Формирование нанокристаллов кремния в диэлектрических пленках при импульсных лазерных воздействиях

• Автор: Корчагина, Таисия Тарасовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ФЛ - фотолюминесценция

ИК - инфракрасный

КРС - комбинационное рассеяние света

ПХО - плазмохимическое осаждение

СБИС - сверхбольшая интегральная схема

ПС - плотность состояний

МКЯ - многократно повторяющиеся квантовые ямы МОП - металл-окисел-полупроводник ВАХ - вольтамперная характеристика

ИЛО - импульсный лазерный отжиг

ЬО-фонон - продольный оптический фонон ТО-фонон - поперечный оптический фонон ЬА-фонон - продольный акустический фонон ТА-фонон - поперечный акустический фонон q - волновой вектор
2с - интегральное сечение КРС для кристаллической фазы
2а - интегральное сечение КРС для аморфной фазы
Т - температура
ВРЭМ - высокоразрешающая электронная микроскопия АСМ - атомно-силовая микроскопия КПД - коэффициент полезного действия
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОКЛАСТЕРОВ КРЕМНИЯ В ПЛЕНКАХ вШ, и 810
§1.1 Методы получения пленок 81МХ и БЮх с нанокластерами кремния
§1.2 Оптические свойства диэлектрических пленок, содержащих нанокластеры кремния: влияние квантово-размерного эффекта
§1.3 Модификация полупроводниковых структур с использованием импульсных лазерных воздействий (лазерный отжиг)
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ
§2.1 Методика спектроскопии комбинационного рассеяния света
§2.2 Методика фотолюминесценции
§2.3 Методика ИК-спектроскопии
§2.4 Методы электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии
§2.5 Методики приготовления исходных пленок и лазерных отжигов
Глава 3. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИСХОДНЫХ ПЛЕНОК 8114, и 8ЮХ, СОДЕРЖАЩИХ НАНОКЛАСТЕРЫ КРЕМНИЯ
§3.1 Исследование нанокластеров кремния с применением спектроскопии комбинационного рассеяния света
§3.2 Фотолюминесценция нанокластеров кремния в пленках 8ПМХ и 8ЮХ: проявление квантово-размерного эффекта
§3.3 Температурная зависимость фотолюминесценции от нанокластеров кремния, влияние излучательной и безызлучательной рекомбинации

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОКЛАСТЕРОВ КРЕМНИЯ В ПЛЕНКАХ вИЧ* И ЭЮ» СФОРМИРОВАННЫХ В РЕЗУЛЬТАТЕ ИМПУЛЬСНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ОТЖИГОВ.

§4.1 Кристаллизация нанокластеров кремния в пленках 8іКГх и БЮх при наносекундных
лазерных воздействиях
§4.2 Кристаллизация нанокластеров кремния в пленках 81 и 8ЮХ при фемтосекундных лазерных воздействиях
§4.3 Фазовое расслоение и формирование нанокластеров кремния в пленках 8ПЧХ и 8ЮХ при импульсных лазерных воздействиях
§4.4 Исследование пленок 81МХ и 8ЮХ с применением методов АСМ и ВРЭМ
§4.5 Фотолюминесценция нанокластеров кремния, сформированных в пленках 81МХ и 8ЮХ в результате импульсных лазерных воздействий
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

не происходит выравнивания краев зон проводимости и валентных зон А и В. Разность между их краями называется разрывом зон. Разрыв зон создает потенциал, ответственный за квантовое ограничение носителей только в одном слое, в результате чего и возникает квантовый размерный эффект. Таким образом, знание величины разрыва зон и его контроль играют решающую роль при изготовлении приборов с квантовым размерным эффектом. Хотя наше понимание факторов, определяющих разрыв зон двух различных полупроводников, является неполным, в технике изготовления и контроле формы разрыва зон достигнут большой прогресс. Например, в хорошо изученной системе С1аАь(=А)/СаА1Аз(=В) толщина интерфейсов между А и В составляет всего один монослой. Многочисленные сравнения экспериментальных результатов и теоретических расчетов показали, что разрывы краев зон могут быть весьма резкими. Последнее делает простую прямоугольную яму хорошим приближением для большинства квантовых ям. Предположим, что величина разрыва зон известна из эксперимента. В качестве способа характеризации разрыва зон Дингл и др. [59] ввели множитель (3, равный отношению между разрывом зон проводимости (ДЕС) и разностью между шириной запрещенных зон (ДЕВ). Например, было найдено, что в технологически важных квантовых ямах ОаАз/ОаЛ1А5 и ЬЮаАзЛпР значения равны 0,6 [60] и 0,3 [61] соответственно.
Таким образом, существуют условия наблюдения квантовых размерных эффектов [52]:
1) расстояние между энергетическими уровнями должно быть достаточно велико. Во-первых, оно должно значительно превосходить тепловую энергию носителей (>>кТ), т. к. в противном случае практически одинаковая заселенность соседних уровней и частые переходы носителей между ними делают квантовые эффекты ненаблюдаемыми.
2) длина свободного пробега носителей / значительно превосходила размер области а, в которой двигается носитель.