Определение параметров и исследование свойств структур кремния на изоляторе

Определение энергии связи прямого связывания пластин кремния методом генерации трещины между поверхностями сращивания. Суть и особенности методов позитронной аннигиляционной спектроскопии. Нахождение концентрации электронов в зоне проводимости металлов.

Рубрика Химия
Вид лекция
Язык русский
Дата добавления 02.11.2018
Размер файла 498,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГЛАВА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СТРУКТУР КНИ

1.1 Определение энергии связи прямого связывания пластин кремния методом генерации трещины между поверхностями сращивания

Поверхностная энергия связи - важный параметр, характеризующий энергию, требуемую для разделения связанных пластин кремния (см., например, [1-37]). Обычно она измеряется методом генерации (вскрытия) трещины между поверхностями сращивания. Впервые этот метод предложен в [1] и развит далее в [2], где рассматриваются его особенности при прямом соединении пластин кремния с использованием химической сборки поверхности методом молекулярного наслаивания [3].

Для того, чтобы измерить поверхностную энергию связи, необходимо вставить между двумя поверхностями сращивания лезвие толщиной y (рис.1.1). Трещина генерируется и распространяется на расстояние L.

Рис. 1.1. Схема измерения поверхностной энергии связи для случая равных толщин пластин и модулей упругости [2]

Величина L определяется балансом между упругой и поверхностной энергиями. Формула, выведенная на основе этого баланса энергий, для поверхностной энергии имеет вид [1,2]:

,

где Е - модуль Юнга, а d - толщина пластины.

Достоинством метода вскрытия трещины являются его простота и быстрота процесса измерения. К недостаткам следует отнести высокую погрешность измерения (/ 0,2) и ограниченность применения только к пластинам, сращенным при 900 С. Т.к. вместо образования трещины может наблюдаться слом одной из пластин из-за высокого значения поверхностной энергии связи. Кроме того, установлено [2], что величина L возрастает значительно в присутствии паров воды (за время порядка 1 мин). Таким образом, величина (а следовательно, и фронт трещины) в общем случае зависит от окружающей среды, давления, времени, плотности SiOH-групп и температуры отжига.

Для понимания существа проблемы вначале опишем рассмотренные в работе [2] экспериментальные исследования зависимостей развития фронта трещины от перечисленных выше факторов. Для исследований использовались пластины кремния толщиной 525 25 мкм с ориентацией (100), сопротивлением от 25 до 45 Ом, выращенные по методу Чохральского. Перед процессом прямого соединения (сращивания) пластины очищались посредством промывки деионизованной водой. Все пары пластин соединялись при комнатной температуре. Принципиальная схема экспериментальной установки, используемой для определения поверхностной энергии, приведена на рис.1.2 [2]. Эта установка позволяет проводить наблюдение процесса сращивания пластин как при нормальном атмосферном давлении и нормальных условиях (воздух), так и при пониженных давлениях и контролируемой по составу газов атмосфере. Для создания пониженного (Р = 0,2 Па) давления использовался стандартный вакуумный насос. Для вклинивания бритвенного лезвия в промежуток между пластинами использовался специальный держатель, не нарушающий условия вакуума.

Рис. 1.2. Схематичное представление экспериментальной установки: 1 - под-ложка; 2 - толкатель; 3 - лезвие бритвы; 4 - подложкодержатель; 5 - вакуумный насос

Для исследования несвязанного и связанного пространств между пластинами использовались инфракрасная система и соответствующая видеоаппаратура.

После связывания пары пластин отжигались при различных температурах, за исключением одной пары, которая использовалась для наблюдения связывания при комнатной температуре. Измерялись длины трещин между связанными пластинами для неотожженной пары и для пар отожженных, при температурах 100, 200, 400, 700 и 900 С за время в промежутке от 1 до 20 ч. Длины трещин наблюдались как функции времени. Все измерения проводились при комнатной температуре. Развития длин трещин наблюдались для трех различных значений длин. Установлено, что зависимость длин трещин от времени определяется предыдущим отжигом исследованных пар пластин.

Следует отметить результаты для различных температурных интервалов. Для пластин без отжига и отожженных при 100 С (рис.8.3) [2] уменьшается незначительно (до 90 и 83 % первоначальной величины соответственно) за время t 300 с. В противоположность этому возрастает со временем для отожженных связанных пластин в температурном интервале от 200 до 900 С. Вычисленная поверхностная энергия после 300 с наблюдения составляет 30 - 40 % от ее первоначальной величины при t = 0.

Рис.1.3. Зависимость поверхностной энергии от времени распространения трещин для пары пластин кремния: 1 - без стадии отжига; 2 - отожженных при 100 С в течение 20 ч; 3 - отожженных при 400 С в течение 20 ч; 4 - отожженных при 900 С в течение 1 ч

Рис.1.4 [2] иллюстрирует длины трещин для отожженных пар пластин при 400 С для трех различных времен от момента вклинивания лезвия: непосредственно в момент вклинивания, после 30 и 300 с. Эти результаты могут быть объяснены с допуском, что реакция между открытыми поверхностями и парами воды в атмосфере приводит к сильному возрастанию длины трещины L со временем для пластин, отожженных в интервале от 200 до 900 С.

Для проверки этого предположения было исследовано поведение длин трещин со временем при низких давлениях, когда концентрация паров воды намного ниже, чем при атмосферном давлении. Нижний черный фон на рисунке - это само лезвие, затемненный фон в середине - область несвязанных поверхностей пластин, обязанных образованию трещины, а верхний наиболее светлый фон - область связанных поверхностей.

Рис.1.4. Три стадии распространения длины трещины для отожженных пар пластин в течение 20 ч при 400 С: в момент вклинивания лезвия бритвы спустя 30 и 300 с

Результаты этих экспериментов представлены на рис.8.5 [2]. Увеличение длины трещины L и связанное с этим уменьшение эффективной поверхностной энергии в вакууме со временем намного меньше, чем на воздухе. При давлении 10 Па не наблюдалось изменения длины трещины в первые 30 с, а при давлении 20 Па - в первые 20 с.

Для того чтобы получить более полную информацию о механизме, который определяет поведение распространения трещины после вклинивания лезвия, сравнивались гидрофильные связанные пластины кремния с различной плотностью SiOH-групп на их поверхности. Число ОН-групп на поверхности кремния по сравнению с обычной гидрофильной поверхностью (обработка парами воды) возрастает как при RCA-очистке, так и при обработке тетраметаоксисиланом (TMOS).

Рис.1.5. Поверхностная энергия для случаев нормальной гидрофильной (HL) очистки (1), гидрофильной RCA-очистки (2) и TMOS-обработки (3) связанных Si/Si пар пластин как функция времени от начального момента вклинивания лезвия бритвы (при относительной влажности 32 %). Связанные пластины обработаны при 400 С в течение 20 ч

Для того чтобы получить более полную информацию о механизме, который определяет поведение распространения трещины после вклинивания лезвия, сравнивались гидрофильные связанные пластины кремния с различной плотностью SiOH-групп на их поверхности. Число ОН-групп на поверхности кремния по сравнению с обычной гидрофильной поверхностью (обработка парами воды) возрастает как при RCA-очистке, так и при обработке тетраметаоксисиланом (TMOS). Обработанные связанные пары пластин имеют намного большие начальные значения поверхностной энергии, чем пары пластин с обычной гидрофильной поверхностью, что объясняется обязаны более высокой плотностью ОН-групп [2].

