Метод формирования регулярной матрицы нанокластеров кремния в системе кремний-диоксид кремния для элементов и устройств вычислительной техники

• Автор: Фам Куанг Тунг
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

1.1. Общая характеристика методов формирования нанокластеров

1.1.1. Литографические методы микроструктурирования поверхности.

1.1.2. Ионнопучковые методы самоформирования наноструктур

на поверхности полупроводников

1.1.3. Лазерное формирование наноструктур на поверхности

кремния и в слое оксида кремния

1.2. Свойства нанокластеров кремния в системе кремний диоксид кремния

1.2.1. Структура нанокластеров кремния в системе кремний диоксид кремния

1.2.2. Электрофизические свойства нанокомпозита на основе

нанокластеров кремния в системе кремний диоксид кремния

Вывод к главе 1.

Глава 2. Изготовление экспериментальных образцов и выбор методов исследования .
2.1. Подготовка подложек для формирования нанокластеров кремния в плнке БЮг облучением лазера
2.1.1. Выбор марки кремниевых пластин и метода их очистки
2.1.2. Выбор режимов и условий термического окисления кремниевых пластин
2.1.3. Схема и принцип работы лазерного комплекса для импульсной обработки экспериментальных подложек
2.1.4. Выбор метода лазерного микроструктурирования
поверхности подложек для формирования НКл в слое
2.2. Выбор методов исследования экспериментальных образцов
2.2.1.Метод вольтфарадных характеристик
2.2.2. Метод катодолюминесценции
2.2.3. Метод просвечивающей электронной микроскопии.
2.2.4. Металлографический метод.
Выводы к главе 2.
Глава 3. Исследование влияния лазерного излучения на электрофизические и структурные характеристики системы кремний диоксид кремния
3.1. Влияние лазерного излучения на оптические свойства системы 8Ю
3.2. Влияния лазерного излучения на вольтфарадные характеристик и системы кремнийдвуокись кремния
3.2.1. Исследование вольтфарадных характеристик участков подложки, облучнных лазером
3.2.2. Исследование ВФХ необлучнных участков подложки, близко расположенных к облучнным областям подложки.
3.2.3. Влияние толщины слоя 8Ю2 и расстояния от области облучения на электрофизические параметры системы
3.3. Структурные характеристики полученных образцов
Выводы к главе 3.
Глава 4. Разработка метода формирования регулярного массива
нанокластеров кремнии в системе кремний диоксид кремния
4.1. Предложенная модель формирования нанокластеров кремния в системе Б 8Ю2 при лазерном облучении.
4.2. Дифракционно проекционный метод лазерого облучения для формирования регулярного массива нанокластеров кремния в плнке БОг на кремниевой подложке
4.3. Формирование регулярного массива нанокластеров кремния в плнке БОг на кремниевой подложке методом проекционного
лазерого облучения
Выводы к главе 4.
Основные выводы
Список литературы


В этом случае квантование электронов в i, располагающихся в диоксиде кремния, и туннелирование через потенциальный барьер гетерограницу между i и i обеспечивает практическое использование таких материалов в наноэлектронике. Например, i может заменить поликристлический кремниевый электрод плавающий затвор в перепрофаммируемой КЭШ памяти. В результате существенно увеличиваются степень интеграции и быстродействие запоминающего устройства. На основе композитных материалов, составной частью которых являются квантовые точки КТ, квантовые нити КН, нанокластеры, нанокристаллы, созданы одноэлектронные туннельные приборы и приборы некоторое подобие МОП транзисторов. КМОПструктурами 4,5 . Другим важным требованием к нанокомпозитам на основе НКр 0г, обеспечивающим возможность их применения в электронных устройствах, является необходимость получения упорядоченного массива нанокристаллов кремния в диоксиде кремния. В идеальном случае это возможность получения рщулярной рештки нанокристаллов путм самоформирования нанокластеров кремния. Существует несколько методов самоформирования нанообъектов в нанокомпозитных материалах молекулярнолучевой и газофозной эпитаксии, выращивания по механизму паржидкостьтврдое тело, электрохимического травления, ионнопучковой имплантации, метод лазерного облучения. Из перечисленных методов, метод лазерного облучения является, по нашему мнению, наиболее перспективным ввиду его универсальности, управляемости, производительности, простоты обработки и низкой стоимости. Из выше изложенного следует, что разработка метода формирования нанокомнозита на основе НКр8 в 8Ю. Целью диссертационной работы являлось исследование влияния лазерного облучения на систему 8Юг , разработка метода формирования нанокластеров кремния в диоксиде кремния, разработка метода формирования регулярной матрицы нанокластеров кремния в слое диоксида кремния и исследование возможности использования полученных нанокомпозитов в элементах и устройствах вычислительной техники. Исследование влияния лазерного излучения на электрофизические и структурные свойства системы 8Юг . Выбор режимов лазерной обработки структур 8Ю2, обеспечивающих формирование нанокластеров кремния в слое диоксида кремния. Исследование структурных и электрофизических параметров полученных нанокомпозитных структур, подтверждающих возможность их использования в элементах и устройствах вычислительной техники. Разработка метода формирования упорядоченного массива нанокластеров кремния в слое диоксида кремния основы для создания наноэлектронных устройств вычислительной техники. Методы исследований. При исследовании электрофизических параметров экспериментальных структур использовался метод высокочастотных вольтфарадньтх характеристик ВФХ и метод вольтамперных характеристик ВАХ. По изменению вида экспериментальных ВФХ рассчитывались изменение встроенного заряда в окисле, изменение плотности поверхностных состояний и заряд, обуславливающий гистерезис ВФХ. По изменению ВАХ можно было судить о токоперносе в полученных структурах. БЮг дат возможность проектирования наноэлектронных устройств вычислительной техники. Ю2 с помощью лазерного облучения системы. Метод управления плотностью заряда в системе 8Ю2 путм лазерного облучения. Эффект дальнодействия, проявляющийся в изменении электрофизических параметров системы 8Ю2 на значительных расстояниях от области лазерного облучения. Интерференционнопроекционный метод облучения лазером окисленной кремниевой подложки, обеспечивающий возможность формирования регулярного массива нанокласстеров кремния в системе Б1 8Ю2. Диссертация состоит из введения и четырех глав. Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, обусловленная возможностью использования нано композитов, представляющие собой нанокластеры кремния в диоксиде кремния, в новых разработках изделий электронной техники. Формулируется цель работы, кратко формулируются решаемые задачи и полученные результаты, отражающие научную и практическую значимость работы, а также научные положения, выносимые на защиту. В первой главе В первой главе приводится обзор литературы, в котором рассматриваются методы получения объектов нанометрового размера и свойства нанокластеров кремния в диоксиде кремния.