях радиации и в химически агрессивных средах [1-3].
Для силовых приборов это обеспечивает значительное снижение сопротивления в открытом состоянии и, следовательно, увеличение удельной мощности. Высокая теплопроводность (на уровне меди при комнатной температуре) позволяет использовать меньшие по размерам кристаллы, что делает эти приборы на основе р-п переходов (диоды, транзисторы и т.п.) перспективными для экстремальной электроники.
Для оптоэлектронных приборов применение твердых растворов (81С)|.Х(А11Ч)Х обеспечивает создание высокоэффективных устройств светодиодов с широким спектром излучения, в том числе в ультрафиолетовой области с длиной волны в максимуме спектра от 350 нм до, по крайней мере, 220 нм. Актуальной задачей является замена газоразрядных источников излучения (к примеру, ртутных и дейтеривых ламп) на твердотельные источники. Решаются практически важные задачи в спектрофотометрии, медицине, анализе состава газовых и жидких сред, оптической связи в космосе и ряде других областей [4,5].

3 Необходимо уточнить как механизм магнетронного распыления многокомпонентной однородной мишени, так и формирования слоев для прогнозирования кинетики и свойств.