Физико-химические аспекты и компьютерное моделирование формирования нанослоевых структур выпрямляющих контактов Ga (As/P) — Ga (S/Se) — Ni
Диссертация
С конца 80-х годов прошлого века разрабатывается комбинированный подход к созданию пассивирующего трансмиссионного слоя на поверхности полупроводника, объединяющий достоинства классических способов подготовки поверхности полупроводника к нанесению металла на второй стадии. В этом комбинированном подходе в ходе реконструкции приповерхностной области полупроводника образуется не оксидный… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1.
- 1. 1. Характеристики соединений a'"bv
- 1. 1. 1. Общие сведения
- 1. 1. 2. Кристаллическая структура
- 1. 1. 3. Следствия отсутствия инверсионной симметрии: плоскости (111) и (1 1 1)
- 1. 1. 4. Характер связи в соединениях ainBv
- 1. 1. 5. Сила связи aIM-BV
- 1. 2. Физико-химические свойства фосфида галлия и арсенида галлия
- 1. 2. 1. Основные характеристики фосфида галлия
- 1. 2. 2. Основные характеристики арсенида галлия
- 1. 2. 3. Строение реальной поверхности арсенида галлия и фосфида галлия
- 1. 3. Граница раздела металл — полупроводник
- 1. 3. 1. Методы формирования контактов металл — полупроводник
- 1. 3. 2. Модели строения границы раздела металл — полупроводник
- 1. 3. 3. Теории переноса заряда через границу раздела металл — полупроводник
- 1. 3. 4. Состояние поверхности полупроводника и электрофизические свойства диодных структур металл — полупроводник
- 1. 3. 5. Способы подготовки поверхности полупроводника и электрофизические характеристики контакта металл — полупроводник
- 1. 3. 6. Процессы, протекающие на поверхности полупроводников типа A'"Bv, контактирующей с окружающей средой
- 1. 3. 7. Влияние оксидного слоя на электрофизические свойства выпрямляющих контактов металл — полупроводник
- 1. 3. 8. Халькогенидная пассивация поверхности полупроводника
- 1. 1. Характеристики соединений a'"bv
- 2. 1. Техника и методика эксперимента
- 2. 1. 1. Растворы и реактивы
- 2. 1. 2. Установки
- 2. 1. 3. Методика изготовления рабочих электродов
- 2. 1. 4. Методика измерения катодных поляризационных кривых
- 2. 1. 5. Методика формирования выпрямляющего контакта на поверхности полупроводника
- 2. 2. Термодинамический расчёт для реакций, протекающих на границе полупроводник -раствор
- 2. 3. Нахождение оптимальной плотности тока для наилучшего осаждения никеля
- 2. 4. Травление фосфида галлия концентрированными кислотами
- 2. 5. Регистрация вольтамперных характеристик контактов металл — полупроводник
- 2. 5. 1. Влияние предварительной подготовки на электрофизические характеристики контакта никель-фосфид галлия п-типа
- 2. 5. 3. Термическая стабильность
- 2. 6. Исследование поверхностей GaAs, GaP и контактов GaAs-Ni инструментальными методами
- 3. 1. Построение геометрической модели гетероперехода Ga (As, P) — (S, Se)-Me
- 3. 2. Расчет сил связи методом нелокального функционала плотности
- 3. 3. Расчет энергий и длин связей биядерных локальных кластеров состава АШВУ, а¥-, aiv bvi, av bvi методом функционала плотности с помощью пакета компьютерных программ WINBOND
- 3. 4. Расчет энергий и длин связей биядерных локальных кластеров состава АИ1ВУ, A."Bv. A, vBvr AvBvi методом функционала плотности в прог раммном пакете Hyper Chem 6 Professional
- 3. 5. Компьютерное моделирование релаксации контактов GaP-(S, Se)-N
- 3. 5. 1. Механизмы релаксации наноструктуры контакта AHIBV — AinBvl — Me
- 3. 5. 2. Анализ результатов компьютерного моделирования релаксации контакта GaP-S-N
- 3. 5. 3. Анализ результатов компьютерного моделирования релаксации контакта GaP-Se-N
Список литературы
- Батенков В.А. Электрохимия полупроводников. Барнаул. Изд-во АлтГУ, 1998.-163 с.
