Электрически-активные дефекты в нанокристаллических пленках оксидов переходных металлов
Диссертация
Высокая частота измерительного сигнала в ряде случаев позволяет исключить большое число «медленных» электронных процессов в исследуемом материале, поэтому значительная часть представленных в настоящей работе результатов получена с использованием методики высокочастотных вольт-фарадных характеристик (ВЧ ВФХ). Возможности методики ВФХ в исследовании поверхностных состояний делают ее исключительно… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ 10 ПРОЦЕССОВ В СТРУКТУРАХ МЕТАЛЛ-ОКСИД-ПОЛУПРОВОДНИК
- 1. 1. Основные механизмы токопереноса в МОП структурах
- 1. 1. 1. Токи, ограниченные пространственным зарядом (ТОПЗ)
- 1. 1. 2. Эмиссия Шоттки
- 1. 1. 3. Эффект Пула-Френкеля
- 1. 1. 4. Туннельное прохождение электронов
- 1. 1. 5. Примесная (прыжковая) проводимость
- 1. 2. Исследование МОП структур на переменном токе
- 1. 2. 1. Основные понятия теории комплексной диэлектрической проницаемости
- 1. 3. Физические основы метода высокочастотных вольт- 40 фарад ных характеристик МДП структур
- 1. 3. 1. Физическая модель поверхности полупроводника и 41 области пространственного заряда
- 1. 3. 2. Электронные свойства структур металл-диэлектрик- 48 полупроводник
- 1. 1. Основные механизмы токопереноса в МОП структурах
- 2. 1. Общая характеристика и основные физические свойства 57 тонких пленок оксида цинка
- 2. 2. Методика эксперимента
- 2. 3. Результаты и их обсуждение
- 2. 4. Выводы
- 3. 1. Структурно-энергетические основы функциональных 70 применений аморфных пленок триоксида вольфрама (а
- 3. 1. 1. Ближний атомный порядок в пленках a-WO3 и его 71 изменение в процессах окрашивания, абсорбции и «старения»
- 3. 1. 2. Электронная структура и зарядовые состояния пленок 74 триоксида вольфрама и гетероструктур Si/"-W
- 3. 2. Влияние адсорбции паров воды на электрофизические 80 характеристики МОП структур с пленками a-V/Оз
- 3. 2. 1. Методика эксперимента
- 3. 2. 2. Полученные результаты и их обсуждение
- 3. 3. Фазо- и дефектообразование в процессе оксидирования 88 тонких пленок вольфрама на кремнии
- 3. 4. Выводы
- 4. 1. Анодные оксидные пленки на поверхности алюминия
- 4. 2. Методика эксперимента
- 4. 3. Результаты эксперимента и их обсуждение
Список литературы
- Энциклопедия технологии полупроводниковых материалов. Электронная структура и свойства полупроводников. Том 1. / Пер. с англ. под ред. Э. П. Домашевской. — Воронеж: изд-во «Водолей», 2004. — 982 с.
- Васильев Р.Б. Неорганические структуры как материалы для газовых сенсоров / Р. Б. Васильев, Л. И. Рябова, М. Н. Румянцева, A.M. Гаськов // Успехи химии.-2004.-Т. 73, № 10.-С. 1019−1038.
- Зи С. М. Физика полупроводниковых приборов. Кн.1 / С. М. Зи — пер с англ. под ред. Р. А. Суриса. М.: Мир, 1984. — 456 с.
- Бормонтов Е.Н. Физика и метрология МДП структур : учеб. пособие / Е. Н. Бормонтов. Воронеж: изд-во ВГУ, 1997. — 184 с.
- Иванов-Шиц А. К. Ионика твердого тела. Т. 1. / А.К. Иванов-Шиц, И. В. Мурин. СПб.: изд-во С.-Петерб. ун-та, 2001. — 616 с.
- Тутов Е.А. Метод высокочастотных вольт-фарадных характеристик в исследованиях сенсорных гетероструктур / Е. А. Тутов, Е. Н. Бормонтов // Полупроводниковые гетероструктуры: сб. науч. тр. / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2005. — С. 81−95.
- Сысоев Б.И. К вопросу об управлении приповерхностным зарядом в полупроводниках с помощью тонких слоев широкозонных полупроводников / Б. И. Сысоев, В. Ф. Сыноров // ФТП. 1972. — Т. 6, № 10.-С. 1856−1859.
- Стриха В.И. Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки (физика, технология, применение) / В. И. Стриха Е.В. Бузанева, И. А. Радзиевский. М.: Сов. радио, 1974. — 248 с.