Реакция между оборванными связями и проникновение молекул воды из окружающей атмосферы в целом определяют процесс распространения трещин. Процесс адсорбции воды уменьшает поверхностную энергию и, следовательно, приводит к наблюдаемому увеличению длин трещин.

Результаты исследований могут быть объяснены в рамках модели сращивания, основанной на возможности существования различной плотности ОН-групп на поверхности сращиваемых пластин с использованием химической сборки поверхности методом молекулярного наслаивания [3] (см.гл.4).

Согласно этой модели, сильное уменьшение со временем эффективной поверхностной энергии связи для связанных пластин, отожженных в интервале от 200 до 900 С, может быть объяснено предположением, что связи Si(1) - Si(2) обрываются при контакте с парами воды окружающей атмосферы.

Эффективная поверхностная энергия при t = 0 после вскрытия поверхности раздела определяется как

= Es(0) - Ei(0) ,

где Es(0) - энергия поверхности трещины при t = 0, Ei(0) - энергия поверхности раздела.

Процедура вскрытия трещины заключается в механическом разрыве связей Si(1) - Si(2), которые образуются по реакции SiOH + HO-Si Si-O-Si + H2O в процессе нагревания связанных пластин. После вскрытия поверхности раздела появляются уже две поверхности, где вновь генерируются Si-O группы и оборванные связи, не покрытые молекулами воды. Немедленно после вклинивания лезвия происходит адсорбция паров воды, которая в состоянии уменьшить энергии Si-O групп и оборванных связей кремния. Обязанная этому процессу эффективная поверхностная энергия изменяется как

.

Здесь 0 - поверхностная энергия при t = 0, а Es - различие между энергией поверхности покрытой парами воды и энергией поверхности, свободной от паров воды.

Различие энергий (t) и вследствие этого увеличение длины трещины зависят от концентрации Si(1)-O-Si(2) групп на поверхности раздела сращиваемых пластин. Допускается, что изменение поверхностной энергии в единицах длины трещины определяется динамическим равновесием между упругой и поверхностной энергиями. Временная зависимость процесса адсоpбции для постоянной концентрации паров дается приближенной формулой

,

где CSiO представляет концентрацию Si - O групп и оборванных связей на поверхности, а константа скорости k химической реакции псевдопервого порядка включает в свой состав концентрацию паров воды .

Предположим, что добавочная поверхностная энергия, обусловленная процессом образования трещины, пропорциональна числу возникающих Si - O групп на единице поверхности. Исходя из этого предположения и уравнения (8.5), можем записать временную зависимость поверхностной энергии в виде

,

где ? - равновесная поверхностная энергия при t = 0. Константа скорости может быть определена из наклона линейного графика ln[(t) - ?] (см. рис.8.6 ) как функции времени t, согласно уравнению (8.5):

.

Константа скорости k заключена в пределах от 5,9 до 6,110-2 с-1 при атмосферном давлении Р0, равна 4,610-2 с-1 при Р = 10 Па и 3,010-2 с-1 при Р = 0,2 Па [2], это соответствует определенной зависимости k от влажности воздуха, что и ожидалось, так как

,

т.е. k пропорциональна концентрации паров воды в атмосфере. Здесь k0 является "истинной" константой скорости реакции

Si-OH + HO-Si Si-O-Si + H2O.

Рис.1.6. Зависимость ln[(t)-?] от времени распада t (распространения трещины) или расхождения связанных пластин кремния, отожженных при 400 С в течение 20 ч.

Наклоны кривых соответствуют константе скорости k (верх) - RCA-очищенные пластины и TMOS-обработанные пластины при нормальных условиях на воздухе и (низ) - RCA-очищенные пластины при различных внешних давлениях

В противоположность этому при низких давлениях скорость процесса ограничивается диффузией молекул воды к концу трещины.

Итак, показано, что трещина, генерируемая вклиниванием лезвия в поверхность раздела связанных пластин кремния, распространяется благодаря адсорбции молекул воды перед тем, как достигает постоянной величины. Этот эффект приводит к зависимости измеряемой поверхностной энергии от промежутка времени между моментом вклинивания лезвия и моментом измерения длины трещины. Наблюдается сильное влияние окружающей среды на поверхностную энергию связанных пластин, отожженных в интервале температур от 200 до 900 С. Отсюда следует, что метод генерации трещины может давать воспроизводимые результаты, если контролировать условия процесса измерения. Для того, чтобы избежать быстрого увеличения длины трещины, необходимо проводить измерения поверхностной энергии в условиях вакуума.

1.2 Исследование структур КНИ и материалов, используемых в процессе их производства, методами позитронной аннигиляционной спектроскопии

Сущность и особенности методов позитронной аннигиляционной спектроскопии

Методы позитронной и мюонной спектроскопии позволяют получать уникальную информацию о первичных актах взаимодействия излучения с веществом [38-63]. Методы позитроной и мюонной спектроскопии (SR-muon spin rotation) получили широкое распространение при изучении трансформации первичных продуктов взаимодействия излучения со средой. В конденсированных средах вдоль трека заряженных частиц (в том числе мюона и позитрона) возникает последовательность микрообластей с высокой концентрацией первичных продуктов радиолиза - электронно-возбужденных состояний, положительных и отрицательных ионов и квазисвободных (свободных в газовой фазе) электронов.

Все эти частицы крайне нестабильны и за доли пикосекунды трансформируются в гораздо более долгоживущие вторичные продукты радиолиза. Позитрон и мюон в среде можно рассматривать как зонд, внедренный в трек ионизирующей частицы (собственный трек). Параметры аннигиляции позитронов и деполяризации мюонов в конденсированных средах тесным образом связаны со свойствами как среды, так и первичных продуктов радиолиза среды, окружающих позитрон и мюон на конечном участке собственного трека. Таким образом, измерения параметров аннигиляции позитронов и деполяризации мюонов в среде позволяют получать информацию о физико-химических свойствах среды, первичных продуктах радиолиза среды и процессах с их участием.

Использование методов позитронной и мюонной спектроскопии для изучения твердого тела дает информацию о строении твердого тела, дефектах кристаллической структуры, состоянии поверхности и свойствах приповерхностных слоев вещества и слоистых структур, распределении валентных электронов и электронов зоны проводимости по импульсам и позволяет изучать локальные микрополя в веществе.

Позитронный метод основан на экспериментальном измерении параметров аннигиляции позитронов и позитронии (временном и угловом распределении аннигиляционных фотонов) в среде при варьировании состава среды, напряженности внешнего электрического поля, температуры и иных термодинамических условий. В мюонном методе ведется наблюдение за поляризацией и прецессией мюона и мюония в среде при наложении магнитных полей. Отметим, что позитроний (Ps) и мюоний (Mu) являются модельными аналогами атомарного водорода.

