Неравновесные фазовые превращения в примесно-дефектных подсистемах алмазоподобных полупроводников

• Автор: Шерешевский, Дмитрий Изяславович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ.

1.1. СТРОЕНИЕ И РОЛЬ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ.

1.2. ВЛИЯНИЕ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ НА СВОЙСТВА

ПОЛУПРОВОДНИКОВ

1.3. СИСТЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ КАК ТИПИЧНЫЙ ПРИМЕР НЕРАВНОВЕСНОГО ОБЪЕКТА.

1.4. ПОВЕДЕНИЕ ДЕФЕКТОВ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ В

НЕРАВНОВЕСНЫХ УСЛОВИЯХ.

1.5. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ДЕФЕКТОВ В

ОБЛУЧАЕМЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ.

1.6. УПОРЯДОЧЕНИЕ И ОБРАЗОВАНИЕ СТРУКТУР В СИСТЕМЕ ДЕФЕКТОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ.

1.7. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИНТЕРПРЕТАЦИИ АНОМАЛЬНЫХ
ЯВЛЕНИЙ В РАДИАЦИОННОЙ ФИЗИКЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
1.8. СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ ПРИ ВНЕШНЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ МАТРИЦУ ПОЛУПРОВОДНИКА 4
1.9. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЭВОЛЮЦИИ ВОДОРОДА, ИМПЛАНТИРОВАННОГО В ЛЕГИРОВАННЫЙ КРЕМНИЙ.
2.1. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАБОТ
ПО ДИФФУЗИИ ВОДОРОДА В ЛЕГИРОВАННОМ КРЕМНИИ
2.2. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ САМООРГАНИЗАЦИИ В
НЕРАВНОВЕСНЫХ СИСТЕМАХ.
2.3. ПОСТРОЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИФФУЗИИ ВОДОРОДА В ЛЕГИРОВАННОМ .
2.4. АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭВОЛЮЦИИ ВОДОРОДА,
ИМПЛАНТИРОВАННОГО В ЛЕГИРОВАННЫЙ КРЕМНИЙ 7
2.5. РЕШЕНИЕ СТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ ДИФФУЗИИ ВОДОРОДА в р 8
2.6. ОБЪЯСНЕНИЕ НАБЛЮДАЕМОГО ОТКЛОНЕНИЯ ПРОФИЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Н В РБ1 ОТ ФУНКЦИИ ЕРБС
2.7. ОБРАЗОВАНИЕ ФРАКТАЛЬНОЙ РЕШЕТКИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ДИФФУЗИЮ
2.7.1. ПОНЯТИЕ О ФРАКТАЛАХ
2.7.2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ФРАКТАЛЬНОЙ РЕШЕТКИ В ЛЕГИРОВАННОМ ЭЬ
2.8. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ.
ГЛАВА 3. МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ
3.1. ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ В ПРИКЛАДНОЙ ОПТОЭЛЕКТРОНИКЕ. .
3.2. ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ. ОДИН ИЗ МЕХАНИЗМОВ ФОРМИРОВАНИЯ.
3.3. ОБРАЗОВАНИЕ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ .
3.3.1. ПРОЦЕССЫ НА ПОВЕРХНОСТИ.
3.3.2. КВАЗИХИМИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
3.4. КВАЗИХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ В
3.4.1. КВАЗИХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
3.4.2. ДИФФУЗИОННЫЙ АСПЕКТ МОДЕЛИ
3.4.3. ЗАМЕНА ПЕРЕМЕННЫХ НА БЕЗРАЗМЕРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ .
3.4.4. АНАЛИЗ КОЛИЧЕСТВА СТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИЙ СИСТЕМЫ
3.4.5. АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ СТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИЙ
3.5. МОДЕЛЬ МЕХАНИЗМА ОБРАЗОВАНИЯ ПУСТОТ В КРЕМНИИ
3.5.1. ФОРМИРОВАНИЕ СЕЛЕКТИВНОСТИ ТРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ
3.5.2. ВЫРАЖЕНИЯ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО НАБЛЮДАЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ
3.5.3. ФОРМИРОВАНИЕ ДЕНДРИТНОЙ СТРУКТУРЫ ПУСТОТ
3.5.4. СМЕНА РЕЖИМОВ ПОЛИРОВКА, ОБРАЗОВАНИЕ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ, ОБРАЗОВАНИЕ АМОРФНОГО КРЕМНИЯ .
3.6. ТРАВЛЕНИЕ КРЕМНИЯ ОБЩАЯ СХЕМА И РОЛЬ
КОНЦЕНТРАЦИИ ПЛАВИКОВОЙ КИСЛОТЫ.
3.6.1. РАСТВОРЕНИЕ АТОМОВ КРЕМНИЯ.
3.6.2. ЭМПИРИЧЕСКИЙ ПОДБОР ЗАВИСИМОСТИ ПОРИСТОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЛАВИКОВОЙ КИСЛОТЫ.
3.6.3. ТРАВЛЕНИЕ КРЕМНИЯ ПОСТАДИЙНЫЙ АНАЛИЗ, РОЛЬ
ДЫРОК И ИХ АВТОКАТАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЦИЯ.
3.7. МОДЕЛЬ МЕХАНИЗМА ДИФФУЗИИ И ОЦЕНКА КОЭФФИЦИЭНТА ДИФФУЗИИ ВОДОРОДНОВАКАНСИОННОГО КОМПЛЕКСА
3.8. ЧИСЛЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ. .