- Ламперт М. Инжекционные токи в твердых телах / М. Ламперт, П. Марк. М.: Мир, 1973. — 416 с.
- Ю.Лазарев В. Б. Электропроводность окисных систем и пленочных структур / В. Б. Лазарев, В. Г. Красов, И. С. Шаплыгин. М.: Наука, 1979.- 168 с.
- П.Духин С. С. Диэлектрические явления и двойной слой в дисперсных системах и полиэлектролитах / С. С. Духин, В. Н. Шилов. Киев: Изд-во «Наукова думка», 1972. — 206 с. 12.0решкин П. Т. Физика полупроводников и диэлектриков / П.Т.
- Кузьмина И.П., Никитенко В. А. Окись цинка. Получение и оптические свойства. М.: Наука, 1984. — 166 с.
- Мясников И.А., Сухарев В .Я., Куприянов Л. Ю., Завьялов С. А. Полупроводниковые сенсоры в физико-химических исследованиях. -М.: Наука, 1991.-327 с.
- Котляревский М.Б. Кинетика дефектообразования в ZnO в потоке радикалов кислорода / М. Б. Котляревский, И. В. Рогозин, А. В. Мараховский // ФТП. 2005. — Т. 39, вып. 6. — С. 641−646.
- Гашение тока светом в диодных структурах p-Si-n±ZnO-n-ZnO-Pd / С. В. Слободчиков и др. // ФТП. 2001. — Т. 35, вып. 4. — С. 479−481.
- Фотоэлектрические явления в гетероструктурах ZnO: Al p-Si / С. Е. Никитин и др.//ФТП.-2003.-Т. 37, вып. 11.-С. 1329−1333.
- Атаев Б.М. Нитевидные кристаллы оксида цинка / Б. М. Атаев, И. К. Камилов, В. В. Мамедов // Письма в ЖТФ. 1997. — Т. 23, вып. 21. — С. 58−63.
- Газофазный синтез структур ZnO / А. Х. Абдуев и др. // Письма в ЖТФ. 2002. — Т. 28, вып. 22. — С. 59−63.22.0xidizing gas sensing by SiC/ZnO heterocontact — NOx sensing / Y. Nakamura et al. // J. Ceram. Soc. Jpn. 1991. — V. 99. — P. 823−825.
- Ushio Y. Fabrication of thin-film CuO/ZnO heterojunction and its humidity-sensing properties // Y. Ushio, M. Miyayama, H. Yanagida // Sens. Actuators В.- 1993.-V. 12.-P. 135−139.
- Jung S.J. The characterization of CuO/ZnO heterocontact type gas sensor having selectivity for CO gas / S.J. Jung, H. Yanagida // Sens. Actuators B. 1996.-V. 37.-P. 55−60.
- Yu J.H. Electrical and CO gas-sensing properties of Zn0/Sn02 heterocontact / J.H. Yu, G.M. Choi // Sens. Actuators B. 1999. — V. 61. — P. 59−67.
- Равновесие собственных точечных дефектов в диоксиде олова / К. П. Богданов и др. // ФТП. -1998. Т. 32, вып. 10.-С. 1158−1160.
- Рожков В.А. Энергетические барьеры и центры захвата в кремниевых МДП-структурах с диэлектриком из оксида самария и иттербия / В. А. Рожков, А. Ю. Трусова, И. Г. Бережной // Письма в ЖТФ. 1998. — Т. 24, вып. 6. — С. 24−29.
- Рожков В.А. Энергетические барьеры на межфазных границах в МДП системе Me-Yb203-Si / В. А. Рожков, А. Ю. Трусова // ЖТФ. 1999. — Т. 69, вып. 4. — С. 60−64.
- Рожков В.А. Электрофизические свойства структур металл оксид диспрозия — оксид гадолиния — кремний / В. А. Рожков, М. А. Родионов // Письма в ЖТФ. -2004. — Т. 30, вып. 12. — С. 16−21.
- Deb S.K. A novel electrophotographic system / S.K. Deb // Appl.Opt.Suppl. on Electrophotography. 1969. — V. 3. — P. 192−195.
- Deb S.K. Optical and photoelectric properties and colour centres in thin ilms of tungsten oxide / S.K. Deb // Phil.Mag. 1973. — V. 27. — P. 801−822.
- Луценко В.А. Электрохемихромные индикаторы / В. А. Луценко, А. И. Мазур // Зарубежная электронная техника. 1977. — № 16. — С. 342.
- Dautremont-Smith W.C. Electrochromism and electrochromic materials /
- W.C. Dautremont-Smith // Displays. 1982. — V. 3. — P. 3−49.
