📄Работа №192535
Тема: АНАЛИЗ ДИФРАКЦИОННЫХ КАРТИН ПРИ ГОМОЭПИТ АКСИАЛЬНОМ РОСТЕ КРЕМНИЙ-КРЕМНИЙ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ
Характеристики работы
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Физика
Объем:
49 листов
Год:
2022
Просмотров:
73
4490
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Квантово-размерные структуры 5
1.1 Квантовая яма 6
1.2 Квантовая нить 7
1.3 Квантовая точка 9
1. Гетероструктуры Ge/Si с квантовыми точками Ge 11
2. Механизмы роста эпитаксиальных плёнок 14
3. Кинетика поверхностных процессов 16
4. Установка молекулярно-лучевой эпитаксии 18
5.1 Электронно-лучевой испаритель 23
5. Методы исследования наноструктур и устройства контроля 24
6.1 Пирометрия 25
6.2 Масс - спектрометрия 29
6.3 Кварцевый измеритель толщины 30
6.4 Дифрактометр быстрых электронов 31
Глава 2. Практическая часть 36
1. Предэпитаксиальная подготовка подложек 36
1.1 Предварительный отжиг пластины 39
2. Калибровка температуры нагревателя 40
3. Измерение скоростей напыления Si по полученным осцилляциям
интенсивности отраженного пучка электронов от подложки Si(100) 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
Список литературы 46
1. Квантово-размерные структуры 5
1.1 Квантовая яма 6
1.2 Квантовая нить 7
1.3 Квантовая точка 9
1. Гетероструктуры Ge/Si с квантовыми точками Ge 11
2. Механизмы роста эпитаксиальных плёнок 14
3. Кинетика поверхностных процессов 16
4. Установка молекулярно-лучевой эпитаксии 18
5.1 Электронно-лучевой испаритель 23
5. Методы исследования наноструктур и устройства контроля 24
6.1 Пирометрия 25
6.2 Масс - спектрометрия 29
6.3 Кварцевый измеритель толщины 30
6.4 Дифрактометр быстрых электронов 31
Глава 2. Практическая часть 36
1. Предэпитаксиальная подготовка подложек 36
1.1 Предварительный отжиг пластины 39
2. Калибровка температуры нагревателя 40
3. Измерение скоростей напыления Si по полученным осцилляциям
интенсивности отраженного пучка электронов от подложки Si(100) 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
Список литературы 46
📖 Введение
Набирающее развитие микро-, нано- и оптоэлектроники обусловлено усилением взаимодействия фундаментальных наук и новейших направлений технологии. К последним относится и метод молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), который превращается из экзотического лабораторного метода исследования процессов роста тонких слоев и специальных многослойных структур в одна из весьма перспективных базовых технологий твердотельной электроники. В основе этого метода лежит возможность роста по существу в кинетическом режиме в отличие от более традиционных методов, где рост идет в условиях, близких к термодинамическому равновесию.
Одним из важнейших полупроводниковых материалов, используемых в настоящее время, является кремний. На основе кремния изготовляется 90 % всех видов полупроводниковых устройств, с помощью которых усиливают и регулируют электрические токи и напряжения, обрабатывают и хранят информацию, преобразуют солнечную энергию в электрическую [1].
Широкое применение кремния объясняется достаточно большой шириной запрещенной зоны, уникальными особенностями травления, высокими механическими свойствами его оксида и практически неограниченными природными запасами последнего.
Получение монокристаллических пленок на монокристаллических подложках называется эпитаксиальным наращиванием или просто эпитаксией. В технологии кремния метод эпитаксии желательно использовать по многим причинам. В частности, с его помощью можно легко получать пленки, отличающиеся от подложки как по типу легирующей примеси, так и по уровню концентрации (а, следовательно, и по удельному сопротивлению) [8]. Возможно также непрерывное изменение легирования эпитаксиальной пленки в процессе ее наращивания, что приводит к постепенному изменению уровня легирования по толщине пленки.
Другое важное применение эпитаксия находит также при изготовлении в кремнии замкнутых областей, которые отличаются от окружающей массы кремния величиной удельного сопротивления или типом проводимости. Такие скрытые, или захороненные, слои широко используются в технологии интегральных схем для создания ограниченных сильно легированных областей, расположенных под транзисторами, которые изготавливаются в наращиваемом сверху эпитаксиальном слое.