Характерным для позитронного метода является:

- исследование элементарных актов взаимодействия единичных частиц (позитронов и атомов позитрония в различных состояниях) с атомами (молекулами) и дефектами в объеме среды;

- пренебрежимо малое влияние аннигиляционных процессов на свойства исходного вещества;

- использование в качестве независимых эталонов времени ядерно-физических констант;

- определение механизма и измерение абсолютных констант скорости быстрых и сверхбыстрых физико-химических процессов;

- типичная независимость методики измерений от агрегатного состояния вещества.

Применение позитронной и мюонной спектроскопии в физике и химии конденсированных сред обусловлено тем обстоятельством, что совокупность этих методов позволяет получать богатую, а зачастую уникальную информацию о свойствах этих сред. Необходимо подчеркнуть, что интерпретация экспериментальных результатов требует наличия развитых теоретических представлений о позитронных состояниях, позитронных процессах и позитронной аннигиляции в полупроводниках, ионных кристаллах и металлах.

В последние годы наблюдается интенсивное развитие позитроники различных веществ и их состояний [38-42]. Интерес к изучению позитроники не случаен. Он связан, с одной стороны, с фундаментальными проблемами физики: позитронной астрофизикой [45], взаимодействием вещества и антивещества [43-45], с изучением новых модификаций комплексов Уилера в веществе [43]; с другой стороны, с поиском новых уникальных методов исследования электронной структуры и некоторых физико-химических характеристик вещества [60-64] (в том числе и твердых тел) в дополнение к уже существующим методам (оптическим, электрическим, магнитным и др.), а также возможностей построения приборов и устройств, работающих на основе эффектов взаимодействия излучения с веществом.

В настоящее время выполнены экспериментальные исследования позитронной аннигиляции в металлах, сплавах, конденсированных средах ионного типа (щелочно-галоидных кристаллах (ЩГК), гидридах, окислах металлов и других веществах ионного типа), элементарных полупроводниках Si, Ge, Se, А3В5 и А2В6, полимерах и т.д. Обнаружена высокая чувствительность позитронного метода (аннигиляционных характеристик) к электронной и дефектной структуре этих веществ. Поэтому можно говорить о позитронной аннигиляционной спектроскопии (ПАС) как методе исследования электронной структуры, определения природы и концентраций точечных и протяженных дефектов, изучения нарушенных поверхностных слоев и поверхностных состояний в металлах, сплавах, полупроводниках, ионных кристаллах и других веществах, прочно вошедших в арсенал физики и химии твердого тела [38,52,54,59].

Исследования российскими учеными, полупроводников, ионных кристаллов, металлов и конденсированных сред за последние годы выявили ряд новых эффектов в позитронных аннигиляционных спектрах этих веществ: существование нескольких времен жизни позитронов, тонкую структуру кривых углового распределения аннигиляционных фотонов (УРАФ), повышенную вероятность трехквантовой аннигиляции, наличие магнитного тушения некоторых основных характеристик позитронных аннигиляционных спектров (т.е. тушения ортопозитрониевых состояний) и т.д. Таким образом, можно сделать вывод о том, что в полупроводниках, ионных кристаллах, металлах и ряде других конденсированных сред наблюдается широкий спектр позитронных и позитрониевых состояний.

Полученные результаты усиливают интерес к дальнейшим экспериментальным и теоретическим исследованиям и анализу позитронных состояний, позитронных процессов и позитронной аннигиляции в кристаллах и других конденсированных средах с целью систематизации уже накопленного материала, классификации позитронных и позитрониевых состояний, описания их свойств, влияния на них различных внешних факторов (внешнего магнитного поля, температуры, давления и т.д.), а также более четкого выяснения возможных применений позитронного метода.

Были проведены исследовательские работы с использованием установки по изучению УРАФ, находящейся в экспериментальном зале реактора ИРТ МИФИ. Источником позитронов в установке служит радиоактивный изотоп 64Cu, получаемый на ядерном реакторе. Близость установки к ядерному реактору позволяет проводить работы с использованием мощных (несколько кюри) источников позитронов, что существенно расширяет возможности установки, а тем самым и класс исследуемых сред.

Теория метода УРАФ и результаты исследований

Известно [47], что при 2-аннигиляции покоящейся позитрон-электроной пары оба -кванта разлетаются в противоположных направлениях (угол разлета равен 180) с одинаковой энергией m0c2 = 0,511 МэВ. Если же импульс пары p отличен от нуля, то углы между направлениями разлета -квантов будут отличаться от 180на величину (в лабораторной системе координат), а их энергия уже не будет равна 0,511 МэВ (рис.8.7). Диапазон изменения угла очень мал (меньше единицы), поэтому углом разлета обычно называют не сам угол, а его отклонение от 180. Распределение по углам называют угловым распределением аннигиляционных фотонов. Если импульс пары p << m0c, то угол определяется соотношением

,

.

Здесь p и p|| - поперечная и продольная составляющие импульса р соответственно (см. рис.8.7).

Таким образом, измерение скорости счета совпадений -квантов при 2-аннигиляции в зависимости от угла (отклонение угла разлета -квантов от 180) или допплеровского уширения аннигиляционной линии (0,511 МэВ) E позволяет определить импульс e+ - e- пар (или электронов, если импульс позитрона мал по сравнению с импульсом электрона).

Рис.1.7. Схема разлета -квантов при двухквантовой аннигиляции электрон-позитронной пары

На рис.1.8. приведена схема установки для наблюдения угловой корреляции аннигиляционных -квантов

Рис.1.8. Схема установки для наблюдения угловой корреляции аннигиляционных -квантов

Позитроны из радиоактивного источника 2 попадают в исследуемое вещество 3 и аннигилируют там с испусканием двух _квантов. Эти кванты разлетаются в разные стороны под некоторым углом друг к другу и регистрируются детекторами 1, 4. Сигналы с детекторов через усилитель 6, дискриминатор 7, схему совпадений 8 попадают на счетчик 9, регистрирующий события, связанные с одновременным попаданием аннигиляционных _квантов в оба детектора. Входные окна детекторов -квантов 5 представляют собой щели с угловыми размерами y и z, расположенные параллельно друг другу и плоскости образца по разные стороны от образца (такая схема эксперимента называется параллельно-щелевой).

Условия, налагаемые на y и z, имеют вид:

,

, (8.10)

где py, pz - разрешения установки по проекциям импульса py и pz; me - масса электрона; c - скорость света; pmax - максимальная величина импульса электрона в веществе.

Число -квантов, регистрируемых двумя детекторами одновременно, описывается выражением [38]

,

где A - нормировочная константа; ne(px,py,pz) - плотность распределения электронов по импульсам в исследуемом веществе. Учитывая условия (8.10), можно переписать (8.11) в виде

.

Обычно в качестве УРАФ используют не Nc(), а f() (вероятность), выбирая нормировочную константу A в (8.11) и (8.12) такой, чтобы выполнялось условие нормировки

.

На рис.8.9 в качестве примера приведены УРАФ в некоторых металлах.