- Dautremont-Smith W.C. Transition metal oxide electrochromic materials and displays: a review / W.C. Dautremont-Smith // Displays. 1982. — V. 3. -P. 67−80.
- Фаунен Б.В., Крэнделл P.C. Электрохромные дисплеи на основе WO3// Дисплеи: пер. с англ. / под ред. Ж. Панкова. М.: Мир, 1982. — С. 228 266.
- Lampert С.М. Electrochromic materials and devices for energy efficient windows / C.M. Lampert // Solar Energy Materials. 1984. — V. 11, № 1−2. -P. 1−27.37.0i T. Electrochromic materials / T. Oi // Ann. Rev. Mater. Sci. 1986. — V. 16.-P. 185−201.
- Agnihotry S.A. Physics and technology of thin film electrochromic displays. Part I. Physicochemical properties // S.A. Agnihotry, K.K. Saini, Chandra Subhas // Indian J. Pure and Appl. Phys. 1986. — V. 24, № 1. — P. 19−33.
- Agnihotry S.A. Physics and technology of thin film electrochromic displays. Part II. Device technology// S.A. Agnihotry, K.K. Saini, Chandra Subhas // Indian J. Pure and Appl. Phys. 1986. — V. 24, № 1. — P. 34−40.
- Donnadieu A. Electrochromic materials / A. Donnadieu // Mater. Sci. and Eng. В.- 1989.- V. 3, № 1−2.-P. 185−195.
- Гаврилюк А.И. Электрохромизм и фотохромизм в оксидах вольфрама и молибдена / А. И. Гаврилюк, Н. А. Секушин. JI.: Наука, 1990. — 104 с.
- Электрохромизм: сб. науч. трудов. Рига: Латв. ГУ им. П. Стучки, 1987.- 143 с.
- Selective detection of NH3 over NO in combustion exhaust by using Au and M0O3 doubly promoted W03 element / C.N. Xu et al. // Sens. Actuators B. -2000.- V. 65.-P. 163 165.
- Wang X. Study of W03-based sensing materials for NH3 and NO detection / X. Wang, N. Miura, N. Yamazoe // Sens. Actuators B. 2000. — V. 66. — P. 74 — 76.
- Nanocrystalline tungsten oxide thick films with high sensitivity to H2S at room temperature / J.L. Solis et al. // Sens. Actuators B, 2001. — V. 77. -P. 316−321.
- Low-level detection of ethanol and H2S with temperature-modulated W03 nanoparticle gas sensors / R. Ionescu et al. // Inorganic Chemistry. 4004. -V. 43, Iss. 17.-P. 5442−5449.
- Core level and valence band investigation of W03 thin films with synchrotron radiation / L. Ottaviano et al. // Thin Solid films. 2003. — V. 436.-P. 9−16.
- Moulzolf S.C. Stoichiometry and microstructure effects on tungsten oxide chemoresistive film / S.C. Moulzolf, S. Ding, R.J. Lad // Sens. Actuators B. -2001.-V. 77.-P. 375 -382.
- Материаловедческие основы создания абсорбционных химических сенсоров / Е. А. Тутов, В. И. Кукуев, Ф. А. Тума, Е. Е. Тутов, Е. Н. Бормонтов // Ползуновский вестник. 2006. — № 2−1. — С. 115−120.
- Кукуев В.И. Изменения ближнего атомного порядка в пленках a-W03 в процессе окрашивания, адсорбции воды и в результате старения / В. И. Кукуев, Е. А. Тутов, М. В. Лесовой, Э. П. Домашевская // Кристаллография. 1988. — Т. 33, вып. 6. — С. 1551−1552.
- Kukuev V.I. Application of HEED, XPS and XES techniques in the study of local order and electronic structure of electrochromic (photochromic) W031 hin films / V.I. Kukuev et al. // J. Microsc. Spectrosc. Electron. 1989. -V. 14.-P. 471−485.
- Кукуев В.И. Поверхностные состояния и заряд в МДП-структуре с пленкой триоксида вольфрама / В. И. Кукуев, Е. А. Тутов, М. В. Лесовой, Л. Ф. Комолова, Н. Ф. Шевцова, И. В. Разумовская // Поверхность. Физика, химия, механика. 1988. — № 11. — С. 87−92.
- Кукуев В.И. Физические методы исследования тонких пленок и поверхностных слоев : учеб. пособие / В. И. Кукуев, И. Я. Миттова, Э. П. Домашевская. Воронеж: изд-во ВГУ, 2001. — 144 с.
