Жарықшығаратын құрылымдардың электролюминисценциясының спектрлік сипаттамалары

Қысқартулар мен бегілеулер
Кіріспе
1 Жарықшығаратын материалдар . электронды техниканың негізі
1.1 Кремний композитті қабатының және нанокристалдармен кремний оксидінің негізгі қасиеттері
1.1.1 Оптикалық қасиеті (фотолюминесценция)
1.1.2 Электрлік қасиеті
1.2 Кристалдық кремнийдің қолдану аясы
2 Жарық шығаратын құрылымдарды зерттеу әдістері мен алу технологиясы
2.1 Иондық имплантация әдісі
2.1.1 Иондық имплантация әдісінің мүмкіншіліктері мен ерекшеліктері
2.1.2 Иондық имплантация қондырғысы
Қазіргі таңда электрониканың ең маңызды әрі қажетті материалы болып кремний саналады. Микроэлектроника технологиясындағы және қазіргі уақыттағы элементті база күйінің дамуындағы магистралдық жолы осы кремнийдің электрондық және физика-химиялық қасиеттері арқылы анықталды. Бұл көптеген ыңғайлы жағдайлар қатарларының сәйкес келуіне байланысты. Шолып кететін болсақ кремнийді алу үшін шикізаттың таусылмайтын қоры, басқамен салыстырғанда бағасының арзандығы, термиялық кремний тотығының және SiO2/Si бөлімдер шекараларының жоғары сапасында. Осы жағдайда кремний инфрақұрылымдарының және де кремний инфрақұрылым негізінде жасалған аппаратуралардың көптеп шығарылуы күнделікті тұрмыста және индустрияның барлық салаларында микроэлектрониканың өнімдерін енгізуіне алып келді. Бірақ та инфрақұрылымның оптоэлектронды элементтерін құрастыруда сәулелену көздері, жарық ендірілген күшейткіш құрылымдарында нақ осы кремнийді қолдануға болады ма әлде болмайды ма деген сұрақ көптеп туындап жатады. Бұған фундаменталды кемшілігі себеп болады, демек кремнийдің энергетикалық құрылымының тік болмауы және люменесценция эффектілігінің төмендігінде.
Кеңзоналы диэлектрлік матрицасында нанокристалдардың құрылуы кремнийдің наноқұрылымдану әдісі сияқты люменесцентті қасиеттерін жоғарылататын эффективті шешімдердің бастысы болып табылады. Осы әдіс бөлме температурасында жоғары интенсивті люменесценцияны алу үшін кванттық өлшемдік эффектті пайдаланудан тұрады. Тұрақты жарық шығаратын нанокристалдық кремний құрылуының кең көлемде тараған әдістеріне иондық имплантация әдісі немесе отырғызу арқылы алынған қалың кремний қабаттарының босаңдатуын жатқызуға болады.
Осы жұмыста кремний нанокристалдарының жүйесін алу үшін кезекті термоөңдеумен жоғары беттік аумағында қоспаның қаныққан ерітіндісі түзіледі. Радиационды күйдіру әсерінен нанокристалдарда қоспалардың преципитациясы туындайды. Ионның әртүрлі түрлері имплантирленетін күйдіру мен реттіліктің режимдерін өзгерте отырып, құрамы бойынша күрделі преципитаттарының құрылымдық сапасы мен өлшемі де ескеріледі. Бұл жағдайда иондық имплантация әдісі қолданылады.
Иондық имплантация әдісінің ең басты артықшылығы – оның микро- және оптоэлектрониканың өндірістік технологиясымен сәйкестігі. Иондық имплантацияның мөлшері, иондар энергиясы, сәулелендіретін нысананың температурасы және иондық токтың тығыздығы сияқты параметрлерге тәуелділікте олардың сапасы мен нанокластерлердің синтезінің сипаттамаларын түрлендіруге болады.
        
        Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым Министрлігі 
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Курбаналиева М.К
ЖАРЫҚШЫҒАРАТЫН ҚҰРЫЛЫМДАРДЫҢ ЭЛЕКТРОЛЮМИНИСЦЕНЦИЯСЫНЫҢ СПЕКТРЛІК ... ... 050710 - ... 2015 ... ... ... және Ғылым Министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Физика - техникалық факультеті
Қатты дене және бейсызық физика ... ... ... ___________ О.Ю.Приходько
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
тақырыбы бойынша
Мамандығы 050710 -
Орындаған
4 курс ... ... ... ... ... докторы, аға оқытушы: _____________ Исмайлова Г.А.
(қолы, күні)
Норма бақылаушы
PhD докторы, аға оқытушы: ... ... ... мен ... ... ... барысында келесі белгіленулер мен қысқартулар қолданылды:
БЕЛГІЛЕНУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТЫЛУЛАР
БҚМ
Беткі қабаттардың ... ... ... ... ... ... сипаттама
D
Диаметр
ПӘК
Пайдалы әсер коэффициенті
G
Электр өткізгіштігі
кВ
Киловольт
c-Si
Кристалдық кремний
a-Si
Аморфты кремний
ac-Si
Аморфты кремнийдің нанокластері
ис-Si
Кремнийлік нанокристалл
ИҚ
Инфрақызыл
ФЛ
Фотолюминесценция
КБ
Кері ... ... ... ішкі ... және ... арасындағы тәуелділікті, сондай-ақ олардың сыртқы факторлар әсерінен өзгеру заңдылықтарын зерттейтін ғылым саласы.
Наноматериал
құрамында құрылымдық элементтер бар,өлшемі 100 нм-ден аспайтын геометриялық ... жаңа ... ие, ... және ... сипаттамаларға ие материалдар.
Нанобөлшектер
максимальді 100 нм өлшемге ие бөлшектер, нанобөлшектердің анықтамасы олардың өлшемдерімен емес, көлемдік фазадан ерекшелейтін олардың жаңа қасиеттерімен ... ... ... ... торы және ... ... формасы бар құрылымы ретті орналасқан нанобөлшектер.