Рис. 1.9. Угловые распределения аннигиляционных фотонов в образцах магния (а), алюминия (б), меди (в) и индия (г). Условия обозначения: штриховые линии - разложение фотонов на параболический 1 и гауссов 2 компоненты; сплошная линия - сумма этих компонентов; точки - экспериментальные значения

Таким образом, в параллельно-щелевой геометрии эксперимента число совпадений -квантов представляет собой интеграл от импульсной плотности электронов по двум проекциям импульса электрона, параллельным плоскости исследуемого образца. Это дает возможность проводить исследования третьей проекции импульса электрона, перпендикулярной плоскости образца. В случае сферической симметрии импульсного распределения электронов по результатам экспериментов с параллельно-щелевой геометрией можно определить плотность распределения электронов по импульсам [43]

,

где p = ·me·c - импульс электрона.

Угловое разрешение современных установок достигает 0,3 мрад и менее при хорошей статистике (104 105 импульсов на точку в максимуме кривой f(), что позволяет получить детальную структуру корреляционных кривых [43]).

Кривые угловой корреляции могут содержать узкий и широкий компоненты. Узкий компонент обычно обязан своим происхождением медленным атомам парапозитрония, а широкий - аннигиляции свободных позитронов или позитрона o-Ps на электронах среды. При аннигиляции полностью термализованных атомов парапозитрония при комнатной температуре отклонение угла двух аннигиляционных -квантов от 180 составляет всего 0,5 мрад, а для широкого компонента 10 мрад. Экспериментальные спектры хорошо описываются суперпозицией нескольких гауссовых функций, а в случае металлов добавляется параболическая составляющая. Каждая функция описывает определенный канал аннигиляции позитронов и характеризуется интенсивностью (вероятность аннигиляции) и дисперсией, однозначно связанными с энергией аннигилирующей пары.

Как видно из табл. 8.1, значения интенсивностей гауссового g и параболического р компонентов сопоставимы, т.е. позитроны с достаточно высокой вероятностью взаимодействуют как с валентными электронами ионных остовов, так и с электронами зоны проводимости. Высокое значение вероятности р, по-видимому, обусловлено тем, что позитрон в металле окружен своеобразной "шубой" электронов за счет кулоновского притяжения позитроном электронов проводимости, приводящей к его экранировке.

Таблица 1.1 Основные характеристики металлов и параметры аннигиляции позитронов

Характеристики

Mg

Al

Cu

Zn

In

Sn

Pb

Bi

Zc

2,00

3,00

1,00

2,00

3,00

4,00

4,00

5,00

nA, 1022 см-3

4,30

6,00

8,40

6,50

3,80

3,60

3,30

2,80

эксп, нс-1

4,44

6,13

8,80

6,76

5,08

4,98

5,15

4,27

, мрад

5,41

6,83

5,50 5,57

5,85

5,77

6,15

5,62

6,01

, мрад

4,63

4,46
6,40
[11]

4,84 6,31 [11]

4,85

4,43

5,02

4,63

4,72

, мрад [32]

3,50

4,30

2,80

3,50

4,00

4,70

3,80

4,30

Ip

0,72

0,69

0,38

0,45

0,56

0,64

0,41

0,55

np(), 1022 см-3 [38]

43,10

57,20

45,90

41,10

38,50

43,40

28,60

31,50

np(), 1022 см-3 [33]

9,40

18,80

10,30

11,90

11,40

13,80

10,50

12,90

np, 1022 см-3 [31]

8,60

18,10

8,45

13,10

11,50

14,50

13,20

14,10

2,15

2,85

2,30

2,05

1,93

2,17

1,40

1,50

F

4,60

3,10

4,50

3,50

3,40

3,20

2,70

2,50

, эВ [26]

7,50

11,60

8,00

8,70

8,50

9,60

8,00

9,20

, эВ [29]

8,20

7,60
15,60

8,90
15,2

9,00

7,50

9,60

8,20

8,40

, эВ [30]

7,10

11,60

7,00

9,40

8,60

10,00

9,40

9,90

Примечание: Ошибки определения (p, g) и (Ip, Ig) не превышают соответственно 0,5 и 5 .

Согласно Ферранте [48], в металлах не исключено даже образование трехчастичной лептонной системы Уилера [49] состава е е+ е (ион позитрония). В общем случае будем считать, что в металле образуется отрицательно заряженный комплекс типа Уилера Ps-, эффективный заряд (-е) которого зависит от природы металла. Такого рода комплекс может достаточно сильно взаимодействовать с валентными электронами ионных остовов с образованием релаксирующих метастабильных квазиатомных систем Ps- + валентные электроны в области ионного остова + ионный остов по аналогии с образованием квазиатомных систем позитрон + анион в ионных кристаллах, что и обусловливает высокие значения g. Электронные волновые функции комплекса Ps- трансформируются в области ионных остовов в электронные атомные волновые функции внешних валентных электронов, а позитронная волновая функция слабосвязанного позитрона с учетом исключения нахождения позитрона на ядре иона металла может быть выбрана в виде волновой функции слабосвязанного оптического позитрона [43].

В приближении слейтеровских орбиталей электронных волновых функций и позитронной волновой функции полуширина Гg на полувысоте кривых УРАФ (см. рис.8.9) может быть вычислена по формуле [43]

Гg = Cn(s,p,d)n(s,p,d) / 2,

где Cn(s,p,d) - переводной множитель, C2(s,p) = 3,52; C3(s,p) = 2,86; C4(s,p) = 2,52; C5(s,p) = 2,48; C6(s,p) ~ 2; n(s,p,d) слейтеровские параметры электронных n(s, p, d)-орбиталей атомов, а ширина g, соответствующая дисперсии гауссовой кривой, определяется из выражения g Гg/ Гg0,85,

В табл.8.1 приведены рассчитанные по формуле (8.15) значения g(n(s,p)) для исследованного ряда металлов. Для сравнения даны экспериментальные значения g. Совпадение рассчитанных и экспериментальных величин g вполне удовлетворительное, что свидетельствует о верном выборе механизма аннигиляции в металлах.

Определение концентрации электронов np в зоне проводимости металлов

Концентрация электронов проводимости np является важнейшей характеристикой металлического состояния. Для определения величин np используются разнообразные методы [43]: электрические, оптические, гальваномагнитные (например, эффект Холла), измерения электронной части теплоемкости металла и поверхностного импеданса на радиочастотах. Температурные зависимости np позволяют определять величины pF, F и концентрацию электронов свободного электронного газа (np = N/V, где N - общее число электронов, V - объем).

Метод аннигиляции позитронов является прямым методом определения величин np в металлах. Исходя из факта, что все позитроны в металлах аннигилируют в свободных соударениях, можно записать выражение для определения величин np() из данных спектров УРАФ (см. табл.8.1)

np() = 5,9421020 3p, см-3.

Сведения о концентрации электронов в зоне проводимости можно также получить по измерениям скорости аннигиляции позитронов в металлах. Действительно, в этом случае позитроний не образуется и скорость аннигиляции позитронов будет определяться концентрацией электронов, с которыми они испытывают соударения

d = dvn.

Здесь d = r02/ = (r02/v)c - дираковское сечение 2-аннигиляции; v - скорость позитрона; r0 - классический радиус электрона.

Понимая под n сумму концентраций электронов проводимости np и остовных электронов ng, выражение (8.17) можно записать в виде

d = (p + g),

где p и g - соответственно скорости аннигиляции позитронов на электронах проводимости и остовных электронах. Тогда вероятности аннигиляции по каждому из перечисленных каналов будут

Ip = p/(p + g);

Ig = g /(p + g).

