Микроструктура и свойства тонких пленок аморфного гидрогенизированного сплава кремния с углеродом

• Автор: Артемов, Евгений Иванович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Современные представления о микроструктуре аморфного гидрогенизированпого сплава кремния с углеродом.

1.1. Приборы на основе сплава аСН.

1.2. Формирование плнок аШ и аБКдН

1.2.1. Методы получения аБЮН.

1.2.2. Закономерности формирования пленок сплава аСН в плазме ТР

1.2.2.1. Реакции в газовой фазе.

1.2.2.2. Реакции на поверхности

1.3. Микроструктура и свойства аСН

ф 1.3.1. Микроструктура и оптические свойства

1.3.2. Микроструктура и электрофизические свойства.
1.4. Общая теория колебательных свойств
1.4.1. Поведение атомов примеси в аморфном кремнии.
1.4.2. Методы изучения микроструктуры и колебательных свойств сплава а8ЮН
1.4.2.1. Просвечивающая электронная микроскопия ПЭМ
1.4.2.2. Спектроскопия комбинационного рассеяния света КРС
1.4.2.3. Инфракрасная спектроскопия ИКС
ф 1.5. Выводы по главе 1.
Глава 2. Метод получения и методики исследования микроструктуры тонких плнок НЧ ПХО аСН.
2.1. Технология осаждения а8ЮН методом НЧ ПХО.
2.2. Методика исследования микроструктуры аСН с помощью ИК спектроскопии
2.2.1. Анализ ИК спектров. Качественный анализ структуры материала по ИК спекгру
ф Стр.
2.2.2. Количественный анализ структуры материала но ИК спектрам.
2.2.3. Погрешности метола ИКС.
2.3. Экспериментальные методы исследования состава и структуры.
2.3.1. Атомная силовая микроскопия АСМ
2.3.2. Спектроскопия обратного рассеяния Резерфорда СОРР
2.4. Методы измерения оптических и электрофизических свойств тонких пленок аБСН
2.4.1. Методика измерения темновой проводимости.
2.4.2. Прямой метод измерения коэффициента оптического поглощения
ф 2.4.3. Определение коэффициента оптического поглощения методом постоянного фототока
2.4.4. Методика измерения и моделирования фотопроводимости
2.5. Выводы но главе 2.
Глава 3. Исследование свойств тонких плнок НЧ X0 аСН
3.1. Химический состав плнок
3.2. Исследование микроструктуры плнок 4 X0 а8СН с помощью ИК спектроскопии.
3.2.1. Влияние химического состава газовой смеси на микроструктуру пленок НЧ ГХО а8СН
3.2.2. Влияние температуры подложки на микроструктуру пленок
3.3. Разработка методики определения состава сплава ахСу с использованием данных СОРР и ИКС.
3.4. Морфология поверхности пленок НЧ ПХО а8СН. Влияние химического состава и температуры подложки.
3.5. Оптические и электрофизические свойства тонких пленок НЧ ПХО аБЮН
3.5.1. Определение оптических и электрофизических свойств тонких пленок НЧ ПХО а8СН
3.5.2. Плотность состояний в НЧ ПХО аСН
3.6. Выводы по главе 3
Глава 4. Микроструктура и свойства тонких плнок 4 X0 аБЮН
4.1. Термодинамические расчты химических реакций в плазме Н4СН4
4.2. Исследование микроструктуры плнок 4 X0 аС переменного состава с помощью расчтов по ХИМ и приближении МСС
4.3. Применение модели свободной энергии МСО для исследования микроструктуры плнок НЧ X0 а8ЮН
4.3.1. Влияние концентрации углерода на микросгруктуру плнок
НЧ X0 аБЮН
4.3.2. Исследование влияния температуры подложки на микроструктуру плнок НЧ ПХО аСН.
4.4. Разработка принципов усовершенствования технологии получения плнок НЧ X0 аСН приборною качества.
4.4.1. Получение а8ЮН с высокой степенью структурной упорядоченности
4.4.2. Получение а8Ю с однородным распределением углерода
4.4.3. Получение аСН с низкой концентрацией графитоподобной составляющей структуры и полисилановых включений
4.5. Выводы но главе 4
Основные результаты и выводы.
Список использованной литературы