Жарықдиоды
Жарық сәулесін ... ... ... ... ... мен бегілеулер
Кіріспе
8
1
Жарықшығаратын материалдар - электронды техниканың негізі
9
1.1
Кремний композитті қабатының және нанокристалдармен кремний оксидінің негізгі қасиеттері
10
1.1.1
Оптикалық қасиеті ... ... ... кремнийдің қолдану аясы
19
2
Жарық шығаратын құрылымдарды зерттеу әдістері мен алу технологиясы
22
2.1
Иондық имплантация әдісі
23
2.1.1
Иондық имплантация әдісінің мүмкіншіліктері мен ... ... ... ... электрониканың ең маңызды әрі қажетті материалы болып кремний саналады. Микроэлектроника технологиясындағы және қазіргі уақыттағы элементті база күйінің ... ... жолы осы ... электрондық және физика-химиялық қасиеттері арқылы анықталды. Бұл көптеген ыңғайлы жағдайлар қатарларының сәйкес келуіне байланысты. Шолып кететін болсақ кремнийді алу үшін ... ... ... ... ... ... арзандығы, термиялық кремний тотығының және SiO2/Si бөлімдер шекараларының жоғары сапасында. Осы жағдайда кремний инфрақұрылымдарының және де ... ... ... ... ... ... ... күнделікті тұрмыста және индустрияның барлық салаларында микроэлектрониканың өнімдерін енгізуіне алып келді. Бірақ та ... ... ... ... ... ... ... ендірілген күшейткіш құрылымдарында нақ осы кремнийді қолдануға болады ма әлде болмайды ма деген сұрақ көптеп ... ... ... ... кемшілігі себеп болады, демек кремнийдің энергетикалық құрылымының тік болмауы және люменесценция эффектілігінің төмендігінде.
Кеңзоналы диэлектрлік ... ... ... кремнийдің наноқұрылымдану әдісі сияқты люменесцентті қасиеттерін жоғарылататын эффективті шешімдердің бастысы болып табылады. Осы әдіс бөлме температурасында жоғары ... ... алу үшін ... өлшемдік эффектті пайдаланудан тұрады. Тұрақты жарық шығаратын нанокристалдық кремний құрылуының кең көлемде тараған әдістеріне иондық имплантация ... ... ... арқылы алынған қалың кремний қабаттарының босаңдатуын жатқызуға болады.
Осы жұмыста кремний нанокристалдарының жүйесін алу үшін ... ... ... ... ... ... қаныққан ерітіндісі түзіледі. Радиационды күйдіру әсерінен нанокристалдарда қоспалардың преципитациясы туындайды. Ионның әртүрлі түрлері имплантирленетін күйдіру мен реттіліктің ... ... ... ... ... ... преципитаттарының құрылымдық сапасы мен өлшемі де ескеріледі. Бұл жағдайда ... ... ... қолданылады.
Иондық имплантация әдісінің ең басты артықшылығы - оның ... және ... ... ... ... ... имплантацияның мөлшері, иондар энергиясы, сәулелендіретін нысананың температурасы және иондық токтың тығыздығы сияқты параметрлерге тәуелділікте олардың сапасы мен ... ... ... ... ...
1 ЭЛЕКТРОНДЫ ТЕХНИКАНЫҢ басты НЕГІЗІ- ЖАРЫҚ ШЫҒАРАТЫН МАТЕРИАЛДАР
Қазіргі таңда кремнийдің жарық сәулелендіру ... ... ... ... ... ынталы түрде зерттелініп жатыр. Электронды аймағы тік емес жартылайөткізгіш ол - кремний және де аймақ аралық сәулелену рекомбинациясының ... ... ... ... ... ... кремнийлі опто- және микроэлектронды жүйелерді жасау перспективасы қазіргі замандағы кремний қабықшаларының жарық ... ... ... ... ынталы түрде қарастыруға талпындырады. Балқыған қышқылдардың ерітіндісінде ... ... ... арқылы алынған кеуекті кремнийді жасау үшін кванттық өлшемдік эффектті ... - үміт ... және ... ... ... ... ... бірі болып табылады [1]. Жалпы соңғы 15 жылда кеуекті кремнийді алу ... ... ... ... Бірақ оптоэлектроникада кеуекті кремнийді қолдану аздап қиындықтар тудырды. Кеуекті кремнийдің морттылығы мен материалдардың жоспарсыз қышқылдануы ... ... ... тұрақсыз болуына алып келеді. Кремний оптоэлектроникасының дамуындағы келесі бір бағыт люминесценцияның қоспа активатормен ... ... ... ... Er, Eu, Yb, Tb) ... кремнийдегі жарық шығаратын құрылғы болып табылуында [2, 3]. Бұл амалдың практика жүзінде қолданылуы: ... ... ... ... тұрақсыздығымен, люминесценцияның температуралық өшуімен және рекомбинацияның сәуле шығаруының үлкен ... ... ... ... ... ... зерттеушілердің күшінің көп бөлігі оптоэлектрондық қасиеті жақсартылған кремний негізіндегі микро- және наноқұрылымдарды ... ... ... Оның Si/SiO2 ... ... ... ... [4], Si/Ge құрылымдарын қалыптастыру [5], германийлі немесе кремнийлі нанопреципитаттарды SiO2-де [6,7], сондай-ақ Si және SiO2 - дегі А3В5 ... ... ... ... сияқты аздаған амал-тәсілдері бар.
Кремниймен бірге бір кристаллдағы А3В5 негізіндегі оптоэлектронды құрылғылардың интеграциясы көптеген жылдар бойы жоғары дәрежелі ... ... ... ... ... А3В5 материалының қабықшаларын өсіруге талпынды, бірақ кейіннен кремний кристалдық тор құрылымының А3В5 қосылысына ... ... ... ... және электронды қасиеттерімен қабықшалар өсіруді әлдеқайда қиындатты. Мысалы, алып қарайтын болсақ Si және InAs тор параметрлерінің ... ... ... 10,6%-ды құрайды. Кванттық нүктелерді зерттеудің басталуымен жаңа көптеген мүмкіндіктер ... бола ... ... кристаллдық кремнийде А3В5 кванттық нүктесінің тік өсіруі кремнийдің интеграциясындағы және А3В5 ... ... ... ... ... ... кванттық нүктелердің үйлесімділігі толқын ұзындығының инфрақызыл диапазонындағы оптоэлектронды құрылғыларды (яғни, жартылайөткізгіш ... ... ... ... аса зор ... ... ... нүктелердің массивтерін жасаудағы ең басты мәселе өлшемі бойынша кванттық нүктелердің таралуын жоғары құрылымдық жетілуі және олардың эффективті басқаруы болып ... ... ... ... өлшемі оптоэлектроникада пайдалануда аса маңызды рөл атқарады. Бір жағынан көпөлшемді кванттық ... ... ... ... болсақ ИҚ фотодетекторларында детекторлы жүйесінде қамтамасыз етуге болады [8].