- Мокроусов Г. М. Перестройка твердых тел на границах раздела фаз. -Томск: Изд-во ТГУ, 1990. 230 с.
- Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств // Справочник. -М.: Радио и связь, 1991. 528 с.
- Бессолов В.Н. и др. Халькогенидная пассивация поверхности полупроводников А3В5 // Физика и техника полупроводников. 1998. -Т. 32.-№ И.-С. 1280−1298.
- Зюзин Ю.Б. Обзор изобретений «Полупроводниковые приборы и интегральные схемы». Ч. 1−3 / Аналитические обзоры /Scitechlibrary.com/, 2003.
- Химическая энциклопедия: В 5 т.: т. 1. / Кнунянц И. Л. (гл. ред.) и др.-М: Сов. энцикл., 1988.-623 с
- Thiel A., Koelsch Н., Zs. anorg. Chem. 1930 — Vol. 65−66 — P. 288 ()
- Huggins M. L., Phys. Rev. 1926 — Vol. 27 — P. 286.
- Goldschmidt V. M., Trans. Farad. Soc. 1923 — Vol. 25 — P. 253.
- Блюм А. Н., Мокровский H. П., Регель A. P., Изв. АН СССР, серия физич. 1952 — т. 16-С. 139.
- Welker Н., Zs. Naturforsch. 1952 — Vol. 11 — P. 744.
- Стрельченко C.C., Лебедев B.B. Соединения А3В5 // Справочник. -Изд-во Металлургия, 1984. 144 с.
- Бокий Г. Б. Кристаллохимия М.: Изд-во «Наука», 1971 — 400 с.
- Хилсум К., Роуз-Инс Р. Полупроводники типа AIII BV = Semiconducting III — V Compounds/ Под ред. Н. П. Сажана, Г. В. Захваткина — М.: Изд-во иностр. лит. 1963 — 323 с.
- Зи С. М. Физика полупроводниковых приборов. — М.: Мир, 1984. -Т. 1,453 с.
- Warekois Е. P., Shore S. G., Parry P. Н., Journ. Appl. Phys. 1959 — Vol. 30-P. 960.
- Ормонт Б. Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников.— М.: Высш. школа, 1982. 528 с.
- Маделунг О. Физика полупроводниковых приборов на основе соединений элементов 3 и 5 групп. / Пер. с англ. Б. И. Болгакса.— М.: Мир, 1976.-475 с.
- Pfister Н., Zs. Naturforsch. 1955 — Vol. 10а — P. 79.
- Бехштедт Ф., Эндерлайн Р. Поверхности и границы раздела полупроводников. М.: Мир, 1990. — 488 с.
- Угай Я. А. общая и неорганическая химия М.: Высш. школа, 1997. -527 с.
- Химическая связь в полупроводниках и твердых телах. / АН БССР, Ин-т физики тв. тела и полупроводников (Отв. Ред. Н. Н. Сирота).— Минск: Наука и техника, 1965. 367 с.
- Phillips J.С. Bonds and Bands in Semiconductors Academic Press, New York, 1973 -351 p.
- Allen J. W., Phil. Mag. 1957 — Vol. 2 — P. 1475.
- Wolff G. A., Tolman L., Field N. J., Proceedings of International Collodium on Semiconductors and Phosphors Garmisch, 1956 — 463 p.
- Geller S., Journ. Phys. Chem. Solids 1959 — Vol. 10 — P. 340.
- Угай Я.А. Введение в химию полупроводников М.: Высш. шк., 1975.-302 с.