3.9. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Дзе вакансии в соседних узлах образуют двойную вакансию, или дивакансию {У2) * Могут образовываться многовакансионные комплексы {7з, Уц и т. Возможны образования и других комплексов из собственных и несобственных точечных дефектов. Например, так называемый Е-центр - комплекс, состоящий из вакансии и примесного атома 5 группы (1т-V) ; комплекс из двух межузельных атомов (); комплекс из примесного атома и дивакансии, тривакансии (1тУ2, 1тУз и т. Следует различать первичные точечные дефекты, то есть образующиеся непостредственно в результате легирования, нагреза или облучения, и вторичные, возникающие в результате любого изменения структуры первичных дефектов. Первичные дефекты большей частью являются простыми (V, пара Френкеля 1-У) . Сложные комплексы (1тУ2, Уз, 1т2Уз и т. У2 1тУ + V . Дефекты могут захватывать (или, наоборот терять) электрон и приобретать заряд, наример, У2+ , "^з-. Совокупности небольшого числа точечных дефектов также можно рассматривать как точечные дефекты. В таком случае не удается провести резкой границы между точечными и трехмерными дефектами. Представление о точечном дефекте подразумевает, что возмущение решетки остается локализованным, т. Особенно чувствительны к присутствию [1] точечных дефектов электронные свойства полупроводников. Некоторые из них иногда являются прямым следствием наличия дефектов. П# Причина состоит в том, что дефекты могут приводить к возникновению одного или более локализованных электронных состояний в запрещенной зоне полупроводника. Электроны или дырки, находящиеся в мелких состояниях, обусловленных легирующими примесями могут быть легко (например, при относительно низких температурах) ионизированы в зону проводимости или в валентную зону и могут создать свободные носители, необходимые для электропроводности. Глубокие уровни захватывают эти свободные носители, тем самым уменьшая концентрацию последних. Изменяется также подвижность носителей, так как дефекты играют роль центров рассеяния. Изменяется время жизни носителей, поскольку дефекты играют роль центров рекомбинации; рекомбинация электрона из зоны проводимости с дыркой из валентной зоны происходит с участием глубокого состояния. Дефекты также играют роль во всех других физических свойствах полупроводников. Присутствие дефектов изменяет колебательные моды. Дефект локально возмущает колебательный спектр и может вызвать появление локализованных колебательных мод, приводящих к инфракрасному поглощению. Дефекты также ответственны за большинство явлений, связанных с атомным переносом, таких как миграция, диффузия, выпадение в осадок. Например, для перемещения атома замещения из одного узла решетки в соседний эквивалентный узел необходимо наличие незаполненного узла, то есть вакансии. Точечные дефекты играют важную роль также при образовании новых фаз в полупроводнике, например, новых фаз твердых растворов, или переход кристаллического полупроводника в аморфную фазу. Аморфизация - способ сброса кристаллом избыточной энергии, накопленной в форме энергии радиационных дефектов. Поэтому поведение и свойства дефектов во многом определяют этот процесс. Способность точечных дефектоз влиять на свойства кристаллов необходимо учитывать в технологичечких процессах. Второй путь направлен на использование свойств дефектов на субмикронном уровне (инженерия дефектов). Настоящая работа посвящена изучению методов, которые могут быть применены при реализации второго направления. СИСТЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ КАК ТИПИЧНЫЙ ПРИМЕР НЕРАВНОВЕСНОГО ОБЪЕКТА. Классические экспериментальные и теоретические результаты физики радиационных дефектов, включая аморфизацию и ионное облучение, вызывающее рекристализацию, а также некоторые другие результаты научных исследований в области накапливания дефектов, имеют много общего с системами другой физической природы, напрмер, с лазерами или с горячими электронами в полупроводниках. При этом многие результаты с точки зрения современной физики радиационных дефектов являются аномальными и не могут быть объяснены с позиции классической термодинамики. Выделим общие черты этих процессов.