1.1 Нанокристаллдармен кремний оксидінің және кремний композитті қабықшаларының негізгі ... ... ... ... ... құрылу технологиясы мен олардың негізгі қасиеттерін зерттеу жан-жақты қарастырылуда. Кристалдық кремний (c-Si) ... мен ... ... ең ... ... ... ... кремний нанокристалдарына (ис-Si) аса қатты көңіл бөлінеді, ал оның қасиеті аморфтық (a-Si) және ... (c-Si) ... ... фазаларынан әлдеқайда ерекшелігі бар. Нанокристалдық кремний жүйесінің ... үшін ... ... ... ... ис-Si ... екі күйі, яғни электрондық және тербелмелі күйлері маңызды рөл атқаратындығы зерттелінген. Осы күйлердің қасиеттері әсіресе нанокристалдардың орналасқан матрицасына байланысты анықталынады. ... ... ... кремний технологиясына сәйкес жарық шығарушы құрылғының жаңа түрі ... ... үшін ... ис-Si- дің ... және ... қозуы қатты денелік матрица арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Жарықшығарушы құрылғының маңызды материалы ретінде кремний ... ... ... ... ... ... қарастырылады. Ол ис-Si материалымен жарасымды материал ретінде қарастырылады. 2-5 нм өлшемдегі ис-Si c-Si- ден ... ... ... жоғарғы эффектілігін көрсететіндігін айта кеткен жөн, сондықтан берілген жартылайөткізгіштің сәуле шығаратын заряд тасымалдаушыларының рекомбонациясының ықтималдығы төмен ... ... ... ... жүйе ретінде құрылуы үшін төмен сығу температурасын қажет ететін аморфты кремний нанокластерлерінің (ac-Si) бөлшекті немесе толық құрылымын пайдалану ұсынылған. ... ... ... ... ac-Si үлгісі нанокристалды құрылымдарға қарағанда люменесцентті қасиеттері жоғары болады [9].
1.1.1 Электрлік қасиеттері
Жарық шығаратын ... ... ... ... дәрежеде оның құрылымдық ерекшеліктерінде анықталады. Негізінде, жарық диодтарының сондай маңызды сипаттамалары тыйым салынған аумақтың ені және өткізгіштік сипаттамасы және т.б. ... ... ... ... материалдар үшін вольт - амперлік сипаттамасы көрсетілген, және олардың тыйым салынған аумақ енінің мәндері берілген. Эксперименталды тәуелділіктерден алынған осы ... ... ... Eg ... сәйкес келетінін байқауға болады.
Сурет 3 - Бөлме температурасында алынған әр түрлі жартылайөткізгіштердің p-n ауысуының вольт - амперлік сипаттамасы
Келесі суретте толқын ... ... ... және ... ... ... диодтары үшін диод арқылы өтетін 20 мА тоқтағы тыйым салынған аймақ еніне диодтағы тік кернеудің тәуелділігі көрсетілген. Потенциалдардың ... ... ... ... ... үшін келесі формуланы пайдаланамыз.
V ≈ VD ≈ Eg ̸ e ... ... ... ... тік ... тік ... ... сәйкес келеді. Көптеген жартылайөткізгіш диодтарының сипаттамалары осы сызықта жататыны суреттен белгілі.
Сурет 4 - Әр түрлі типтегі жарық диодтары үшін тыйым ... ... ... ... тік ... ... энергиясы
Жартылайөткізгіштер арқылы сәулеленген фотон энергиясы тыйым салынған аймақ ені арқылы анықталады.
hʋ ≈ Eg ... 3 - Әр ... ... сәулеленулердің фотон энергиясының мәні
Кейбір диапазондағы сәулеленулердің фотон энергиясының мәнін жоғарыдағы ... ... ... диодта бір электронның активті аумаққа инжекциялануы бір фотонның генерациясына алып келеді. Энергияның сақталу заңына сәйкес электронның энергиясы фотонның энергиясына сәйкес ... ... ... = hʋ ... ... ... ... жарық диодына орнатылған кернеудің әсер етуіне тәуелді екенін көруге болады.
1.2 Кристалдық кремнийдің қолдану аясы
Кристалдық ... ... ... ... ... кезінде түзіледі, жартылай өткізгіштік қасиеті бар.
Оның электроөткізгіштігі қыздырған және жарық түсірген кезде өседі. Бұл ... ... ... ... ... ... атомы басқа төрт атоммен тэтраэдрлік қоршалған және олармен әлсіз ... ... ... Бұл ... ... ... ... да ішінара бұзылады, олар сияқты қоспалар қатысында бұзылатын байланыстар саны артады, бұл ... ... ... ... аясы сәуле шығару көзі ретінде ғана шектелмейді. Күн энергетикасында ... ... ... құны екінші ұрпақпен салыстырып, 1 м2 ауданға санағанда екі еседен көп ... ... ... ... 20-дан 70% - ға дейін өсетін, үшінші ұрпақтың батареясында, құрам элементтері ретінде пайдаланады. Бұл жағдайда эффективтіліктің ... ... ... ... ... ... күн ... кремний массивті базасында пайдаланбайтын нанокремнийдің жұту қабілетіне және электр ... ... ... күн ... ... ... негізделеді.
НК Si-дің тағы бір қолдануы - ... ... 1,54 мкм ... ... ... ... кездесетін эрбий (Er) элементінің люменесценция сенсибилизациясы. Ол оптикалық кремний талшықтарының мөлдір ... ... және сол ... ... ... маңызды рөлдердің бірінде болады деп үміт күтілуде. Кремний немесе SiO2 матрицасындағы эрбий фотолюменесценция интенсивтілігі жеткіліксіз (кванттық шығыс төмен болуымен ... Егер Er ... НК Si - ге ... ... онда ... ... өріспен қоздырылған НК Er атомдарына өзінің энергиясын бере алады және сонымен қатар эрбийлік ... ... ... алатын болады.