ТПТ, составляющих управляющие матрицы жидкокристаллических дисплеев рис. Условные обозначения . ГГП i Н. Рис. Схематическое изображение ТПТ на основе i. Благодаря хорошей термостабильности и теплопроводности высокой химической инертности, износостойкости и антикоррозионным свойствам плнки i применяются в качестве диэлектрических и пассивирующих слоев в производстве микросхем и устройств с чернильной печатью 8. Микроструктура и морфология плнки формируются в процессе протекания реакций как в тазовой фазе, так и на поверхности. Таким образом, возникает необходимость в подробном рассмотрении всех этапов процесса роста плнки для установления закономерностей формирования с микроструктуры и нахождения способов управлять ею посредством изменения параметров осаждения для получения плнок приборного качества. Одним из традиционных способов получения пленок i и сплавов на его основе является разложение смеси г азов в ВЧ разрядной плазме. Существуют несколько типов таких систем, получивших название Vреакторов i V ii. В последнее время активно развиваются струйные плазмохимические методы, которые различаются но способу активации газообразных реагентов. В методе электроннолучевой активации пучок электронов с энергией несколько кэВ направляется в свободную срую рабочего газа, проходящего через сверхзвуковое сопло. Электроны вызываю ионизацию и диссоциацию молекул i4 и далее продукты разложения попадают на подложку. Другой метод предполагает предварительное разложение кремиийсодержащего газа в емкостном ВЧ разряде по типу РЕСVреактора с последующим выносом продуктов разложения из разрядной зоны в вакуумную камеру через сопло. В этом методе в зоне разряда наряду с разложением силана протекают различные реакции между радикалами, приводящие к образованию ди и полисиланов. Помимо вышеназванных методов получения i и его сплавов, широко используются метод магнетронного распыления, метод химического осаждения из газовой фазы ХОГФ и методы, реализующие селективное воздействие на плазму. Также разработаны комбинированные методы, реализующие достоинства двух или нескольких из этих методов. В установках для ХОГФ диссоциация компонентов реакционной газовой смеси происходит в тлеющем разряде. Тлеющий разряд это самоподдерживающийся электрический разряд с холодным катодом, испускающим электроны в результате вторичной эмиссии, главным образом под действием положительных ионов в газе, характеризующийся термодинамической неравновесностью и квазинейтральностью возникающей плазмы . На рис. ТР. Рис. Схематическое изображение ТР и газоразрядной трубке. Отличительным признаком ТР является существование вблизи катода слоя определенной толщины с большим положительным объемным зарядом, сильным нолем у поверхности и значительным падением потенциала 0 0 В и более. Оно называется катодным падением, что является причиной т. ТС, изза чего ТР и получил сво название. К зоне ТС примыкает область фарадссва темного пространства ФТП. Толщина слоя ка одного падения обратно пропорциональна плотности давлению газа. Если межэлекродное расстояние достаточно велико, между катодным слоем и анодом образуется электронейтральная плазменная область, где поле относительно небольшое. Серединную, однородную часть ее называют положительным столбом. От анода он отделяется анодным слоем. Положительный столб ГС является самостоятельной частью ТР, не зависящей от других слоев разряда. ПС ТР постоянною тока наиболее ярко выраженный и распространенный пример слабоионизированной неравновесной плазмы, которая поддерживается электрическим полем. В отличие от катодною слоя, без которою тлеющий разряд существовать не может, положительный столб не является его неотъемлемой частью. Если в результате образования катодного слоя промежуток между электродами оказывается исчерпанным, столба нет. Но если не хватает расстояния на формирование должного катодного слоя, тлеющий разряд не загорается. Эффективная температура электрона в ТР существенно выше температуры газа и электродов, термоэмиссия с которых отсутствует.