- Пихтин А. Н., Тарасов С. A., Kloth В. Новое значение высоты потенциального барьера Ag-n-GaP. Письма в ЖТФ.- 2002.- Т. 28.-вып. 20.-С. 74−79
- Слободчиков С. В., Руссу Е. В., Салихов X. В., Мередов М. М., Язлыева А. И. Электрические свойства диодных структур металл-полупроводник на основе разупорядоченных слоев GaP// Физика и техника полупроводников. 1996. — Т. 30. — № 2. — С. 220−226.
- Мильвидский М. Г., Пелевин О. В., Сахаров Б. А., Физико-химические основы получения разлагающихся полупроводниковых соединений (на примере арсенида галлия), М.: Мир, 1974,238 с.
- Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. — 456 с.
- Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. М.: Мир, 1991.-632 с.
- Родерик Э. X. Контакты металл-полупроводник: Пер. с англ.- под ред. Г. В. Степанова. М.: Радио и связь, 1982. — 208 с.
- Бонч-Бруевич B. JL, Калашников С. Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1977.-672 с.
- Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: Энергия, 1976. — 283 с.
- Николлиан Э., Синха А. Влияние поверхностных реакций на электрические характеристики контакта металл-полупроводник // В кн.: Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакции- под ред. Дж. Поута. М.: Мир, 1983. — С. 484−538.
- Стриха В.И., Бузанева Е. В., Радзиевский И. А. Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки М.: Сов. радио, 1974. — 248 с.
- Гаман В.И. Физика полупроводниковых приборов М.: 2000. — 324 с.
- Schotky W., Spenke Е., Veroff. Siemens-Werke 1939 — В. 18, S. 225.
- Mott N. F., Proc. Cambridge Phil. Soc. 1938 — v.34, p. 568.
- Давыдов Б.И. ЖТФ 1938 — т. 5, с. 87
- Сысоева JI.H., Батенков В. А., Катаев Г. А. Выбор условий обработки сотовых структур при создании барьера Шоттки электрохимическим способом. Вопросы химии. Изд-во ТГУ. 1973. -Т. 6 — № 6 — С. 180 182.
- Батенков В.А., Сысоева J1.H. Влияние некоторых факторов на ВАХ контактов металл-полупроводник Томск: Изд-во ТГУ, — 1974. — № -С. 162−165.
- Ковалева JI.C., Калюжный В. М., Цендровский В. А., Сажина Е. М. Импульсная электрохимия в технологии приборов и схем на арсениде галлия / Сб. тр. «Шестого всесоюз. совещ. по исследованию арсенида галлия» Томск. — 1987. — Т. 2. — С. 16−18.
- В.А. Батенков, Б. П. Шипунов Приборы с барьером Шоттки на основе арсенида галлия / Сб. метод, разработок в области материаловедения полупроводников и твердотельных структур. Новосибирск. — 1986. -С. 20.
- Пичугин И.Г., Тонеров Ю. М. Технология полупроводниковых приборов. М.: Высшая школа, 1984. -248 с.
- Schottky W. Naturwissenschaften, 1938, В. 26, S. 843- Z. Phys., 1939, В. 113, S. 367- 1942, В. 118, S.539.
- Tamm Т.Е. Physik., Z. Sowjetunion, — 1933, — Vol. 1. — Р.357−359.
- Shockly W. Pearson G. Modulation of conductance of thin films of semiconductors by Surface charges, Phys. Rev., — 1948, — Vol. 74. — P. 232−233.
- Лысов B.B. Практикум по физике полупроводниковых приборов. -M.: Советское радио, 1969. 124 с.
- Божков В.Г., Куркан К. И. О механизме токопереноса в диодах с барьером Шоттки В книге: Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки: Сб. науч. тр. — Киев: Наук, думка, 1979. — С. 44−47.
- Джейкок М., Парфит Дж. Химия поверхностей раздела фаз. Пер. с англ. М.: Мир, 1984. — 269 с.
- Обработка поверхности и надежность материалов. Пер. с англ.- под ред. Дж. Бурке, Ф. Вайса. М.: Мир, 1985.- 192 с.