НК Si энергияға тәуелсіз есте сақтау жадының ... ... да ... Бұл ... жад ... өрістік транзисторды ұсынады, онда басқарушы бекітпе (затвор) мен канал арасында ... ... ... ... бір ... транзистор каналынан электрондарды қабылдап, бекітпенің басқа полярлығында (санау) ... ... ... ... ... ... ... Кремний нитриді қабыршақтарын жұқа SiO2:nc-Si беткі қабатымен ауыстырудың бірнеше артықшылықтары бар, ... ... ... сақтау, жұмыс атқарушы кернеудің төмендеуі, тезқимылдаудың жоғарылауы, азаю токтарының кемуі және т.б.
Сонымен қатар нанокристаллдық кремний химия, биология және медицина ... ... ... ... НК ... фотоқоздырылған энергиясы жоғары биологиялық активтілікпен оттек молекулаларына резонанстық ... ... ... НК ... бұл ... ... ... емдеуде пайдалануға ұсынылған. Осы мақсатпен қанға ендірілген және радиоактивті фосформен легирленген НК Si ... ... НК Si дің ... ... ... ... пайдаланылады.
Фундаменталдық көзқарас бойынша нанокремнийді зерттегенде өз шешімін күтетін біраз мәселелер туындайды: люминесценция механизмін анықтау, НК Si ... ... ... және ... ... ... ... мен металл атомдары) электронды әсерлесу физикасы, кремний лазерін құру ... және т.б. Бұл ... ... мен ... үшін қызметтің кең аумағын ашады және осы материалды зерттеу кезінде жиналған тәжірибелері басқа наноматериалдар үшін, әсіресе ... жүйе үшін ... ... ... аз ... ... ... энергетикасымен мәселелері бар аймақтарда декоративті жарықтандыру үшін пайдаланады. [11].
Жарық диодтарының жұмыс істеу мерзімі, люменесцентті лапмалардың ұзақ өмір ... 6-8 есе көп. ... ... ... қарапайымдылығы, өнімдердің оңай жиналуы, үнемі қызмет көрсетуін қадағалап отырудың қажет еместігі және антивандалдық сапалары осы жарық көздерін газоразрядты, люменесцентті ... ... ... арттыруға көмектеседі. Жарықпен жазуларында неонды қолданып жүруінің негізгі аспектісі жарықдиодтарының әзірге бағасы қымбат ... ... ... ... ... негізгі артықшылығының бірі оның ұзақ өмір сүретіндігі. Бұл жарық көздерінің 100 000 сағат қолдану ресурсы бар, яғни 10-12 жыл ... ... ... ... ... үшін ... және люменесцентті лампалардың максималды жұмыс істеу ұзақтығы 10 мың. сағатты құрайды.
Осы уақыт аралығында люменесцентті лампаларды ... ... ... оны 8-10 рет ... керек болады. Жарық диодты модульдерді пайдалану арқылы электроэнергияны 87% - ға дейін үнемдеуге болады.
* Жайлы.
Жарықдиодты модуль - ... ... ... бар ... ... болып табылады. Жарық диодтарының жұмыс істеуінің гигантты ресурсы оның орнын ауыстыруға байланысты барлық ... ... ... ... ... ... диодтар жұмыс температураларының кең диапазонында сенімді түрде функциялайды.
* Сенімді.
Жарық диодтарын құрылғыларды қолдану ақпараттардың шығуы (жол белгілері, ... ... ... және т.б.) ... ақпараттарды қабылдауды, яғни көзбен көру қашықтығын жақсартады. Сол себепті дамыған мемлекеттердің үлкен қалаларында қарапайым ... ... ... диодтарының сызбаларын ауадағы, судағы навигационды жүйелерде қолданады.
Жарық диодтарын пайдаланудың басқа аспекті болып оның ... және ... ... ... ... Шыны ... қарағанда бұл жарық көздері пластиктен жасалынады. Бір жарық диоды үшін сипаттамалық кернеу 3-4 вольтті құрайды. Сол себепті ... ... ... ... ... ... таңдау болып табылады. Жарық диодты модульдер үшін жұмыстық кернеу 10-12В - ті құрайды. ... ... ... изоляциясы бар үлкен ағыстардың өткізгіштерін пайдалануға болмайтыны белгілі. Ол сонымен қатар электротізбекке жарық диодтарын қосуды жеңілдетеді. Газоразрядты трубкаларда жарықдиодтарына ... ... жану үшін ... ... ... беру қажет. Жарық диодтары электротізбекке қосанда жарықты бірден сәулелендіреді. Және олардың жарықтығын кернеуді өсіру және төмендету арқылы оңай ... ... ... ... ... артықшылықтарының біріне төмен температуралардың әсер етуіне төзімділігі болып табылады. [12].
Жарықдиодтары ... бар ... ... ... ... тура ... ... диодтары өте кішкентай болып табылады. Әр түрлі сувенирлар, миниатюрлі стендтар,компактті таблолар өте нақты және ... ... ... ... ... ... және кіші ... көлемді әріптерді құрастырудағы олардың кішкентайлығы болып табылады. Сол себепті көптеген жеке ... ... бір ... ... ... Бірден назар аудартатын жарықты қамтамасыз ету үшін көп мөлшердегі жарық диодтары қажет. Бұл ... ... ... ... қажет болады: іс жүзінде кез келген жарнамалық күйді интегралдайтын бір немесе екі жарық диодтарын.
Жарық диодтарын қайда қолданады?
* Жарықтық ... ... ... ... ... ... ... және т.б.)
* Неонды алмастыру
* Ғимараттар дизайны
* Жиһаздар дизайны
* Архитектуралық және ландшафтылық жарықтарда
* Жылжымалы жолдардағы біртүсті дисплей
* Магистралды ... ... ... ... ... экрандар үшін толық түсті дисплейлерде
* Автомобиль, грузовик және автобустардағы сыртқы және ішкі жарықтандыру
* Жол белгілері мен ... ... ... ... ... телефондарында, сандық камералардағы сұйықкристалды дисплейлерді жарықтандыру болып табылады. Сонымен қатар архитектуралық және жарықтандырудың басқа түрлерін де пайдаланады. [13].