- Кукуев В.И. Управление плотностью эффективного поверхностного заряда в МДП структуре с пленкой триоксида вольфрама / В. И. Кукуев, Е. А. Тутов, Э. П. Домашевская, М. И. Яновская, И. Е. Обвинцева, Ю. Н. Веневцев //ЖТФ. 1987. — Т.51, вып. 10. — С. 19 571 961.
- Тутов Е.А. Электронные процессы в гетероструктуре a-W03/Si при электро- и фотохромизме / Е. А. Тутов, В. И. Кукуев, А. А. Баев, Е. Н. Бормонтов, Э. П. Домашевская // ЖТФ. 1995. — Т. 65, вып. 7. — С. 117 124.
- Tutov Е.А. Charge transfer processes in heterostructure a-W03/Si during electro- and photochromism / E.A. Tutov, A.A. Baev // Applied Surface Science. 1995. — V. 90. — P. 303−308.
- Tutov E.A. Bulk-surface gas sensors based on a-W03 / E.A. Tutov, S.V. Ryabtsev, E.P. Domashevskaya // Proc. Eurosensors-XII, 1998, Southampton, UK. Vol. 1. — P. 665−668.
- Тутов E.A. Абсорбционная чувствительность аморфного триоксида вольфрама / Е. А. Тутов, С. В. Рябцев, А. Ю. Андрюков, А. В. Арсенов // Конденсированные среды и межфазные границы. 1999. — Т. 1, № 3. -С. 256−259.
- Тутов Е.А. Тонкие пленки аморфного триоксида вольфрама и гетероструктуры a-W03/Si для химических сенсоров / Е. А. Тутов, А. Ю. Андрюков, Э. П. Домашевская // Перспективные материалы. 2001. -№ 2. — С. 23−27.
- Тутов Е.А. Функциональные свойства гетероструктур кремний / несобственный оксид / Е. А. Тутов, С. В. Рябцев, Е. Н. Бормонтов // Письма в ЖТФ. 1997. — Т. 23, вып. 12. — С. 7−13.
- Tutov Е.А. Functional applications of large-area heterostructures of monocrystalline silicon disordered semiconductors / E.A. Tutov, A.A. Baev, S.V. Ryabtsev, A.V. Tadeev // Thin Solid Films. — 1997. — V. 296. — P. 184−187.
- Тутов E.A. Влияние адсорбции паров воды на вольт-фарадные характеристики гетероструктур с пористым кремнием / Е. А. Тутов, Е. Н. Бормонтов, В. М. Кашкаров, М. Н. Павленко, Э. П. Домашевская // ЖТФ. 2003. — Т.73, вып. 11. — С. 83−89.
- Тутов Е.А. МДП структура с полиамидным диэлектриком в условиях сорбции паров воды / Е. А. Тутов, Е. Н. Бормонтов, М. Н. Павленко, Г. А. Нетесова, Е. Е. Тутов // ЖТФ. 2005. — Т. 75, вып. 8. — С. 85−89.
- Грег С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С. Грег, К. Синг. М.: Мир, 1984. — 304 с.
- Подлепецкий Б.И. Микроэлектронные датчики влажности / Б. И. Подлепецкий, А. В. Симаков // Зарубежная электронная техника. 1987. -Вып. 2.-С. 64−97.
- Альтернативные оксиды для кремниевых МОП структур / Е. А. Тутов, С. В. Рябцев, Е. Е. Тутов, Ф. А. Тума, Е. Н. Бормонтов // Матер. VII-й междун. науч.-техн. конф. «Кибернетика и высокие технологии XXI века». Воронеж, 2006. — Т. 1. — С. 258−262.
- Кремниевые МОП-структуры с нестехиометрическими металлоксидными полупроводниками / Е. А. Тутов, С. В. Рябцев, Е. Е. Тутов, Е. Н. Бормонтов // ЖТФ. 2006. — Т. 76, вып. 12. — С. 65−68.
- Ховив A.M. Синтез и свойства тонкопленочных гетероструктур на основе металлов и их оксидов, проявляющих нелинейные свойства :дис.. д-ра хим. наук: 20 001: защищена 16.12.2005 / A.M. Ховив. -Воронеж, 2005. 353 с.
- Франкомб М. X. Физика тонких пленок. Т.4 / М. Х. Франкомб, Р. У. Гофман. М.: Мир, 1973. -392 с.
- Хасс Г. Физика тонких пленок. Т.2. / Г. Хасс, Р. Э. Тун. -М.: Мир, 1967. -315 с.