Из выражений (8.16), (8.19) и (8.20) можно найти связь между измеряемой скоростью аннигиляции позитронов в металле изм = d, концентрацией электронов (проводимости np и остовных ng) и соответствующей вероятностью аннигиляции (Ip и Ig), определяемой в угловых экспериментах:

np() = изм Ip/r02c = 1,354изм Ip1023 см-3;

ng() = изм Ig/ r02c = 1,354изм Ig1023 см-3,

где изм = 1/изм - суммарная скорость аннигиляции позитронов; изм - измеряемые времена жизни; Ip и Ig - относительные площади параболы и гауссиниан в спектрах УРАФ (см. рис.8.9). Отметим, что в формулах (8.17), (8.21) и (8.22) р и g имеют размерность мрад, а изм - нс-1. Таким образом, выражения (8.21), (8.22) позволяют так же, как и выражение (8.17), оценить концентрацию электронов проводимости np, но уже с использованием результатов измерения параметров аннигиляции позитронов.

В табл.8.1 приведены концентрации электронов проводимости, определенные по данным УРАФ np() (8.16), измерениям скорости аннигиляции позитронов np() (8.22) и значениям np для идеальных металлов. Сравнение этих концентраций указывает, что значения np() и np близки, а значение np() существенно отличается от них. В связи с этим в табл.8.1 приведено значение фактора

F= np() / np() = c() / c(p),

характеризующего, по нашему мнению, увеличение электронной плотности в области нахождения позитрона по сравнению с электронной плотностью свободного электронного газа [47]. Как видно из таблицы, значения этого параметра для исследованных металлов лежат в интервале от 2,5 до 4,5.

Итак, взаимодействие позитронов с электронным газом приводит к локальному повышению концентрации электронов и, как следствие, увеличению скорости аннигиляции позитронов. В то же время увеличение электронной плотности, по-видимому, не сказывается заметным образом на значениях импульсов и энергии электронов (а следовательно, и величин p), входящих в состав комплекса Ps-, так как спектр УРАФ, описывающий аннигиляцию из этого комплекса хорошо аппроксимируется параболой, а экспериментально определенное значение энергии Ферми вполне удовлетворительно согласуется с ее теоретическим значением. Таким образом, можно думать, что значения концентрации электронов, определяемые по формуле (8.16) с использованием только данных УРАФ, будут наиболее достоверно отражать значения концентрации np свободного электронного газа. Это действительно имеет место (см. табл.8.1).

Величину эффективного заряда комплекса Уилера Ps- можно оценить, сравнивая концентрацию np() электронов в области нахождения позитрона с концентрацией n(Ps) в свободном атоме позитрония

n(Ps) = (3/4) rPs-3 = 21023 см-3,

где rPs = 1,0610-8 см - радиус боровской орбиты позитрония.

Отношение этих величин = np()/n(Ps) приведено в табл.8.1. Значение параметра , усредненное по всем исследованным металлам, оказалось равным 2,04. Очевидно, что значение эффективного заряда связано с параметром формальным соотношением = - 1, т.е. 1, как и должно быть в комплексе Уилера.

Таким образом, механизм аннигиляции позитронов в металлах через образование комплексов Уилера, по-видимому, находит экспериментальное подтверждение. Значения концентрации электронов, определяемые по формуле (8.16) с использованием только данных УРАФ, наиболее достоверно отражают значения концентрации np свободного электронного газа.

Исследование полупроводников методом ПАС

Проблема дефектообразования и влияния дефектов на физико-химические свойства материалов уже много лет является одной из центральных в физике твердого тела, так как дефекты в сильной степени влияют на важнейшие эксплуатационные характеристики полупроводников и металлов [43]. Использование метода угловых распределений аннигиляционных фотонов для изучения параметров аннигиляции позитронов в веществе позволяет выявлять изменения электронного строения среды и импульсного распределения электронов при возникновении дефектов [43]. кремний трещина аннигиляционный спектроскопия

Как уже говорилось, спектр УРАФ определяется плотностью импульсного распределения электронов исследуемой среды. Следовательно, появление дефектов в матрице кристалла (примеси, пары Френкеля и т.п.), влияющих на импульсное распределение электронов, приведет к изменению спектров УРАФ, что и фиксируется в эксперименте.

Исследовались возможности позитронной диагностики при изучении методом УРАФ радиационных нарушений в монокристаллическом кварце, облученном протонами. Одновременно измерялась величина акустического поглощения, что дало возможность более точно идентифицировать тип дефектов. Образцы облучались протонами с энергией 24 МэВ при дозе облучения от 1,41013 до 2,71015 см-2. Показано, что метод УРАФ слабо "чувствует" крупные дефекты (дислокации, структурные нарушения), в то время как акустическое поглощение подобных дефектов с ростом концентрации существенно увеличивается. С другой стороны, в образцах природного кварца с большим содержанием примесных атомов, находящихся в узлах решетки (примесные атомы замещения), акустическое поглощение невелико, а метод УРАФ определяет эти кристаллы как несовершенные. Сделан вывод, что высокая чувствительность метода УРАФ реализуется в основном на точечных дефектах (примесные атомы, первичные радиационные дефекты и т.п.), а метод акустического поглощения дает интегральную оценку наличия более широкого круга дефектов, слабо реагируя на примесные атомы замещения.

Для получения информации об энергии связи дефектов проводился изохронный вакуумный отжиг облученных образцов при температурах до 600 С ступенями с шагом 100 С. После отжига измерялось акустическое поглощение и вероятность образования позитрония.

Применение позитронной диагностики представляет интерес в качестве неразрушающего метода контроля уровня дефектности кристаллов [64]. Дальнейшее усовершенствование аппаратуры для измерения параметров аннигиляции даст возможность более полно реализовать высокую чувствительность метода вплоть до количественных оценок концентрации дефектов.

1.3 Исследование поверхности пластин

Различные методы технологической обработки поверхности (очистка, окисление и др.) вносят специфический вклад в адсорбционно-десорбционные явления, имеющие место на границе раздела фаз. Все что происходит на поверхности пластин и тем более на границе двух сращенных пластин оказывает (или может оказывать) существенное влияние на качество структур КНИ или технологию их изготовления. Поэтому исследованию поверхности кремниевых пластин следует уделять особое внимание. В настоящем разделе приводятся результаты некоторых экспериментов, направленных на выяснение механизма процессов на поверхности кремниевых пластин как в равновесных атмосферных условиях, так и в условиях тепловой обработки. При проведении исследования применялись два метода, широко используемых при изучении поверхностей твердых тел: измерение контактной разности потенциалов (КРП) и измерение тепловой десорбции с поверхности (ТПД).

Метод масс-спектрометрического исследования процесса термодесорбции с поверхности кремниевых пластин

В данном методе масс-спектрометрического исследования процесса термодесорбции с поверхности кремниевых пластин использовался прибор МХ-7302. Чувствительность масс-спектрометра была достаточно высока и составляла по водороду не менее 10_31/моль. Диапазон измеряемых массовых чисел (М) - от 1 до 60.