2 ЖАРЫҚ ШЫҒАРУШЫ ... ... ... МЕН АЛУ ҚҰРЫЛЫМДАРЫ
Әдістердің бірінде төсемше бетіне (кремнийлік электроникада төсемше ретінде әдетте ИЖ-нің басқа да элементтері дайындалатын ... ... ... ... ... емес ... ... SiOx (x < 2) қабықшалары сол әдіспен, болмаса басқа ... ... ... ... SiOx жағу ... бір уақытта дозаланған оттек ағынына SiO ұнтақтарын термиялық буландыру, оттек пен ... ... ... ... ... chemical vapor ... SiO2 және Si нысаналарының біріктірілген магнетрондық тозаңдату жатады. Қондырғанан кейін SiOx SiO2- ге таралатын және ... ... ... ... ... күйдіру жүргізіледі. Берілген әдістің әртүрлілігі - SiOx және SiO2 жұқа қабықшаларын кезектесіп отырғызу жолы арқылы ... ... ... ... ... ... ... бірге SiOx-тің вертикальды өлшемінің таралуынан кейін SiOx қабықшасының қалыңдығымен Si наноқосылуы шектеулі, ол НК өлшемдерді қабықша қалыңдығын ... ... ... ... ... SiO2 нің ... ... перспективті қолданылатын диэлектрлік тұрақтысы жоғары (Al2O3, ZrO2, HfO2 және т.б) басқа диэлектриктердің қабықшаларын қондыруға болады.
Кремнийлі наноқұрылымды алудың екінші ... ... ... (a-Si) ... әрі ... ... арқылы отырғызу болып табылады. Онда a-Si қабықшаларында Si кристаллиттері өседі. НК ... мен ... сығу ... мен ... ... арқылы ретеуге болады. Алайда бұл әдісте a-Si- дің кристаллизация процесі оның құрылымы (жақын реттік) мен қоспалық құрамына тәуелді болғандықтан қайта ... ... ... Монокристалдық кремнийдің иондық сәулелену жолымен алынған a-Si матрицадағы НК Si ансамблін қайта өндіру ... ... ... ... бір ... (ион ... ... қатар иондық токтың тығыздығына тәуелді) аморфты фазада кристалдық Si- дің ... ... ... ... арқылы беткі қабықшаларда дозалар артқан сайын өзара қосылатын a-Si аумағы түзіледі. Олардың өлшемдері мен ... ... ... ... ... Бұл ... ... түзілуі үшін сығудың қажеті жоқ, бірақ олардың оптикалық қасиеттері болуы үшін салыстырмалы түрде аса ... емес ... ... (nc-Si - ... Si) типтегі наноқұрылымдарды алудың негізгі жолы термиялық SiO2-де (немесе кварцта) Si+-ді ионды имплантациялау әдісі болып табылады.
Бұл әдістің артықшылықтары:
* Концентрация мен ... ... ... ... ... Жақсы жаңғыртылуы (воспроизводимость);
* Қоспалармен иондық легирлеу арқылы модификацияның қосымша жүйесінің жақсы мүмкіндікке ие ... ... ... ... НК Si ... 1000 - ... сығу жүргізіледі. НК Si-дің өлшемі мен концентрациясы Si+ иондарының дозасы, сонымен қатар температура мен сығу ұзақтығымен реттеледі.
2.1 Иондық имплантация ... ... - ... ... ... үшiн ... ... технологиялық тәсiлдердің бiрi. Микрондармен, субмикрондармен және схемалық элементтердің одан да кіші өлшемдерімен сипатталатын микроэлектроникадағы қазіргі заманғы бұйымдар ... ... ... ... ... қажетті өлшемге дейін легирлеу үшін арналған мүмкіндік болып табылады. Иондық имплантация әдісінің оң қасиеттеріне енгізу мөлшерінің жоғары дәлдігі және ... ... ... ... ... ... әлсіз тәуелділігі, вакуумдық шарттар мен басқа да тексерілмейтін параметрлері жатады.
Бұл қатты денедегі ... ... ... ... ... ... атомдық әсерлесу процесімен анықталатын иондық имплантациядан кейін қоспа таралуының ... ... ... Қоспаларды материалдарға ионды сәулелік ендіру нәтижелері бұл процесті ПЭВМ-ге сәтті модельдеуге жол беретін жақсы тексерілетін энергия параметрімен және ... ... ... ... ... дозаларында легирлеу профильдері теориялық және эксперименталдық түрде де өте ... ... ... ... үшін ендірілген қоспаның концентрациясы нысананың атомдық тығыздығымен салыстыратын жағдайда ... ... ... формалануы атомдық соқтығысудың кинетикасымен ғана емес имплантация және радиациондық ісу уақытында нысанағы қоспалармен ... ... ... ... қабатының тозаңдануымен, қоспа диффузиясымен, атомдық араласумен, жаңа ... ... де ... ... имплантация әдісінің ерекшеліктері мен мүмкіншіліктері.
Ионды имплантация әдісі иондалған ... мен ... ... ... ... үдетіліп енуіне негізделген. Бірақ, осыған орай иондардың әр түрлі комбинациялары болуы мүмкін. Иондардың энергиясы бірнеше килоэлектронвольттан, ... ... ... ... ... ... енгізу тереңдігі тек энергияға емес,ионның массасына,қатты дененің атомдық ... ... ... ... ... ионының орташа жүгіру энергиясы - 10 кэВ, кремнийде шамамен 14 нм, ал бор иондарының 1 МэВ ... - 1756 нм ... ... ... ... ... ... дерлік қасиеттерін өзгертуге мүмкіндік береді,олар: электрофизикалық, механикалық (төзімділігі, қаттылығы, үйкелу коэффициенті, тозуға шыдамдылығы), коррозиялық, каталитикалық, ... ... ... ... ... қоспаларды жартылайөткізгішті кристалларға енгізудің ең негізгі әдістердің бірі болып табылады. Осы уақытқа дейін ең көп тараған әдістертер, олар: ... ... ... ... ... ... ... және балқыту. Эпитаксия - берілген кристалл қабаттарының берілген концентрация қоспаларының өсіруіне, ал диффузиондық әдіс - жартылай өткізгіштің беттік ... ... ... ... негізделген.
