Получение и исследование свойств наноразмерных пленочных структур на основе аморфного кремния и его соединений

• Автор: Нефедов, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Синтез и применение наноразмерных структур на основе аморфных полупроводников

1.1. Методы синтеза наноразмерных структур.

1.2. Формирование наноразмерных структур на монокристалличсских подложках и их применение в электронике.

1.3. Особенности аморфных полупроводников и их применение в электронике

1.4. Выводы и постановка задачи

2. Исследование влияния технологических параметров на условия СВЧ

вакуумноплазменной обработки

2.1. Влияние геометрии реактора на равномерность и энергетическую эффективность СВЧ ВПО гидродинамическое приближение
2.2. Распространение электромагнитных волн в волноводе установки СВЧ ВПО с продольно намагниченной плазмой
2.3. Циклотронное поглощение электромагнитных волн в плазме с магнитным полем
2.4. Скорость и равномерность СВЧ ВПО
2.5. Экспериментальные исследования равномерности и производительности СВЧ ВПО с ЭЦР
2.6. Результаты экспериментальных исследований.
2.7. Анализ экспериментальных данных.
2.8. Выводы
3. Исследование формирования нанокластеров на аморфных поверхностях
с различной энергией связи на межфазной границе
3.1. Формирование тонких пленок
3.2. Исследование зависимости средней высоты нанокластеров кремния от времени осаждения на подложку со слабой энергией связи.
3.3. Исследование зависимости средней высоты микровыступов и их концентрации от количества циклов осаждения
3.4. Влияние температуры на формирование кремниевых нанокристаллитов па некристаллических подложках в плазме СВЧ газового разряда низкого давления.
3.5. Исследование зависимости средней высоты нанокластеров от времени осаждения на подложку с сильной связью на межфазной границе.
3.6. Исследование зависимости средней высоты кластеров от времени осаждения на аморфный вЮ различного стехиометрического состава
3.6. Выводы
4. Получение и исследование пленок аморфного кремния и его соединений
4.1. Рентгсиоструктурный анализ и ИКспектроскоиия пленки кремния.
4.2. Получение и исследование пленок аморфного кремния
4.3. Проводимость в пленках аморфного кремния.
4.4. Получение и исследование пленок аморфного карбида и нитрида кремния различного стехиометрического состава
4.5. Выводы.
5. Получение и исследование слоистых структур на основе нанокластеров
кремния в матрице аморфного карбида кремния
5.1. Исследование статических ВАХ слоистых структур на основе аморфного 8о,гСо.8 и нанокластеров кремния.
5.2. Исследование динамических характеристик слоистых структур.
5.3. Исследование спектральных характеристик слоистых структу р
5.4. Выводы
Заключение
Литература


Пленки нитрида кремния с содержанием кремния, полученные при отрицательном потенциале, имеют большую ширину запрещенной зоны, чем пленки того же состава, полученные при положительном ускоряющем потенциале. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международных научнотехнических конференциях Актуальные проблемы электронного приборостроения Россия, Саратов, , Международных научнотехнических конференциях Актуальные проблемы твердотельной электроники Россия, Таганрог, , конференциях молодых ученых Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика Россия, Саратов, , Первой Всероссийской школесеминаре Современные достижения бионаноскопии Россия, Москва, , конкурсе молодых ученых им. И.В. Анисимкина Россия, Москва, , а также на научных семинарах Саратовского филиала Института радиотехники и электроники РАН. Публикации. Материалы, отражающие основное содержание работы, изложены в 5 публикациях в изданиях, включенных в перечень периодических изданий ВАК РФ, и 6 публикациях в материалах конференций. Результаты работы отражены в отчетах по НИР, имеющих государственную регистрацию. Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из наименований изложена на 1 странице, содержит рисунков. Методы синтеза наноразмерных структур Научнотехнический прогресс наноэлектроники обусловлен созданием новых полупроводниковых структур, таких как квантовые ямы КЯ, квантовые нити КН, квантовые точки КТ, а также гетероструктур и сверхрешеток на их основе. Создание этих устройств, в свою очередь, связано с увеличением плотности и равномерности осаждения данных наноструктур, увеличением диаметра обрабатываемых пластин, расширением круга применяемых полупроводниковых материалов. Достигнутые за последние годы успехи в нанотехнологии послужили основой для более широкого и обоснованного использования устройств наноэлектроники в различных областях техники. Для получения наноразмерных объектов и гетероструктур используются два основных метода метод молекулярнолучевой эпитаксии и метод газофазной эпитаксии из металлорганических соединений. Одним из эффективных способов изготовления размерно ограниченных структур является молекулярно лучевая эпитаксия МЛЭ ix МВБ . Она представляет собой совершенную технологию выращивания монокрпсталлических слоев с контролем толщины на уровне атомных размеров, которая позволяет создавать абсолютно новые структуры и приборы. Ее отличие от ранее существовавших различных методов вакуумного напыления заключается в высоком уровне контроля условий конденсации атомов или молекул и возможностью управления процессом с большой точностью . Использование чистых источников испаряемых материалов, сверхвысокий вакуум, точный контроль температуры подложки, различные методы диагностики растущей пленки в сочетании с компьютерной системой управления параметрами процесса все это, вместе взятое, привело к созданию качественно новой технологии, способной решать задачи, ранее казавшиеся невыполнимыми. Процесс МЛЭ это процесс испарения и конденсации вещества в сверхвысоком вакууме Р I мм рт. Проводят его в специальной камере, схематическое изображение которой показано на Рис. Для уменьшения давления остаточных газов вся свободная площадь камеры ограждается экранами, охлаждаемыми жидким азотом. Эффузионные эффузия медленное истечение газа через малое отверстие испарительные ячейки выполняются из тугоплавкого материала, например нитрида бора. После того как камера МЛЭ откачана, экран охлажден жидким азотом, а испарители выведены на требуемую температуру, нагревается подложка. Для арсенида галлия ее температура должна составлять около 0С, для кремния не ниже 0С. Процесс роста слоев начинается при открытии основной заслонки и заслонок соответствующих испарителей. Сверхвысокий вакуум и малая скорость поступления атомов на растущую поверхность примерно 1 атомов в секунду приводят к эпитаксиальному росту пленок посредством практически монослойного заполнения растущей поверхности, обеспечивая исключительно точное управление профилями химического состава и легирования. Рис.