Влияние бомбардировки полупроводников заряженными частицами на их электронное возбуждение диссоциированными газами

• Автор: Фроленкова, Лариса Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 102 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРОННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ АКТИВНЫМИ ГАЗАМИ И
СОПУТСТВУЮЩИЕ ЭФФЕКТЫ
1Л Гетерогенные химические реакции, ответственные за
электронное возбуждение полупроводников
1.2 Структура поверхности полупроводников
1.3 Поверхностные электронные состояния
1.4 Адсорбция молекул на поверхности полупроводников
1.5 Десорбция атомов
1.6 Гетерогенная рекомбинация атумов-...,.,
1.7 Возможные механизмы гет6^|ннщ^ёакций на поверхности полупроводников
1.8 Радикалорекомбинационная люминесценция полупроводников
1.9 Динамический эффект гетерогенной химической реакции
1.10 Методы исследования поверхности и процессов,
происходящих на границе твердых тел и активных газов
1.11 Постановка задачи
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Экспериментальная установка
2.2 Образцы
2.3 Методика эксперимента
ГЛАВА 3 ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КРИСТАЛЛОФОСФОРОВ, ПОМЕЩЕННЫХ В СРЕДУ ДИССОЦИИРОВАННЫХ НА
РАДИКАЛЫ ГАЗОВ
3.1 Введение

3.2 Радикалорекомбинационная люминесценция кристаллофосфора, помещенного в среду диссоциированного углекислого газа
3.3 Свечение люминофора КпБ-Си в среде диссоциированных паров

3.4 Вспышки РРЛ при импульсной модуляции концентрации радикалов
3.5 Влияние бомбардировки поверхности полупроводников заряженными частицами на скорость гетерогенной реакции Н+Н—>Н2 и интенсивность, возбуждаемой ею радикалорекомбинационной люминесценции
3.6 Влияние ионизирующих облучений твердых тел заряженными частицами на адсорбцию и рекомбинацию радикалов и
сопутствующие эффекты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КИНЕТИКИ РАДИКАЛОРЕКОМБИНАЦИОННОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ
ПОЛУПРОВОДНИКОВ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Процессы, протекающие на поверхности твердых тел в среде активных газов, широко используют в различных отраслях промышленности: на их основе созданы высокоэффективные, ресурсосберегающие и малоотходные технологии; они применяются в микроэлектронике при изготовлении полупроводниковых структур с заданными свойствами; в нефтехимической промышленности для крекинга нефти, синтеза полимеров, красителей, фармацевтических препаратов и т. д. Важной областью применения является также снижение уровня токсичности газовых выбросов промышленных предприятий и транспорта. Информацию, полученную при изучении этих процессов, трудно отнести к сфере интересов какой-либо одной области наук, ее изучают в рамках физики полупроводников, физической химии, плазмохимии, космического материаловедения, катализа и др. Эта информация представляет интерес не только с исследовательской точки зрения, но и с точки зрения дальнейшего практического применения возникающих явлений.
Изучение процессов, протекающих на границе твердых тел и газов, способствует развитию современной микроэлектронной промышленности. Характеристики полупроводниковых приборов микро- и наноэлектроники в большинстве случаев целиком определяются поверхностными свойствами полупроводников. Неконтролируемые изменения этих свойств, связанные с воздействием окружающей среды, приводят к нестабильности в работе полупроводниковых приборов. Отсюда - высокий процент брака при их промышленном изготовлении. Исследование явлений, сопровождающих взаимодействие атомов и молекул газа с поверхностью полупроводников, - одна из задач микроэлектроники.
Поверхность полупроводника, помещенного в газовую среду - это та арена, на которой происходят адсорбционные и каталитические процессы. Большинство полупроводников является катализаторами химических реакций. В каталитических исследованиях с поверхностью полупроводников мы встречаемся

достоверности полученных данных применена одновременная регистрация нескольких физических величин, характеризующих изучаемый процесс.
В этой связи можно отметить, что для выяснения механизмов протекания гетерогенных химических реакций, роли физически адсорбированных частиц в химических превращениях и электронном возбуждении поверхности полупроводников, а также влияния изменения состояния поверхности на процессы, протекающие на границе твердых тел и активных газов важно иметь достоверную информацию, полученную путем комплексных исследований. Параллельная регистрация нескольких независимых физических величин, например, интенсивности поверхностной хемилюминесценции, заполнения поверхности реа-гирутощими атомными частицами и динамического эффекта гетерогенной химической реакции (ДЭР), позволяет получать более полный объем информации о поверхностных процессах и состоянии поверхности твердых веществ.
Для определения кинетики заполнения поверхности реагирующими атомными частицами N(1;) использован метод адсорбционных измерений с помощью пьезорезонансных кварцевых весов, так как он обладает высокой чувствительностью (~ 10'10 г) и достаточным временным разрешением (~ 1 с). Метод основан на зависимости собственной частоты колебаний кварцевого резонатора от его толщины [2, 11].
Для контроля за скоростью нестационарного химического поверхностного процесса использован безынерционный метод, основанный на измерении динамического эффекта гетерогенной химической реакции (ДЭР), величина которого БД) находится в прямо пропорциональной зависимости со скоростью реакции 1Д). В случае средних и больших давлений газов метод не имеет аналогов по быстродействию и универсальности [24, 51 - 53].
Контроль за характеристиками РРЛ, сопровождающей процессы на границе твердых тел и активных газов, позволяет получать дополнительную информацию, подтверждающую достоверность результатов контроля.
Изменение состояния поверхности твердых тел производили посредством