Қоспа атомдарымен ағызылуында және (қату) келесi рекристаллизацияның жартылай өткiзгiштiң беттік қабатының жағына балқытуға ... ... ... ... ион ендiру әдiнiң қоспаны енгiзудiң тәсiлдерi өзгелiкке ... ... ... химиялық ерiгiштiктiң шектерiнен барлығы, сонымен бiрге температурадан бұрын бағынышты болмайды және кристалдың бет ... ... ... ... ... - ... ... емес болмағандықтан, онда көмек оны қосылу жасауға болады және дәстүрлi әдiс принциптi алуға болмаған балқыма, ... ... ... ... осы ... ерiгiштiгiнiң шек айтарлықтай асатын енгiзiлген қоспалардың шоғырлануларына жету. Белгiлi енгiзiлген атомдар қолайлы жағдайларда да қатты дененiң ... ... ... кiре ... ... термиялық өңдеудiң жанында да, сәулеге түсiрудiң процесiнде де бұл мүмкiн.
Қоспаның енгiзiлген атомдарының шоғырлануы ... Rp ... ... және Rp ... ... ... ... ), гаусс үлестiруiмен арқылы сипаттауға болатын тереңдiк бойымен үлестiруге ... ... ... ... ... имплантацияның маңызды электрондық және оптоэлектронды аспапты және (АЖ - интегралды схемалар) АЖ жаңа түрлердi жасаудағы әдiсінің артықшылықтары:
* ... ... ... ... 102 - 104 ... ... бет жағы ... тарату бiртектiлiгi және параметрлердi қайта өндiргiштiгі;
* Қоспаға ендiрiлетiн атомдар санын дәл бақылау арқылы, аласа шоғырлану нысанаға, иондардың тогының қарапайым ... ... ... МОП-транзистордың кернеудiң жылжуы);
* процестiң тазалығы, себебi ион үдеткiштерi арнайы арналған масса көмегiмен бөлiнедi;
* температура процессінің төмендігі;
* еріген кристалдың бет ... ... ... нитрид, металлдық немесе фоторезистивтi қабаттарын қолдану;
* жұқа пассивтейтiн қабаттың қоспалауы арқылы ... ... ... ... ... ... аздаған тереңдікке ендіру (бiрнеше микроннан кем , ондаған ... ... ... ... беттік қабаттарды легирлеуге мүмкіндік береді.
* үдетушi кернеу (полиэнергетикалық имплантация) арқылы кез-келген ... ... ... ... көп ... атомдарының үлестiруiнен профиль құруға болады;
* Төмен ауданға ... ... ... ... ... ... (субмикронды технология) жасауға болады.
Аудан бiрлiкте иондардың флюстерiн ... ... ... ... ... ... дененiң өзгертiлетiн қасиетiнен бағынышты болады және облыс 1011-мен 1018 ион/см2 аралығын қамтиды. Нысанаға иондық токтың тiркеуiнiң әдiстерi мккул/см2 ... ... ... қарқындылығы туралы ақпаратты жиi бередi. Бұл бiрлiктердiң арасындағы байланыс 1 мккул / см2 = ион/см2 ара қатынаспен бейнеленедi және үлгi D бет ... ... ... үшін ... ... ... = gt ... ... ең ... ... ... ... ... құрылымын бұзуы болып табылады немесе металл - ақауларын (диэлектрик ) нысанасының атомдары бар иондарының алғашқы екпiндерiнің нәтижесiнде пайда болуы немесе ... ... ... бар ... атомдарының кристалдық торға енуi арқылы іске асырылады. Бұл ... ... ... ... электрофизикалық қасиеттерін өзгертеді; Имплантация жасалған атомдардың көпшiлiгi одан басқа кедергіде жүйесiз жағдайлар алады және сондықтан ... ... ... ... ... жою үшiн, ... бiрге (қоспаның атомдарының активациясы) кедергіде электрмен белсендi жағдайларда ... ... ... аудармасына үлгi тиiстi жылу өңдеулердi жүргiзу иондық-қоспасыз болуы керек. Бұл ... ... ... ... ... немесе тепе-тең емес фотон, электрондық, лазер күйдiруi арқылы болады. Имплантация жасалған кремний күйдiруi ... (400 - 600°C) ... ... ... (200 - 1000°C) биiк ... Жоғары 1000°C бiр мезгiлде күйдiрумен термиялық өңдеудiң жанында қоспаға енгiзiлген ... ... ... ... ... ... ... күйдiруiнде сақталады, бiрақ миграциясы олардың үлкен емес. Бет жағына жақын ақауларды ең ... ... ... ал ... легирлеушi емес атомдар, (яғни p-n) әсер етеді. Сондықтан төмен температуралы күйдiру онының ... ... ... ... өткел бұзу негiзiнде жойылады. Төмен температуралы күйдiру жағдай сол қолданады, металлизация, сонымен бiрге шалаөткiзгiштi аспаптарды элемент қашан қабатта және АЖ биiк ... ... ... жоғары температуралы күйдiруде көбiнесе қалпына келтiредi, бiрақ әдеттегiдей олардың әсерi құралдарды жасауда және АЖ ескеру ... 1000 бiр ... ... ... ... ... ... жанында ақауларын саны кейде үлкейедi және кремнийде имплантация жасалған облыстың шектерiнде таралу бақыланады. Бұл нені бiлдiредi, тiптi ... ... ... ... ... ... толық жоюды кепiлдiк бермейдi.
МОПтың иондық өңдеуiнiң жанында - кремний ... ... - ... ... белгiленген оң заряд құрады және шапшаң шалағай күйлер пайда болады. Бұл ... ... ... мөлшерiн көбеюмен қыздырмайды, ал қанығуда содан соң ... ... оң ... 150-500 °C ... ... немесе ультракүлгiн сәуле шығарудың өңделеді. Шапшаң шалағай күйлер ... ... ... ... ... ... алынады. [14]
Мысалы, ион ендiру әдiсінiң екiншi кемшiлiгiне күш ... ... ... ... ... ... үшiн сын көзiмен қоспалаудың шағын тереңдiгiнде жату керек, және транзисторлар болуы тиіс. ... ... ... ... ... ... немесе ондаған МэВ енгiзiлетiн атомдар ену арқылы тереңдiгiн үлкейтуге болады, дегенмен мұндай қондырулары өте қымбат бағалы: Ақш долдарының 1 МэВ-1 ... 2 ... МэВ-2 ... ... әрi жуық ... ... Осы ... жақын балқыту температураларына жоғарыэнергетикалық имплантация температурлар шейiн күйдiрмейтiн күрделi ... ... ... ... ... ... шектеуге мұндай процесс пайда болатын әсерлердi жатқызуға болады немесе иондардың каналдау имплантациядан кейiн, және ... - ... ... ... ... айтуға болады. Бұл әсерлер профильдың мүмкiн емес дерлiк теориялық болжауы жасайды. Олар жиiрек барлығы имплантация жасалған атомдардың енуi тым ... ... және одан да ... қарағанда нысананың тереңдiгi бойымен енгiзiлген атомдардың үлестiруiн гаусс пiшiнi арқылы түсіндіріледі.
