Электрическое сопротивление нитевидных кристаллов кремния, выращенных по механизму ПЖК в открытой системе

• Автор: Барамзина, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение
I. Обзор литературы.
1.1 Опыт получения НК кремния и создания контактов к НК.
1.2 Электросопротивление монокристаллов кремния.
1.3 Особенности сильнолегированных полупроводников.
1. 4 Влияние примесей на
электросопротивление НК кремния
1.5 Влияние внешних воздействий на свойства НК кремния.
II. Материалы, установки и методики
исследований.
2.1 Материалы и установки для выращивания НК кремния .Методика эксперимента.
2.2 Методика создания омических контактов к НК кремния
2 . 3 Методика исследования электрических
свойств НК кремния
2 . 4 Методика измерения внутренних
напряжений в пластмассовых корпусах ВИС НК тензометрами.
2.5 Установки и методики исследования
электропластических свойств НК.
III. Влияние различных технологических факторов
на электросопротивление НК кремния.
3.1 Влияние растворимости в кремнии
инициирующей примеси металла на
электросопротивление НК кремния.
3.2 Влияние фоновой донорной примеси на электросопротивление НК кремния.
3.3 Зависимость электросопротивления НК
кремния от концентрации вводимой
компенсирующей примеси.

3.4 Влияние электрического тока и режима термообработки на электрическое сопротивление и структуру НК.
3.5 Технологические рекомендации получения чувствительных элементов датчиков на НК, выращенных по ПЖК механизму.
Практическое применение датчиков на НК
кремния.
4.1 Тензодатчики на НК 31 для контроля параметров технологических процессов.
4.2 Расчет внутренних напряжений в многослойных конструкциях.
4.3 Измерение остаточных внутренних напряжений в пластмассовых корпусах микросхем.
Выводы.
Литература.

Приложение.

ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность. В датчиках измерения различных физических параметров используются нитевидные кристаллы (НК) различных материалов, что обусловлено уникальным сочетанием их физических свойств и габитуса.
Благодаря совершенству структуры НК имеют высокие значения упругости и прочности. Важным преимуществом НК перед другими материалами является то, что без дополнительной обработки они пригодны для изготовления сенсоров, поскольку имеют точную кристаллографическую ориентацию оси роста и малые геометрические размеры.
Преобразователи на основе НК могут найти применение в тех областях промышленности, где необходимы малые размеры и вес, высокая удельная прочность и чувствительность, быстродействие и стабильность
параметров.
Проблема получения нитевидных кристаллов кремния с заданным удельным электрическим сопротивлением и воспроизводимостью электрофизических свойств является одной из основных на пути создания высокочувствительных и малоинерционных чувствительных элементов (ЧЭ)датчиков различного назначения. Задача освоения мелкосерийного производства НК, отработка технологии управляемого выращивания решалась в работах Р.Вагнера,
Е.И.Гиваргизова, А.А.Щетинина и др. Получение НК с воспроизводимыми геометрическими размерами возможно с использованием технологии выращивания регулярных систем НК и управления конусностью. Дальнейшей разработке и более широкому применению приборов на НК препятствует разброс электрофизических параметров НК. Специфика механизма ПЖК роста отражается на особенностях электрофизических свойств, определяемых наличием примесей, легирующих кристалл в процессе роста. В связи с этим, подробного изучения требует проблема получения серий НК с заданной величиной удельного сопротивления и воспроизводимостью электрофизических свойств.
Надо отметить, что, несмотря на большое количество работ по исследованию электрических свойств НК, они в основном посвящены исследованию кристаллов, полученных в закрытой системе, в то время как выращивание в проточной системе является наиболее перспективным и управляемым. Сведения по влиянию инициирующих и

предварительная обработка поверхности НК (в 49% растворе НЕ)
После вжигания пасты при Т=1030К в течении 1 часа сопротивление контакта составляло ~10% сопротивления НК. С целью уменьшения сопротивления контакта и стабилизации электрических свойств проводили операцию формовки. К числу наиболее распространенных формовочных операций относятся температурная обработка контакта и токовый отжиг. Во время формовочных операций могут образовываться твердые растворы металлов в кремнии, силициды некоторых металлов в стабильных фазах/95/, происходить диффузия примесей и т.д.
Контакты (Рб+Ад)-ЗФ отжигались на воздухе и в водороде при Т~1100-1200К от нескольких минут до одного часа , и , как правило, время термообработки не оказывало существенного влияния на свойства контакта. При такой термообработке сопротивление контакта уменьшалось в 1,5-
2,5 раза.
Токовая формовка приводит к кратковременному разогреву образца и процессами диффузии примеси можно пренебречь. Результаты токовой формовки контактов приведены в табл.2.1 и 2.2. Видно, что многократный токовый отжиг приводит к уменьшению сопротивления контакта ~в 10 раз; значение сопротивления в процессе отжига монотонно уменьшается, режим токовой формовки существенного значения не имеет.
Таблица
Влияние токового отжига на свойства контакта НК БФ-токопроводящая паста ПП9 на основе серебра
Кк, Ом Исходное Режим токового отжига Ик, Ом После отжига
I, мА К-во циклов