- Адамсон А. Физическая химия поверхностей. / Пер. с англ. М.: Мир, 1979.-568 с.
- Кнорре Д.Г., Крылова Л. Ф., Музыкантов B.C. Физическая химия. -М.: Высш. шк., 1990.-416 с.
- Батенков В.А. Исследование электрохимических свойств арсенида галлия и германия и состояния их поверхности / Дисс. на соиск. уч. ст. к.х.н. Томск, ТГУ, 1969. — 369 с.
- Bardeen J. Surface barriers and surface conductivity. Phys. Rev. 1947. -Vol. 71.-P. 717−721.
- Kontesky J. On the theory of surface states. J. Phys. Chim. Sollids. 1960. -Vol. 14.-P. 233−235.
- Pugh D. Surface states on the (111) surface of daemond. Phys. Rev. Letters. 1964. — Vol. 12. — P. 390−392.
- Allen F., Gobeli G. Work function, photoelectric threshold and surface states on atomically clean silicon. Phys. Rev. 1962. — Vol. 127. — P. 150 154.
- Физико-химические методы обработки поверхности полупроводников/под ред. Луфт В. Д. -М.: Радио и связь, 1982. 136 с.
- Стукалова И.Н. Влияние химических воздействий на состояние поверхности полупроводников AinBv /Дисс. канд. хим. наук. Барнаул, АГУ, 1990−207 с.
- Немошкаленко В.В., Алешин В. Г., Семашко Е. М., Гасанов Л. Г. Влияние физико-химических воздействий на поверхность арсенида галлия // Поверхность. 1983. -№ 2. — С.88−94.
- Massies I., Contour I.P. Substrate chemical etching prior to molecular-beam epitaxy: an X-ray photoelectron spectroscopy study of GaAs (001) surfaces etched by the H2SO4-H2O2-H2O solution //J. Appl. Phys. 1985. -Vol. В 58.-P. 806−810.
- Alnot P., Wyczisk F., Friederick A. An X-ray photoelectron spectroscopy study of chemically etched GaAs // Surface Science. 1985. — Vol. 162. — P. 708−716.
- Sakai I., Hirosu M., Osaka Y., Evaluation of ultrathin native oxide on GaAs surface. J. Electrochem. Soc. Solid State Science and technology. -1980.-Vol. 127.-№ 3.-P. 713−716.
- Немошкаленко B.B., Алешин В. Г., Семашко E.M., Сенкевич А. И. Исследование процессов окисления поверхности арсенида галлия. // Поверхность. 1985. -№ 2. — С. 111−114.
- Белый В. И. Смирнова Т.П. Экспериментальные исследования и пути стабилизации фазового состава оксидных пленок на полупроводниках типа AinBv // Материалы электронной техники, ч. 2. Новосибирск, 1983.-С. 15−28
- Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности / Перевод с англ. М.: Мир, 1989. — 100 с.
- Митова И.Я., Пшестанчик В. Р., Кострюков В. Ф. Относительные парциальные и интегральные величины как метод выявления вклада примесных соединений в хемостимулированное термическое окисление арсенида галлия / Поверхность. 1998. — № 4. — С. 61−68.
- Adams А.С., Pruniaux B.R. Gallium Arsenide Surface film Evaluation by Ellipsometry and its effect on Shottky Barriers. Surface film Evaluation. -1973.-Vol. 120.-P. 408−414.
- Бузанева Е.В., Костиков Ю. П., Коротченков Г. С., Шумило А. А. Физико-химические свойства окисленной поверхности фосфида индия (100). Поверхность, Ф.Х.М. — 1983. — № 6. — С 85−91.
- Абдурагимов Г. А. Поверхность кристалла и эпитаксия. / Отв. Ред. Эфендиев А. З. Сев.-Кавк. Научный центр высшей школы. Ростов-на-Дону. Изд-во Рост, ун-та, 1987. — С. 5−8.