Исследование газовыделений с поверхности кремниевых пластин (либо с поверхности металлов) представляет довольно трудную задачу в связи с малой величиной удельной поверхности исследуемых объектов. Поэтому для повышения чувствительности было необходимо использовать большое количество исследуемого материала. Опытным путем было установлено, что экспериментальная навеска, помещаемая в экстрактор масс-спектрометра, должна составлять ~ 1,5 - 2,0 г, что в пересчете на площадь стандартной кремниевой пластины составляет 11-15 см2 (~ 1/4 пластины диаметром 100 мм).

Аналитическая система масс-спектрометра позволяла производить как запись полного спектра при любой интересующей температуре, так и непрерывную запись выбранного газовыделения во время роста температуры и выдержки образца при заданной температуре (~ 1,5 ч).

Для изучения термодесорбции был использован метод, позволяющий по площади, ограниченной спектральной кривой накопления, получать относительные количества интересующего газовыделения. Таким образом были исследованы органические выделения (массовые числа 28 и 44), а также выделения воды (массовое число 18), представляющие наибольший интерес. Была разработана методика количественного определения десорбированной воды. Для этого была проведена градуировка масс-спектрометра по воде. При этом использовался градуировочный объем, предусмотренный в вакуумной схеме МХ_7302 для градуировки по водороду.

В качестве эталонной газовой смеси использовался атмосферный воздух, содержащий, как известно, насыщенные пары Н2О, парциальное давление которых составляет при 20 С (температура помещения) 18 мм.рт.ст., т.е. плотность насыщенного пара 17,3·10_6 г/см3. Соответственно, плотность водяного пара при давлении воздуха 1 мм.рт.ст. составляет 0,23·10-7г/см3.

При градуировке калиброванный объем заполнялся атмосферным воздухом до давления 10 мм.рт.ст., затем с помощью электромагнитного клапана вводился в анализатор масс-спектрометра и производилась запись спектра воды на диаграммной ленте. Определяя площадь под кривой градуировочного пика, можно получить (в результате многократных измерений), что 1 см2 площади пика соответствует 1,1510-7г Н2О. Используя это значение, можно рассчитать количество воды, выделяющееся при данной температуре.

Измерения контактной разности потенциалов подложек

Для изучения поверхности кремниевых пластин, была применена установка "Альфатест", позволяющая измерять контактную разность потенциалов [65]. Использовался эталонный электрод.

В качестве объектов исследования влияния тепловой обработки на свойства поверхности были выбраны стандартные пластины монокристаллического (100) кремния КЭФ 4,5 [66-69]. Типичные масс-спектры термодесорбции показаны на рис.8.10 и 8.11.

Рис.8.10. Термодесорбция воды при 900 С пластин кремния КЭФ 4,5(100) в зависимости от времени (максимальное время выдержки 1,5 ч). Условные обозначения: ---- образец №1; - - - образец №2; * * * * образец №3

На рис. 8.10,а приведены масс-спектры Н2О (при 900 С) трех кремниевых пластин КЭФ 4,5 (100), хранившихся в атмосферных условиях; на рис. 8.10,б - масс-спектры тех же образцов после предварительной специальной обработки водой - гидроксилирования, т.е. кипячения в дистиллированной воде.

На рис. 8.11 показаны масс-спектры гидроксилированного образца кремния после термической обработки в экстракторе масс-спектрометра при восьми температурных обработках (от 100 до 900С).

Рис.1.11. Изменение термодесорбции воды в процессе выдержки пластин кремния КЭФ 4,5 (100) в экстракторе масс-спектрометра МХ-7202 при различных температурах в зависимости от времени (максимальное время выдержки 1,5 ч)

На рис.8.12 приведены зависимости контактной разности потенциалов кремниевой пластины и количества десорбированной влаги (в отн. ед.) от температуры тепловой обработки.

Рис.8.12. Изменение контактной разности потенциалов и количества десорбированной воды от температуры вакуумной термообработки пластин КЭФ - 4,5 (100): OH - степень покрытия ОН-группами поверхности SiO2 по данным [68

Как известно, с энергетической точки зрения сорбированные молекулы можно подразделить по следующим критериям (теплоты адсорбции): физическая адсорбция - 4 20 мэВ; химическая адсорбция - 1 100 эВ и более. Однако указанные границы являются условными, поскольку в ряде случаев теплота химической адсорбции может быть очень мала, например, если она сопровождается диссоциацией молекул, энергия связи которых достаточна велика. В литературе, посвященной вопросам адсорбции, принято считать, что физическая адсорбция не влияет на электронику поверхности, в противоположность химической. Ниже этот вопрос будет рассмотрен более подробно.

Проблеме взаимодействия молекул воды с поверхностью твердых тел посвящено множество литературных источников [66]. Особое внимание уделялось механизму этого процесса и влиянию его на свойства твердых тел, имеющих оксидные поверхности. Современная точка зрения на механизм адсорбции воды на поверхности оксидов изложена в работе [67]. В кратком изложении она заключается в следующем. В обычных производственных условиях поверхности металлов и полупроводников имеют естественную пленку оксида. Молекулы воды, всегда присутствующие в окружающей атмосфере, адсорбируются на поверхности и в тонком приповерхностном слое - адсорбционном пространстве - и могут диссоциировать, образуя пару ионов: H2O = OH- + H+. Заряженные группы OH- могут различным образом (с разной энергией связи) присоединяться к поверхности твердого тела. Таким образом, в зависимости от парциального давления H2O в окружающей среде на поверхности твердого тела образуется то или иное покрытие гидроксильными группами (гидроксилирование). Необходимо подчеркнуть, что максимально возможной величиной покрытия группами ОН является монослой, поскольку процесс является хемосорбционным. Физическая адсорбция различных газов и паров (в том числе органических) происходит на оксидных поверхностях, предварительно покрытых слоем гидроксилов.

Наиболее подробное и тщательное исследование взаимодействия воды с поверхностью SiO2 проведено в работах [68,69]. С по-мощью масс-спектрометрического изучения термодесорбции воды было показано, что при повышении температуры до 190 - 210 С в вакууме происходит удаление физически связанных молекул воды; при этом реакция термодесорбции имеет первый порядок, энергия активации десорбции Eб равна ~ 5 - 6 ккал/моль. При дальнейшем повышении температуры начинается разрушение слоя гидроксилов (OH-групп) - реакция дегидроксилирования. Причем в области температур от ~ 200 до 400 С удаляются группы OH, связанные между собой горизонтальным взаимодействием - водородной связью, а также координационные соединения (поверхностные комплексы) и возникают островковые образования ОН вокруг активных центров (реакция имеет второй порядок, с энергией Eб=20 ккал/моль). При температурах выше 400 С остаются лишь изолированные, не связанные между собой гидроксилы. В температурном диапазоне более 250 С на поверхности идет "реакция конденсации" [65-67] (?Si-OH) + (?Si-OH)= (?Si_O_Si?)+H2O, т.е. образуются так называемые "силоксановые мостики" и "вторичная вода". Энергия активации OH-групп увеличивается при температуре выше 400 С до 25ч50 ккал/моль с уменьшением покрытия OH-группами. В этом случае, по-видимому, имеет место процесс десорбционной миграции протонов вдоль поверхности (или процесс активированной диффузии OH_групп). Результатом такой миграции являются образование двух пар OH-групп и реакция конденсации.