- ЮнгЛ. Анодные оксидные пленки/Л. Юнг.-Л.: Энергия, 1967. -218 с. 83.0дынец Л. Л. Анодные оксидные пленки / Л. Л. Одынец, В. М. Орлов. -Л.: Наука, 1990−192 с.
- Баковец В.В. Плазменно-электролитическая анодная обработка металлов / В. В. Баковец, О. В. Поляков, И. П. Долговесова. -Новосибирск: Наука, 1991.-93 с.
- Чернеченко В.И. Получение покрытий анодно-искровым электролизом / В. И. Чернеченко, А. А. Снежко, И. И. Потапова. -Л.: Химия, 1991. -103 с.
- Голованова О.А. Химические эффекты анодного микроразряда на вентильных металлах в серно-кислотных электролитах / О. А. Голованова, A.M. Сизиков, В. Ф. Борбат // Деп. в ВИНИТИ 12.08.94. -1994.-В 94,№ 2119.-С. 9−18.
- Голованова О.А. Динамика превращения серно-кислотного электролита в разряде на танталовом электроде / О. А. Голованова, A.M. Сизиков // Деп. в ВИНИТИ 12.08.94.-1994. В 94, № 2121. — С. 19−34.
- Белов А.Н. Особенности получения наноструктурированного анодного оксида алюминия / А. Н. Белов, С. А. Гаврилов, В. И. Шевяков // Российские нанотехнологии. 2006. — Т. 1, № 1−2. — С. 223−227.
- Бердзенишвили Г. А. Начальные стадии взаимодействия алюминия с водными растворами, содержащими различные оксоанионы / Г. А. Бердзенишвили, П. В. Стрекалов, Ю. Н. Михайловский // Защита металлов.- 1985.-Т. 21, № 1.-С. 193−197.
- Стрельцов Е.А. Влияние способа получения анодных пленок оксида алюминия на их фотоэлектрохимические свойства / Е. А. Стрельцов, Г. Л. Щукин, В. В. Коледа // Защита металлов. 1985. — Т. 21, № 1. — С. 198−202.
- Чернышев В.В. Особенности формирования анодных оксидов на тантале и цирконии / В. В. Чернышев, В. И. Кукуев, Ф. А. Тума, Л.Н.
- Кораблин // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах: ФАГРАН-2006: Материалы конф. Воронеж, 2006. — Т. 1. — С. 454−456.
- Петрова В.В. Исследование процесса формирования пористой структуры анодных оксидных пленок алюминия / В. В. Петрова, Н. В. Сыромятина // Электрохимия. 1989. — Т. 25, вып 10. — С. 18−22.
- Казаков В.А. Электроосаждение алюминия из растворов на основе триэтилалюминия / В. А. Казаков, В. Н. Титова И Электрохимия. 1989. -Т. 25, вып2.-С. 118−120.
- Гаврилов СА. Пористый анодный оксид алюминия для оптоэлектроники и интегральной оптики / С. А. Гаврилов, Д. А. Кравченко // Письма ЖЭТФ. 1999. — Т. 70, вып 3. — С. 68−72.
- Виглеб Г. Датчики / Г. Виглеб. М.: Мир, 1989. — 196 с.
- Датчики измерительных систем / Ж. Аш и др.. М.: Мир, 1992. — Т. 2.-419 с.
- Тутов Е.А. Альтернативные оксиды для кремниевых МОП структур / Е. А. Тутов, С. В. Рябцев, Е. Е. Тутов, Ф. А. Тума, Е. Н. Бормонтов // Кибернетика и высокие технологии XXI века: VII междун. науч.-техн. конф. Воронеж, 2006. — Т.1. — С. 258−262.
- Тутов Е.А. Кремниевые МОП стуктуры с металлоксидными полупроводниками / Е. А. Тутов, С. В. Рябцев, Е. Е. Тутов, Ф. А. Тума, Е. Н. Бормонтов // Радиолокация, навигация, связь: XII междун. науч.-техн. конф. Воронеж, 2006. — Т. 2. — С. 1351−1358.
- ЮО.Тутов Е. А. Материаловедческие основы создания абсорбционных химических сенсоров / Е. А. Тутов, В. И. Кукуев, Ф. А. Тума, Е. Е. Тутов, Е. Н. Бормонтов // Ползуновский вестник. 2006. — № 2−1. — С. 115−120.
- Тутов Е.А. Механизмы токопереноса в структуре Si/ZnO/Al / Е. А. Тутов, Ф. А. Тума, В. И. Кукуев // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах: ФАГРАН-2006: Материалы конф. Воронеж, 2006. — Т. 2. — С. 634 -636.