- Бондарчук А.Б., Гойса С. Н., Находкин Н. Г. Механизм отдельных стадий окисления полупроводников типа AniBv // Физика оксидных пленок, Ч. 2. Петрозаводск, 1991.-С. 51−55.
- Стриха В.И. Теоретические основы работы контакта металл-полупроводник. Киев: Наукова думка, 1974. — 149 с.
- Свердлова A.M. Поверхностные явления в полупроводниках // Саратовский университет. 1985. — С. 54
- Венгер Е. Ф. и др. Электронные свойства реальной и сульфидированной поверхности арсенида галлия // Физика и техника полупроводников. -1995. -№ 2. С. 59−65.
- Кириллова С.И., Примаченко В. Е. Электронные свойства сульфидированной поверхности арсенида галлия // Поверхность. -1994.-№ 12.-С. 80−82.
- Берковиц B. JL, Иванцов Л. Ф. Исследование в сканирующем туннельном микроскопе поверхности арсенида галлия, пассивированной в водном растворе сульфида натрия // Физика и техника полупроводников. 1990. — Т. 25. — № 3. — С. 379−384.
- Ботнарюк В.М., Жиляев Ю. В., Коненкова Е. В. Сульфидная пассивация силовых GaAs диодов // Физика и техника полупроводников. — 1999.-Т. 33.-№ 6-С.716−718.
- Бедный Б. И., Байдусь Н. В. Сульфидная пассивация поверхности арсенида галлия: отккрепление уровня Ферми. // Физика и техника полупроводников. 1995. — Т. 29. -№ 8. — С. 1488−1490.
- Батенков В.А., Катаев Г. А., Плотникова А. Н. Пассивация GaAs в сероводороде и парах серы // Вопросы химии: Изд-во Томского университета. 1971. -№ -С. 187−190.
- Сумец М.П. Электронные процессы на гетерогранице Ga2Se3-GaAs, сформированные обработкой GaAs в парах селена. / Автореф.. канд. физ.-мат. наук. Воронеж, 1999. — 25 с.
- A.M. Green, W.E. Spicer. J. Vac. Sci. Technol. A 1993 — Vol 11 — P. 1061.
- J.R. Waldrop. J. Vac. Sci. Technol. В 1985 — Vol 3 — P. 1197.
- N. Yoshida, S. Chichibu, T. Akane, M. Totsuka, H. Uji, S. Matsumoto, H. Higuchi. Appl. Phys. Lett. 1993 — Vol 63 — P. 3035.
- Сысоева JI.H., Батенков В. А. Электроосаждение металлов на полупроводники n-GaAs // Вопросы химии: сб. науч. тр. Томск, 1973. -С. 99−102.
- Фомина Л.В. Физико-химические аспекты формирования нанослоевых структур контактов Ir-GaAs п-типа в условиях халькогенной пассивации поверхности полупроводника и электрохимического осаждения металла / Дисс. канд. хим. наук. -Барнаул, АлтГУ, 2003 180 с.
- Шипунов Б. П Технология полупроводниковых приборов. / Методические указания к лабораторным работам. Барнаул, АлтГУ 1997−18 с.
- Фомина Л.В., Безносюк С. А., Лебеденко С. Е., Привалов А. В. Термодинамика процесса халькогенной пассивации поверхностиполупроводников типа AmBv // Ползуновский вестник. 2005. — № 4−1. -С. 139−142.
- Краткий справочник физико-химических величин. / Под ред. А. А. Равделя и А. К. Пономаревой. -Л. Химия. 1983. 232 с.
- Верятин У.Д., Маширев В. П. Термодинамические свойства неорганических веществ. Справочник. М.: Атомиздат, 1965. с.
- Карапетьянц М.Х., Карапетьянц М. Л. Основные термодинамические константы неорганических веществ. М.: Химия, 1968. с.
- Рябин В.А. Термодинамические свойства веществ. Л.: Химия, 1977 — 302 с.
- Физические величины. Справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.