В последних исследованиях было показано, что наряду с процессом гидроксилирования на поверхности происходит другой хемосорбционный процесс - образование координационных соединений. Местами их образования являются координационно-ненасыщенные атомы на поверхности, играющие роль электронно-акцепторных центров. При их взаимодействии с водой образуются протоно-донорные центры (Н2О)к, более активные, чем гидроксилы [67]. Таким образом, адсорбция паров и газов на поверхности оксида происходит как на гидроксильных группах, так и на (Н2О)к центрах.

Координационные соединения имеют существенно меньшую термостабильность по сравнению с химическими. Если для проведения полного дегидроксилирования поверхности необходимы температуры до ~ 1000 С, то координационные соединения разрушаются уже при температурах ~ 300 400 С.

Приведенные выше данные о механизме процессов адсорбции-десорбции молекул воды получены для поверхности твердых тел. Естественно, проведение адсорбционных экспериментов на таких объектах не вызывает больших затруднений, так как величины адсорбции значительны. Данные для малых поверхностей, имеющих "геометрические" значения, единичны, поскольку экспериментальные трудности в этом случае резко возрастают. Принципиальный характер процессов адсорбции-десорбции молекул H2O на "геометрической" поверхности твердых тел остается тем же.

Влияние адсорбции на электронные свойства поверхности твердых тел

В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал измерения КРП широкого круга поверхностей твердых тел различной природы (металлов, полупроводников, изоляторов) и структуры (моно- и поликристаллы), а также большого числа разных адсорбатов при различных температурах. В связи с этим в табл.8.2 и 8.3 приведены некоторые данные, из которых следует:

- потенциалы поверхностей одинаковой природы существенно отличаются при адсорбции на них различных молекул (табл.8.2);

- потенциалы поверхностей разных твердых тел близки, если на них адсорбируются молекулы воды (см. табл.8.3);

- имеет место корреляция характера изменения КРП с полярностью молекул (полярные молекулы снижают КРП).

Влияние адсорбции Н2О на величину КРП может быть различным. Эта адсорбция в зависимости от условий эксперимента может происходить в виде отдельных диполей (ассоциативная адсорбция), либо осложняться диссоциацией на фрагменты, имеющие дипольный момент, или образующие водородные связи.

Таблица 1.2. КРП поверхностей различных адсорбатов

Тип твердого тела

Адсорбат

Температура адсорбции, К

Характер адсорбции

КРП,

В

Al поликристалл

Cl2

295

--

-1,6

Al поликристалл

O2

295

асс

+0,2

Al поликристалл

O2

473

дисс

+0,4

Cu (111)

O2

298

асс

+0,125

Cu (100)

O2

298

асс

+0,39

Cu (110)

O2

298

асс

+0,675

Cu (100)

I2

300

дисс

-0,2

Si (100)

O2

100900

асс

-0,3

Si (100)

H2

100900

асс

-0,3

Примечание: асс - ассоциативная; дисс - диссоциативная.

Таблица 1.3. КРП поверхностей при адсорбции воды

Тип твердого тела

Температура адсорбции, К

Характер адсорбции

КРП,

В

1

2

3

4

Fe (поликристалл)

77

асс

-0,97

Со (поликристалл)

77

асс

-1,20

Со (001)

100

асс

-1,20

Ag (110)

80

асс

-0,80

Ag (110)

80

дисс

-0,80

Al (100)

100

асс

-1,20

Al поликристалл

298

асс

-1,20

Ni поликристалл

77

асс

-1,10

Ni (110)

150

асс

-1,20

Cu поликристалл

77

асс

-0,73

Cu (110)

90

асс

-0,92

Ti поликристалл

293

--

-0,72

Au поликристалл

77

асс

-0,60

Au поликристалл

298

асс

-1,10

Au пленка

298

--

-0,60

Pt (111)

100

асс

-1,50

Pt (110)

100 - 200

асс

-1,0

Si (111) 7x7

298

асс

-0,70

Si (100)

100 - 900

асс

-0,90

TiO2 (110)

250 - 300

асс

-1,10

На рис.8.13 приведен обобщенная зависимость КРП от степени покрытия поверхности молекулами Н2О (числа слоев n). Из рисунка следует, что адсорбция воды в пределах монослоя приводит к существенному снижению потенциала (до 1 В). Однако большое количество молекул Н2О, образующее полислои (либо покрытие ОН-группами, связанными водородными связями), приводит к росту КРП.

Данные, приведенные в табл.8.2, 8.3 и рис.8.13, указывают, что решающими моментами, определяющими потенциал поверхности, являются полярность молекул, из которых состоит поверхностная фаза, и ориентация молекул по отношению к поверхности. Молекулы (или их фрагменты), ориентированные нормально к поверхности, снижают работу выхода электрона (КРП) и, напротив, расположенные параллельно поверхности, приводят к увеличению КРП.

Рис.1.13. Зависимость КРП от числа слоев сорбированной Н2О

Важную роль играет также величина удельной поверхности. В случае плоской поверхности электронное облако внутри твердого тела не имеет резкой границы. Оно распространяется и на область вне поверхности, что приводит к перераспределению электронов в объеме вещества и к образованию около поверхности двойного слоя с отрицательным полюсом снаружи. Поэтому плотно упакованные кристаллические грани характеризуются высокими значениями работы выхода, а атомно-шероховатые или не плотноупакованные грани - низкими. При адсорбции на более развитой поверхности количество диполей в поверхностной фазе велико, что также снижает КРП (при постоянной площади измерительного зонда).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Maszara W.P., Goetz G., Cavigilia A. Mc.Kitterick J.B. Bonding of silicon wafers for silicon-on-insulator // J. Appl. Phys. 1986. V. 64. № 10. P.1943 - 1950.

2. Stengl R, Tan T, Goesele U. A model for the silicon wafer bonding process // Japan J. Appl. Phys. 1989. V. 28. № 10. P. 735 - 1741.

3. Tong Q.-Y., Lee T.-H., Goesele U., Reiche M., Ramm Y., Beck E. The Role of Surface Chemistry in Bonding of Standart Silicon Wafers // J. Electrochem.Soc. 1997. V. 144. № 1. P. 384 - 389.

4. Sensor Technology Devices . Ed. Ljubisa Rustic. Boston - London: Artech House, 1994. P. 157 - 201.

5. Прокопьев Е.П., Петров С.В. Модель сращивания пластин кремния по данным газовыделения. М., 1996. С.103 - 112. - Деп. в ЦНИИ "Электроника". Р-5502.

6. Тимошенков С.П., Прокопьев Е.П. Особенности процесса прямого соединения пластин кремния.// Материаловедение. 1999. № 5. С. 43 - 45.

7. Тимошенков С.П., Прокопьев Е.П., Дягилев В.В. Движение и залечивание пор и полостей вблизи границы сращивания стандартных пластин кремния // Известия вузов. Электроника. 1998. 1998. № 5. С.39 - 44.

8. Алесковский В.Б. Химия надмолекулярных соединений. Учеб. пособие. Спб./: Изд-во С. - Петербург. ун-та, 1996. 256 с.

9. Алесковский В.Б. Стехиометрия и синтез твердых соединений. Л.: Наука, 1976. 140 с.

