Исследование электропроводности полупроводниковых и диэлектрических сред с помощью методов математического моделирования

• Автор: Негуляев, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список принятых сокращений

Введение.

Глава 1. ОБЗОР МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ДИЭЛЕКТРИКОВ.

1.1. Модели электропроводности диэлектриков

1.2. Модели элскфопроводности полупроводников

Глава 2. КРИТЕРИИ ПРИМЕНИМОСТИ ПРИБЛИЖЕНИЯ СЛАБОЙ

ГЕНЕРАЦИИ В МЕТОДЕ НАВЕДЕННОГО ТОКА.

2.1. Модель динамики неравновесных носителей, индуцированных электронным пучком в объеме полупроводника.
2.2. Методика построения численного решения системы уравнений динамики неравновесных носителей в объеме полупроводника
2.3. Критерии применимости приближения слабой генерации для однородного полупроводника
2.4. Критерии применимости приближения слабой генерации для полупроводника при наличии одномерных дефектов дислокаций.
2.5. Моделирование ЕВ1Скопграста в присутствии незаряженных линейных дефектов.
Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ НЕРАВНОВЕСНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯМ В ОБЪЕМЕ ДИЭЛЕКТРИКА, ОБЛУЧЕННОГО
ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ
3.1. Математическая модель динамики неравновесных носителей в объеме диэлектрика.
3.2. Основные закономерности динамики индуцированных электронным пучком неравновесных носителей в объеме диэлектрика
3.3. Влияние электрических полей на диффузию протонов в резистах с химическим усилением.
3.4. Методика численного расчета влияния заряженной мишени на отклонение пучка в боковом направлении
3.5. Аналитическая оценка влияния величины потенциала поверхности мишени на отклонение пучка в боковом направлении.
3.6. О динамике нулевого потенциала на поверхности образца резист, металл, подложка по окончании электронного облучения
Глава 4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРЕТНОГО ЭФФЕКТА
НА ПРОЦЕССЫ РАЗРЯДКИ ДИЭЛЕКТРИКОВ, ОБЛУЧЕННЫХ
ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ
4.1. Расчет температу рных полей, возникающих при электроннолучевом облучении образцов.
4.2. Модифицированное уравнение Пуассона в среде с термоэлектретными свойствами
4.3. Анализ влияния термоэлектретного эффекта на процесс разрядки диэлектрического слоя, облученного электронным пучком
4.4 Способы практического приложения термоэлектретного эффекта
Заключение и выводы.
Литература


Интерес к изучению свойств этих объектов особенно возрос в последние годы в связи с попытками реализации эффективных светоизлучающих приборов на основе искусственно созданных дислокационных структур в кремнии [3]. Стремление получать точные характеристики свойств дефектов диктует необходимость отказа от упрощенных, качественных моделей формирования сигнала в объеме образца в методе наведенного тока и вынуждает переходить к подробному количественному моделированию этого явления. Перечисленные обстоятельства показывают актуальность создания и развития методик моделирования явлений проводимости в полупроводниках и диэлектриках. Важной задачей являлось также развитие методик, которые позволяли бы контролировать и снижать уровень необрат имого воздействия на образец. Научная новизна диссертации. Шокли-Рида, т. Достоверность полученных результатов обеспечивается детальным теоретическим анализом рассматриваемых задач, строгим математическим доказательством результатов, многочисленными модельными расчетами и сравнением их с результатами экспериментов. Определение цели диссертации, постановка всех задач, выявление основных закономерностей, составляющих научную новизну и практическу ю ценность проведенной работы, были выполнены автором совместно с д. С.И. Зайцевым и к. Е.А. Грачевым. Выбор методов исследования, разработка вычислительных алгоритмов и реализация их в виде расчетных программ, а также интерпретация полученных результатов проведены лично автором. Основная часть публикаций по теме диссертации написана автором после обсуждения результатов исследований с соавторами работ. Апробация результатов. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих симпозиумах и конференциях: Международная конференция «Nano-, Giga Challenges in Microelectronics Research and Opportunities » (Москва, г. Всероссийская научно-техническая конференция «Состояние и проблемы измерений» (Москва, г. Международная конференция «Математика. Компьютер. Образование» (Пущино, г. Всероссийское совещание-семинар «Инженерно-физические проблемы новой техники» (Москва, г. Всероссийский семинар «Проблемы теоретической и прикладной электронной и ионной оптики» (Москва, г. Всероссийский симпозиум «РЭМ и аналитические методы исследования твердых тел» (Черноголовка, г. Результаты работы докладывались также на семинарах кафедры компьютерных методов физики и кафедры физической электроники физического факультета МГУ им М. В. Ломоносова. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 9 страниц, включая рисунка, 1 таблицу и список литературы, содержащий наименований. По теме диссертации опубликовано работ [4-]. Глава 1. Данная глава является литературным обзором, в котором рассматриваются математические модели проводимости диэлектриков и полупроводников. Кратко излагается хронология их развития, обсуждается принятый в литературе способ классификации, описываются ограничения (область применимости) моделей, а также приводятся экспериментальные данные, на которые они опираются. Глава состоит из двух параграфов. В первом рассматриваются модели, описывающие явления электропереноса в объеме диэлектриков, во втором - в объеме полупроводников. Заряженные диэлектрики способны длительное время поддерживать электрическое поле в окружающем пространстве. Существуют два подхода к описанию релаксации заряда [, ]. При одном из них объемный заряд определяется как разница полных концентраций электронов N и дырок Р в объеме диэлектрика. Изменение концентрации носителей описывается динамическими уравнениями с учетом генерации, рекомбинации, захвата и освобождения электронов и дырок из ловушек, а также переноса в электрическом иоле. Соответствующие модели получили название МПК [, ). При другом подходе электроперенос характеризуется удельной электрической проводимостью материала в условиях облучения обусловленной собственными носителями заряда. Такие модели можно характеризовать как модели собственных носителей заряда или МСП [, ].