Третья важная область применения эпитаксии связана с возможностью использования изолирующих подложек. В качестве подложек для эпитаксиального наращивания кремния можно использовать
монокристаллические пластины сапфира (оксида алюминия) и шпинели определенной ориентации, при которой их кристаллические решетки —совместимы с решеткой кремния в том смысле, что позволяют получать монокристаллические эпитаксиальные пленки хорошего качества [1]. Изолирующая природа подложки обеспечивает большую технологическую гибкость при создании в вышележащих слоях кремния интегральных схем с повышенной плотностью упаковки.
Эпитаксиальное наращивание пленок на подложке из того же материала, в частности рост кремния, называется гомоэпитаксией. Эпитаксиальное наращивание материала на инородной подложке называется гетероэпитаксией (рост кремния на сапфире) [1].
Одним из важнейших полупроводниковых материалов, используемых в настоящее время, является кремний. На основе кремния изготовляется 90 % всех видов полупроводниковых устройств, с помощью которых усиливают и регулируют электрические токи и напряжения, обрабатывают и хранят информацию, преобразуют солнечную энергию в электрическую [1].
Широкое применение кремния объясняется достаточно большой шириной запрещенной зоны, уникальными особенностями травления, высокими механическими свойствами его оксида и практически неограниченными природными запасами последнего.
Получение монокристаллических пленок на монокристаллических подложках называется эпитаксиальным наращиванием или просто эпитаксией. В технологии кремния метод эпитаксии желательно использовать по многим причинам. В частности, с его помощью можно легко получать пленки, отличающиеся от подложки как по типу легирующей примеси, так и по уровню концентрации (а, следовательно, и по удельному сопротивлению) [8]. Возможно также непрерывное изменение легирования эпитаксиальной пленки в процессе ее наращивания, что приводит к постепенному изменению уровня легирования по толщине пленки.
Другое важное применение эпитаксия находит также при изготовлении в кремнии замкнутых областей, которые отличаются от окружающей массы кремния величиной удельного сопротивления или типом проводимости. Такие скрытые, или захороненные, слои широко используются в технологии интегральных схем для создания ограниченных сильно легированных областей, расположенных под транзисторами, которые изготавливаются в наращиваемом сверху эпитаксиальном слое.
Третья важная область применения эпитаксии связана с возможностью использования изолирующих подложек. В качестве подложек для эпитаксиального наращивания кремния можно использовать
монокристаллические пластины сапфира (оксида алюминия) и шпинели определенной ориентации, при которой их кристаллические решетки —совместимы с решеткой кремния в том смысле, что позволяют получать монокристаллические эпитаксиальные пленки хорошего качества [1]. Изолирующая природа подложки обеспечивает большую технологическую гибкость при создании в вышележащих слоях кремния интегральных схем с повышенной плотностью упаковки.
Эпитаксиальное наращивание пленок на подложке из того же материала, в частности рост кремния, называется гомоэпитаксией. Эпитаксиальное наращивание материала на инородной подложке называется гетероэпитаксией (рост кремния на сапфире) [1].
✅ Заключение
Метод молекулярно-лучевой эпитаксии находится наряду с перспективными технологиями выращивания тонких пленок и многослойных структур. Сверхвысокий вакуум до 10-10 торр позволяет выращивать качественные бездефектные тонкие пленки. Вакуум исключает содержание примесей в камере роста, а также увеличивает свободный пробег атомов, что значительно увеличивает качество выращиваемых пленок. Низкая температура процесса уменьшает диффузию атомов и молекул из прилегающих материалов. Источники модулярных пучков позволяют использовать практически любые материалы для испарения и осаждения на подложку. Наличие систем управления молекулярных источников дают возможность резкого прерывания и возобновления поступления потоков атомов и молекул выращиваемого материала, что позволяет создавать резкие границы структур между слоями. Получению совершенных эпитаксиальных структур способствует возможность анализа структуры, состава и морфологии растущих слоев в процессе их формирования методом дифракции отраженных быстрых электронов и кварцевым измерителем толщины.
Таким образом, в ходе выполнения данной работы были получены следующие результаты:
• Произведен обзор литературы по особенностям метода молекулярнолучевой эпитаксии
• Изучена работа высоковакуумной установки «Катунь - 100»
• Рассмотрены и изучены методы контроля синтеза пленок на установке «Катунь - 100»
• Произведено измерения скорости напыления Si, также вычислена погрешность.
Таким образом, в ходе выполнения данной работы были получены следующие результаты:
• Произведен обзор литературы по особенностям метода молекулярнолучевой эпитаксии
• Изучена работа высоковакуумной установки «Катунь - 100»
• Рассмотрены и изучены методы контроля синтеза пленок на установке «Катунь - 100»
• Произведено измерения скорости напыления Si, также вычислена погрешность.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.