10. Алесковский В.Б. Химия твердых веществ. М.: Высшая школа, 1978. 258 с.

11. Малыгин А.А. Метод молекулярного наслаивания - основа химической нанотехнологии материалов твердотельной электроники // Петербургский журнал электроники. 1996. № 1. С.22.

12. Кольцов С.И. Химическое конструирование твердых веществ. Л.: Изд-во ЛТИ им. Ленсовета, 1990. 48 с.

13. Ежовский Ю.К., Вайнштейн П.М. Химическая активность и особенности взаимодействия ОН-групп на поверхности моно-кристаллического кремния // Журн. прикл. химии. 1998. Т. 71. № 2. С. 227 - 231.

14. Малыгин А.А. Химическая сборка поверхности твердых тел методом молекулярного наслаивания // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 7. С. 58.

15. Tong Q.-Y., Goesele U. A Model of Low-Temperature Wafer Bonding And Its Applications // J. Electrochem. Soc. 1996. V. 143. № 5. P.1773 - 1779.

16. Прокопьев Е.П., Тимошенков С.П. Определение энергии связи прямого соединения пластин кремния методом генерации трещины между поверхностями сращивания: Обзор // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. 1999. № 3. С. 45 - 49.

...

Подобные документы

  • Распределение электронов по орбиталям, которые отвечают высшему энергетическому состоянию атомов хлора и кремния. Молекулярно-ионные и сокращенные ионные уравнения реакций между нитратом свинца и хроматом калия, гидроксидом алюминия и гидроксидом калия.

    контрольная работа [158,2 K], добавлен 06.11.2011

  • Прямое азотирование кремния. Процессы осаждения из газовой фазы. Плазмохимическое осаждение и реактивное распыление. Структура тонких пленок нитрида кремния. Влияние поверхности подложки на состав, структуру и морфологию осаждаемых слоев нитрида кремния.

    курсовая работа [985,1 K], добавлен 03.12.2014

  • Строение атома кремния, его основные химические и физические свойства. Распространение силикатов и кремнезема в природе, использование кристаллов кварца в промышленности. Методы получения чистого и особо чистого кремния для полупроводниковой техники.

    реферат [243,5 K], добавлен 25.12.2014

  • Обзор руднотермических печей, применяемых при производстве кремния. Пересчет химического состава сырья и углеродистых восстановителей, применяемых при производстве кремния в мольные количества химических элементов с учетом загрузочных коэффициентов.

    курсовая работа [516,0 K], добавлен 12.04.2015

  • Понятие и свойства рентгеновского излучения. Принцип работы дифрактометра и метод Дебая-Шеррера. Расчёт углов пиков дифрактограммы. Прецизионное определение параметров элементарной ячейки. Определение размера кристаллитов поликристаллического образца.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 17.05.2014

  • Основные приближения метода потенциалов. Свойства и структура ковалентных кристаллов. Кристаллическая структура металлов. Современные представления физики металлов. Главные недостатки модели свободных электронов. Оценка энергии связи в металлах.

    презентация [297,1 K], добавлен 15.10.2013

  • Экспериментальное синтезирование полифенилсилоксана. Анализ мононатровой и тринатровой соли фенилтригидроксисилана на натрий. Исследование взаимодействия поликобальтфенилсилоксана с фенилсилантриолятом натрия. Определение кремния гравиметрическим методом.

    реферат [552,4 K], добавлен 16.03.2011

  • Общие сведения о гетерополисоединениях. Экспериментальный синтез капролактамовых гетерополисоединений, условия их получения. Изучение структурных особенностей соединений методами рентгеноструктурного анализа, масс-спектрометрии, ИК- и ЯМР-спектроскопии.

    дипломная работа [501,6 K], добавлен 05.07.2017

  • Второй по распространенности (после кислорода) элемент земной коры. Простое вещество и элемент кремний. Соединения кремния. Области применения соединений кремния. Кремнийорганические соединения. Кремниевая жизнь.

    реферат [186,0 K], добавлен 14.08.2007

  • Проблема загрязнения окружающей среды химическими веществами - продуктами техногенеза. Определение содержания кислоторастворимых форм металлов (свинец, медь, цинк, никель, железо) в пробах почв Тульской области методом атомно-абсорбционной спектроскопии.

    курсовая работа [805,1 K], добавлен 23.08.2015

  • Кремний — элемент главной подгруппы четвертой группы третьего периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева; распространение в природе. Разновидности минералов на основе оксида кремния. Области применения соединений кремния; стекло.

    презентация [7,3 M], добавлен 16.05.2011

  • Понятие степени окисления элементов в неорганической химии. Получение пленок SiO2 методом термического окисления. Анализ влияния технологических параметров на процесс окисления кремния. Факторы, влияющие на скорость получения и качество пленок SiO2.

    реферат [147,2 K], добавлен 03.12.2014

  • Химические свойства простых веществ. Общие сведения об углероде и кремнии. Химические соединения углерода, его кислородные и азотсодержащие производные. Карбиды, растворимые и нерастворимые в воде и разбавленных кислотах. Кислородные соединения кремния.

    реферат [801,5 K], добавлен 07.10.2010

  • Свойства кремния и область применения в производстве. Определение основных параметров печи, ее футеровка, система охлаждения, газоочистка. Состав оборудования и общая характеристика основных ферросплавных цехов и технологии по производству ферросилиция.

    дипломная работа [77,1 K], добавлен 03.06.2008

  • Классификация и основные свойства металлов: низкие потенциалы ионизации и применение в качестве восстановителей. Особенности электронной структуры и положения в периодической системе элементов. Изучение неметаллов на основе кремния и его соединений.

    лекция [59,9 K], добавлен 16.01.2011

  • Исследование физических и химических свойств металлов, особенностей их взаимодействия с простыми и сложными веществами. Роль металлов в жизни человека и общества. Распространение элементов в природе. Закономерность изменения свойств металлов в группе.

    презентация [1,7 M], добавлен 08.02.2013

  • Исследование формальной кинетики процесса пиролиза углеводородов. Метод полуревращения как интегральный метод определения частного порядка реакции. Определение энергии активации. Уравнение Аррениуса. Определение порядка реакции интегральным методом.

    лабораторная работа [1,5 M], добавлен 09.05.2014

  • Особенности пленкообразования непредельных соединений. Модифицированные олигобутадиены в качестве пленкообразователей. Определение содержания нелетучих веществ в композиции. Исследование структуры модифицированных олигодиенов методом ИК-спектроскопии.

    реферат [499,4 K], добавлен 17.06.2012

  • Методы определения металлов. Химико-спектральное определение тяжелых металлов в природных водах. Определение содержания металлов в сточных водах, предварительная обработка пробы при определении металлов. Методы определения сосуществующих форм металлов.

    курсовая работа [24,6 K], добавлен 19.01.2014

  • Получение и изучение свойств растворов ПАН/ДМФА и ПАН/ДМФА/AgNO3 методом УФ спектроскопии. Контроль структурного градиента у нановолокна Ag/ПАН с помощью обработки растворителем. Метод дифференциальной сканирующей калориметрии. Метод ИК спектроскопии.

    дипломная работа [4,0 M], добавлен 04.06.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.