Жартылай өткiзгiштерде ион ендiру әдiсінiң ең ... ... ... ... радиациялық ақаулар, ендiрiлетiн атомдардың электр активациясының жоғарылауы, қоспалардың имплантация жасалған атомдарының үлестiрудiң ... ... ... сонымен бiрге мұндай бастапқы материалдың маңызды сипаттамаларына имплантацияның процесiн әсердiң ... және ... ... ... ... ... болып табылады. [15]
Иондық имплантация шалаөткiзгiштi аспап технологиясының төңiрегiде ғана ... ... және ... ... кең ... пайдаланады. Мысалы, жасаудың арқасында күштi дәл имплантеровтар (см2 1016 ... кем ... ... ... ... ... қоспалауғана емес, түрлендiру үшiн оны қолдануы химиялық, механикалық және оптикалық свойствтар қатты телефон 1018 ион/см2 n жететiн (D - 1016 ... ... ... ... ... ... кремнию көмiртектiң имплантациясының жанында кремнию карбидының жасалуы басқа химиялық қосылуға қабаттай немесе алмазға кремнию ... ... ... ... ... кең даму ... дененiң радиациялық физикасының жаңа бағытын алды - иондық металлургия. Иондық будалар металдардың ... ... үшiн ... үшiн ... ... осы жағдайда пайдаланады және балқымалар: мысалы, қарағайлы тоғайдан төс етегiне азоттың иондық имплантациясының полиэнергетическойы асқыл өткiзгiш механикалық, ... ... ... электр жолымен құр ең қатты материал қабатта - (боразон) текше бор нитрид. Төс етегiнiң бетiң қасында облысын қаттылық 100 есе осы ... жуық ... ... және ... алмаздың қаттылығына болды. Иондық имплантация басқа мүмкiн қолдану облысы кварцқа иондардың енгiзуi жарық өткiзгiштердi жасау жолымен болып ... ... ... ... ... ... ... галлийдің арсенидi, жасау, яғни ақпаратты магниттiк жазбамен жүйе ... және тағы ... ... ... ... қондырғысы
Иондық имплантацияның қондырғысы шағын және орта мөлшерлер, сонымен бiрге ... ... ... ... ... ... ... және орта мөлшерлердiң қондырғыларын буда иондық ток микроампердiң бiрлiктерiнен 500-800 мкА дейiн құрайды, үлкен ... ... 1мен 200 мА мен ... ... Екi түрiндегi қондырғы кэВ-тар 20 мен 200 аралығындағы ... ... ... ... ... ең жоғары қуаты 1 МэВ асуы мүмкiн. [17]
5 - суретте, магниттi мыс иондарының - 1, иондық имплантация қондыру - 3, ... ... ... ... ... шығу - 8, ... камерасы - 9 және вакуумдық жүйе. Жер қабылдау камерасының потенциалымен негiзiнде олар қатысты ... және ... ... өзара орналастырылуы, масс - бөлгіш және иондардың көзi арқылы анықталады.
а) иондарының шағын және орта ... ... (5-шi ... ... ... 200 кэВ ... , қабылдау камерасы жердiң потенциалымен тапқанында кең пайдаланылады. Иондардың магниттi бөлуін жеделдету үшін (электромагниттi бөлу аз ... аз ... ... көздерi және үдеткiш жүйеде) қондырудың көлемдерiне маңызды беделiн тигізеді.
a) аз және орта мөлшері; б) күшейтуден кейінгі иондарды масса бойынша бөлу; в) ... ... г) ... ... д) ... ... -- ион ... 2 -- түйінді созу және біріншілік пішіндеу жүйесі; 3 -- ... ... 4 -- ... вольтті модуль, 5 -- басқарылатын ... 6 -- ... ... 7 -- ... ... 8 -- электростатикалық сканирленетін түйін пластиналары , 9 -- қабылдау камерасы
Сурет 5 - Иондық ... ... ... ... массаcының бөлiнуiне арналған қондырғы (5б-сурет) жеделдетуден кейiн әдетте зерттеушi ... үшiн ... ... биiк ... ... жанында және тұтынылатын жоғарғы қуаттың электр энергиясының минималды санында, онда иондардың барлық будасы тездетедi, ... ... ... ... жүктемесiнiң тогы өседi, сонымен бiрге рентген сәулелерiнiң сәулеге түсiру қауiп-қатерін ... ... ... ... ... ... дәлдікті орналастыруда (сурет 5в) басқарудың және ион мен ... ... ... қарапайым жүйесі бар, сонымен бірге, жоғары кернеуде жұмыс істейтін бірнеше құрылғы бар. ... -- ... ... қиын ... жоғары потенциал және жүктеу автоматизациясының күрделілігі -- өңделетін қабаттардың шығарылуы.