- HyperChem" Release 5.0 for Windows. Reference manual / Copyright © 1996 Hypercube, Inc. Canada, 1996 — 656p.
- Справочник химика. В 6 т. Т. 1. Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Лабораторная техника/ под ред. Б. Н. Никольского. -М.: Госхимиздат, 1963. 1071 с.
- Медведева 3. С. Халькогениды элементов ШБ подгруппы периодической системы. М.: Изд-во «Наука», 1968. — 216с.
- Некрасов Б. В. Основы общей химии: в 2 т. М.: Химия, 1973. — Т. 1, 690 с.
- Ю5.Безносюк С. А., Потекаев А. И., Жуковский М. С., Жуковская Т. М., Фомина JI.B. Многоуровневое строение, физико-химические и информационные свойства вещества. Томск: Изд-во HTJ1, 2005. — 264 с.
- HyperChem® Computational Chemistry. Practical Guide / Copyright © 1996 Hypercube, Inc. Canada, 1996 — 366 p.
- Краснов К. С., Филиппенко Н. В., Бобкова В. А и др. Молекулярные постоянные неорганических соединений: Справочник/ Под ред. К. С. Краснова. J1.: Химия, 1979. — 448 с.
- Ю8.Хьюбер К.-П., Герцберг Г. Константы двухатомных молекул. В 2 ч. 4.1: Пер с англ. -М.: Мир, 1984. 408 с.
- Основное содержание работы изложено в следующих публикациях
- Фомина Л.В. Халькогенная обработка при формировании выпрямляющих контактов металл VIII группы полупроводник типа AInBv / Фомина Л. В., Безносюк С. А., Лебеденко С. Е., Бочкарев А. Г., Сподарев В.М.// Известия АлтГУ, серия Химия. — 2004. — № 3(33).-С.42−48
- Фомина Л.В. Термодинамика процесса халькогенной пассивации поверхности полупроводников типа АШВУ / Фомина Л. В., Безносюк С. А.,
- Лебеденко С.Е., Привалов А.В.// Ползуновский Вестник 2005. — № 4 — С. 139−142
- Beznosyuk S.A. Theory of double chalcogenide passivation of metal-GaAs diode contact nanosized interfaces / Beznosyuk S.A., Fomina L.V., Lebedenko
- E.// Book of Abstracts of E-MRS Spring Meeting, 2005 Symp. A: Current trends in nanoscience- from materials to application, Strasburg (France), 2005, A/PI.06
- Лебеденко C.E. Компьютерное моделирование сложных структур в физической химии (методический аспект) // Интеллектуальный потенциал ученых России. Труды Сибирского института знаниеведения. Вып.5 Барнаул, Москва: Изд-во Алт. Ун-та, 2005. С. 97−99
- Лебеденко С.Е. Компьютерное моделирование выпрямляющих наноконтактов AmBv AH, BVI/BVBVI — Me / Лебеденко С. Е., Фомина Л.В.// Физика и химия наноматериалов: Сборник материалов Межд. школы-конференции молодых ученых. — Томск: ТГУ, 2005. — С. 655−658.
- Сподарев C.M. Формирование выпрямляющих контактов металл-полупроводник типа АШВУ с промежуточным слоем халькогенидов / Сподарев С. М., Привалов А. В., Фомина Л. В., Безносюк С. А., Лебеденко С.Е.// Ползуновский Вестник 2006. — 2−1 — С. 112−115
- Фомина Л.В. Компьютерное моделирование наноструктурных слоевых соединений АШВУ AmBVI — М / Фомина Л. В., Безносюк С. А., Фомин А. С.,
- Митюнина Н.С., Лебеденко С.Е.// Труды 4 Межд. конф. «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий», 18−22 сентября 2006, Крым, Украина. С. 98
- Peak Data List peak 2Theta no. (deg)1 5B.40 002 58.68045i/113 1001. FWHMdeg) 0.14 120 0.91 401.tensity Integrated Int (Counts) (Counts) 6981 74 944 229 072 1 324 102