Совершенствование технологии выращивания полупроводниковых гетероструктур методом МОС-гидридной эпитаксии на основе программного комплекса

• Автор: Арбенин, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Оглавление
ОГЛАВЛЕНИЕ.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

имин1мнжжммтнжм1иннм1мжнин1имиии1мим1ми1ими1ммммвмтин1иин1ии1ммммммнмм1ммн

Актуальность работы.

Цепь работы.

Научная новизна.

Практическая значимость.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЕЙ .

I. I ЭПИТАКСИАЛЬНАЯ XIЮЛОГИЯ

1.1.1. Особенности формирования кристаллической структуры полупроводников.
1.1.2. Основные группы методов эпитаксиальной технологии.
1.1.3. Метод МОСГФЭ
1.1.4. Свойства полупроводников, применяемых при создании гетероструктур методами эпитаксиальной технологии.
1. 1.4.1. Общая характеристика
1.1.4.2. Классификация полупроводников
1.1.4.3. Основные свойства полупроводников
1.1.4.4. Арссннд галлия.
1.1.5. Установки для проведения процесса эпитаксии.
1.1.5.1. Общие характеристики различных установок.
1.1.5.2. Особенности установок серии IX и Сигмос0 .
1.2 Разработка специализировi ыых программ 1ых комплексов
1.2.1. Системный анализ
1.2.2. Моделирование.
1.2.2.1. Вычислительный эксперимент.
1.2.3. Виды, функциональные возможности и области применения специализированных программных комплексов
1.2.3. Создаваемые решения в области специализированных программных комплексов.
ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ ФОРМАЛИЗОВАННОГО ОПИСАНИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
2.1. Постановка задачи.
2.2. Взаимосвязь параметров процесса эпитаксии.
2.3. Экспериментальные данные, используемые в СПК
2.3.1. Нзегированные эпитаксиальные слои .
2.3.2. Эпитаксиальные слои , легированные , i, С.
2.3.3. Возможные неполадки при работе Сигмос0 и пути их устранения.
2.4. План проведения процесса выращивания эпитаксиальных слоев
2.5. Формализация задач СПК.
2.5.1. Выбор среды реализации СПК.
2.5.1.1. Среда разработки i.
2.5.2. Алгоритмы I1.
ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
3.1. СТРУК1УРА СПК
3.2. Загрузочный модуль.
3.3. Управляющий модуль.
3.4. Модуль Оценка параметров процесса и характеристик слоев
3.5. Модуль Справочная информация.
3.6. Модуль Эксперимент, управляющий компьютер
3.7. Модуль Установка.
3.8. Модуль Схема установки.
3.7. Модуль Исследование структуры
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Отложению каждого нового слоя должно предшествовать его зарождение. При кристаллизации на поверхности твёрдого тела зарождение происходит преимущественно на неоднородностях поверхности. При этом кристаллики «декорируют» дефекты и неоднородности. Следовательно, наличие дефектов на затравках и подложках сказывается на кристаллической структуре выращиваемых кристаллов и ведет к ее изменению и несовершенству. Если кристалл подложки содержит, например, винтовую дислокацию, выходящую на его поверхность, то надстройка такого кристалла происходит присоединением атомов к торцу последней ступени. В результате кристаллический слой растет, непрерывно накручиваясь сам на себя, надстраивая дислокацию, а ступень в процессе роста принимает форму спирали. Процесс перехода дефектов с подложки или предыдущего слоя на новый растущий называется наследованием дефектов. Вероятность появления дефектов при кристаллизации (т. Реальные кристаллы всегда имеют неоднородное распределение примеси (секториальная. Примесь меняет параметр решётки, и на границах областей разного состава возникают внутренние напряжения. Это приводит к образованию дислокаций и трещин (как и внешние физические воздействия). Дислокации при кристаллизации из расплава возникают и как результат упругих напряжений в неравномерно нагретом кристалле, а также при нарастании более горячих новых слоев на более холодную поверхность. Дислокации могут «наследоваться» чаще других дефектов, переходя из затравки в выращиваемый кристалл (при этом многие другие дефекты затравки или подложки могут постепенно «зарастать»). Посторонние газы, хорошо растворимые в маточной среде, но плохо захватываемые растущим кристаллом, образуют на фронте роста пузырьки, которые захватываются кристаллом, если скорость роста превосходит некоторую критическую. Так же захватываются и посторонние твёрдые частицы из маточной среды, становящиеся затем в кристалле источниками внутренних напряжений. Выявление дефектов структуры осуществляется различными методами, например рентгеновской топографией - совокупность рентгеновских дифракционных методов изучения различных дефектов строения в почти совершенных кристаллах. Дефекты поверхности, такие как тонкие ступени, наблюдают методом декорирования (специально наращиваемыми атомами), а высокие ступени - непосредственно, с помощью оптического или электронного микроскопов. Дислокации, выходящие на поверхность — методами химического травления (используются активные вещества, активно реагирующие с поверхностью кристалла в местах дефектов структуры). Различают точечные дефекты (нульмерные), линейные (одномерные), дефекты, образующие в кристалле поверхности (двумерные), и объёмные дефекты (трёхмерные). У одномерного дефекта в одном направлении размер значительно больше, чем расстояние между соседними одноимёнными атомами (параметр решётки), а в двух других направлениях - того же порядка. У двумерного дефекта в двух направлениях размеры больше, чем расстояние между ближайшими атомами, и т. Точечные дефекты. Часть атомов или ионов может отсутствовать, ira местах, соответствующих идеальной схеме решётки. Такие дефектные места называются вакансиями. В кристаллах могут присутствовать чужеродные (примесные) атомы или ионы, замещая основные частицы, образующие кристалл, или внедряясь между ними. Точечными дефектами в кристаллах являются также собственные атомы или ионы, сместившиеся из нормальных положений (межузельные атомы и ионы). Атомы в кристаллах располагаются на равном расстоянии друг от друга рядами, вытянутыми вдоль определённых кристаллографических направлений. Если один атом сместится из своего положения под ударом налетевшей частицы, вызванной облучением, он может, в свою очередь, сместить соседний атом и т. Линейные дефекты или дислокации. В реальном кристалле атомные плоскости часто обрываются внутри кристалла (рис. АВ). Сдвиг» остальных атомных плоскостей в этом случае происходит в направлении, перпендикулярном расположению оборванной плоскости, на толщину одного атомного слоя. Рис. Краевые дислокации.