Механические свойства нитевидных кристаллов кремния

• Автор: Антипов, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 360 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБРАЗЦЫ, ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Обоснование выбора объекта исследования
1.2. Образцы и их подготовка для проведения исследований
1.2.1. Выращивание, отбор и определение морфологии нитевидных кристаллов кремния
1.2.2. Исследование структуры нитевидных кристаллов кремния методами травления, рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии ...г...'
1.2.3. Создание электрических контактов к нитевидным кристаллам кремния
1.3. Установка для комплексных исследований механических и электрических свойств нитевидных кристаллов в диапазоне температур 150-1500 К
1.4. Установки и приспособления для исследования механических свойств нитевидных кристаллов кремния и тензопре-образователей на их основе при изгибе
1.5. Новый способ исследования ползучести нитевидных кристаллов при одноосном растяжении
1.6. Методики исследования свойств нитевидных кристаллов
1.6.1. Методика исследования возврата формы пластически деформированного нитевидного кристалла при отжиге
1.6.2. Методика и расчёт упругих напряжений, возникающих при кручении в поперечном сечении нитевидного кристалла кремния

1.6.3. методика измерения внутреннего трения и определения энергии активации релаксационных процессов
1.7. Устройства и методики для исследования электрических свойств нитевидных кристаллов кремния и тензорезисто-
ров на их основе
1.7.1. Установка для исследования свойств нитевидных кристаллов кремния со свободной от клея поверхностью
1.7.2. Установка для исследования электрических характиристик нитевидных кристаллов кремния и тензопреобра-зователей на их основе
1.7.3. Установка для исследования нитевидных кристаллов и тензорезисторов на их основе в электростатическом поле
1.7.4. Методика испытаний нитевидных кристаллов кремния и тензопреобразователей при температурах ниже77 к
1.8. Основные результаты и краткие выводы
ГЛАВА 2. ПРОЧНОСТЬ, ПЛАСТИЧНОСТЬ И ОСОБЕННОСТИ РАЗРУШЕНИЯ
НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ
2.1. Упругие свойства и прочность нитевидных кристаллов кремния при 300 К, состояние вопроса на момент начала исследований
2.2. Прочность и особенности разрушения изгибаемых при 300 К нитевидных кристаллов кремния
2.3. Влияние температуры на прочность, упругие свойства и характер разрушения нитевидных кристаллов
2.4. Исследование особенностей пластической деформации, предшествующей разрушению нитевидных кристаллов кремния
2.5. Модель и механизм разрушения нитевидных кристаллов кремния и обсуждение экспериментальных результатов
2.6. основные результаты и краткие выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАРОЖДЕНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ И ЭВОЛЮЦИИ ОБЪЕМНОЙ СТРУКТУРЫ НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ МЕТОДАМИ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ И ПОЛЗУЧЕСТИ
3.1. Низкочастотное внутреннее трение в исходных нитевидных кристаллах кремния
3.2. высокотемпературный фон внутреннего трения в нитевидных кристаллах кремния
3.3. Формирование дислокационной структуры в ните-

видных кристаллах кремния в процессе ползучести
3.3.1. Результаты эксперимента
3.3.2. Модель кручения нитевидного кристалла кремния при растяжении и обсуждение экспериментальных результатов
3.4. дислокационный спектр внутреннего трения в нитевидных кристаллах кремния после деформирования знакопеременным кручением и растяжением
3.5. низкотемпературный дислокационный спектр внутреннего трения в нитевидных кристаллах кремния
3.5.1. Температурная зависимость внутреннего трения в нитевидных кристаллах кремния
3.5.2. Амплитудная зависимость внутреннего трения в нитевидных кристаллах кремния
3.5.3. Природа затухания энергии упругих колебаний нитевидных кристаллов кремния в области низких температур
3.5.4. Упругое взаимодействие перегиба на дислокации с точечным дефектом
3.5.5. Иерархия пиков внутреннего трения в кристаллах с высокими барьерами Пайерлса при температурах ниже 300 К в свете механизма, обусловливающего их появление

гораздо реже (~5 % от всего числа испытаний) разрушался контакт, отобранные для эксперимента НК кремния опускают каждым концом в расплавленный сплав на глубину (1-2)*10 3 м и выдерживают около 10 с при 770 К. Уменьшение температуры приводит к возрастанию времени выдержки кристалла в расплаве, обработанный таким образом кристалл в дальнейшем будем именовать облуженным. Общий вид исходного и облуженного НК кремния представлен на рис. 1.8,а,б. Зависимость глубины вплавления от времени выдержки НК кремния в сплаве приведена на рис. 1.8, б. Время облуживания зависит от диаметра и совершенства рельефа поверхности НК кремния. При фиксированном времени облуживания с увеличением диаметра кристалла растет глубина вплавления, а кристаллы с более совершенной поверхностью требуют большего времени обработки в расплаве до 20-30 с.
с течением времени при облуживании НК кремния сплав изменяет свой состав в результате растворения кремния. По мере приближения к эвтектическому он приобретает сероватый цвет, тогда как свежеприготовленный сплав имеет золотисто-белый цвет [82]. Состаренный расплав восстанавливается добавлением в него золота.
Для включения облуженного кристалла в измерительную цепь на токовыводы наносится капля расплава, затем помещается облу-женный НК кремния, включается подогрев, происходит разогрев системы до температуры плавления сплава, в результате чего происходит сплавление кристалла с токовыводами.
Наряду с разработанным способом для создания контактов к кристаллам широко использовался метод точечно-дуговой микросварки, а также применялись контакты, созданные с помощью прижима, припоя [10, 37-39].
При создании прижимного электрического контакта к НК крем-