г) Жоғары энергетикалық орналастыруда (сурет 5г) ... ... ... ... беру ... иондардың жоғары энергиясын алуға мүмкіндік береді (500 кэВ және одан жоғары). Бұл жағдайда күшті рентгендік сәулелену жүреді. Көп ... ... ... ... ... ... алу оңай (1 - 2 МэВ және одан ... ... ... орналастыруда (сурет 5д) ион көздері жоғары кернеуде болады. Толық күшейту түйіннің біріншілік пішіндеу жүйесі болады,ол барлық жұмыс ... ... ... ... ... ... көздері жұмыс заттарының атомдарын энергияға дейін қоздыруға арналған, оның минималды ионизациясынан потенциалы жоғарырақ, нәтижесінде оң зарядталған ион түйінін алуға мүмкіндік ... ... үшін ... ... ... ... ион көздері бірдей элементтерден тұрады:
Разрядты немесе ионизациялы камераны (қалыпты жағдайда көздің алып жүретін конструкциясы);
разрядты камераның ішінде электр өрісінің түзілуіне ... ... ... ... ... суық ... разряд зонасына керекті күшейтілген электрондарды эмиттирлеу үшін қызмет етеді;
ионизация эффективтілігін және иондардың экстракция зонасында плазма тығыздығын жоғарылатуға арналған магнитті ... ... және ... ... электродтары плазма зонасынан иондарды шығаруға және иондардың ... ... ... ... ... және қоректену көздерінің берілу жүйесі (анодтың, экстрактордың, катодтың және электромагниттің).
Көбінесе,тікелей және ... ... ... ион ... ... (сурет 5а - в) және аз -- суық катодпен (сурет 5г). ... ион ... екі ... ... ... формалы тесіктен разрядталған камераның ось бойының ион экстракциясымен (сурет 6а,в)және тікбұрышты формалы тесіктен разрядталған перпендикуляр ось бойымен өтеді. (радиальды ... ... 6б). Суық ... көздердің екі катоды бар 6 және 8 және арасында орналасқан цилиндр күйдегі толық анод 3, оның ішінде плазма локализацияланады 9. ... ... ... ... ... ... мынадай газдар түседі: сутек, гелий, аргон, азот немесе газтәрізді қосылыстар BF3, PH3 және AsFe3. Бу түзілу температурасы 1000°C-тан аспайтын ... ... ... ... ... ... оларды алдын ала қыздырады және буларды түзеді, олар температура өзгерісімен булану жылдамдығын басқара отырып, арқылы ион көздеріне түседі. Бу ... ... ... аспайтын қатты заттарды аргон немесе ксенон иондарының ... осы ... ... ... осы ... ... иондайды. [19]
(а, б), тікелей және жанама қыздыру катодымен (в) және суық ... ... -- ... ... 2, 5, 6, 8 -- катодтар, 3 -- анод, 4 -- ... 7 -- ... 9 -- ... 6 - Термокатодты ион көздері
Масс-сепаратор жалпы иондық түйіннен керекті масса мен заряд бөлуге қызмет етеді. ... ... ... ... ... олар ... ... мен молекулаларды жояды және күшті дәлдікті түйіннің тасымал зарядын ... ... ... ... 60° және 90° ... ... және біртекті емес магнит өрісін қолданады. Мұндай электромагниттер біртекті өрісі бар электромагниттерге қарағанда масса бойынша жақсы дисперсиямен ерекшеленеді, сонымен бірге екі ... ион ... ... және оның фокусталушы аумағын өзгертуге мүмкіндік береді. Масс - сепоратордың секторлық ... ... ... ... магниттік өрісте ионның қозғалу траекториясының қисықтық радиусы M1 ̸g қатынасына пропорционалдығымен ... ... М1 -- ... ... g -- оның ... Мысалы, біртекті магниттік өрісте магнит өріске перпендикуляр бағыттағы жазықтықтағы зарядталған бөлшектің траектория ... ... ... бөлшек болып табылады,
(2.2)
мұндағы -- бөлшектің импульсі, М1 -- массалық ... ... ион ... ... k -- ... ... ион ... қысқартылғандығы, U -- масс-сепараторға құлауға дейінгі ионмен өткендегі потенциалдар ... В -- ... ... ... Тл r -- ион траекториясының радиусы. Басқа қатынастағы иондар басқа радиуспен басқа траекториямен қозғалады. Потенциалдар ... ... ... ион ... , U ... аралықта энергия теңдігімен анықталады.
(2.3)
Мысалы, нысананың біртекті иондалған атомының жылдамдығы (100 киловольтқа (кB) дейін жылдамдатылған,
(2.4)
мұндағы Дж
Өрісте күшейтілген As ... ... ... үшін U = 10 кВ, ... ... 0,5 Вб/м2 (5000 ... ... радиусы: r = 0,25 м тең. Осындай жолмен, күшейтілген потенциалда және ... ... ... ... зарядқа қатынасындағы шаршы түбіріне траектория радиусы тура пропорционал. [20]
Ион массасынан ... ... ... ... немесе үшэлектродты линзамен фокустайды. Жылдамдату жүйесі және түйінді пішіндеу жылдамдатылған трубканы береді, ол ... ... ... өзара созылған сақиналық шынылық немесе қыш изолятордан және металдық электродтардан тұрады. Бұл жүйе бір немесе екішелді жылдамдату үшін екі немесе ... ... ... ... Екіэлектродты линзаларға оның кернеуін жылдамдататын және шығарылатын ион түйіндерін қосады, ал үшэлектродтыларға фокусталушы аралықты және соңғы кернеуде ... ... ... кернеу үшінші электродқа түседі.
Ион түйіндерін сканирлеу жүйесі ... ... ... бетінде иондармен тең өлшемді шағылуды қамтамасыз етеді. Сканирлеу электростатикалық, электромагниттік, механикалық немесе комбинирлерген болуы мүмкін. ... ... ... үшін ... уақытына тәуелді сканирлеудің оптималды жүйесін таңдау керек.
Иондармен шағылыстыру уақытын азайту үшін ... ... ... болады, ол нысананың қыздыру температурасына және тасымалдау зарядына әсер етуімен шектеледі. Ток 500 мкА-ден көп болғанда меншікті тасымалдау ... әсер ... ... ... ... ... ... түйін кеңейеді. Сканерлеудің электростатикалық жүйесінде ион түйіндерінің қиылысуының үлкеюі ... ... ... ... ... қажет етеді. Электростатикалық сканирлеуді қабаттарды жеке өңдейтін әлсіз дәлдікті қондырғыларда қолданады. Иондық түйін x және y ... ... ... ... 500 және ... 4000 ... ... ол бірдей өлшемді легирлеуді қамтамасыз етеді. Электростатикалық сканерлеудің кемшілігі -- диаметрі бойынша үлкен ... ... ... үшін қондырғының жалпы ұзындығын үлкейту керек. [21]
1 -- "электронды барьер" диафрагмалары; 2 -- y осі бойынша ... ... 3 -- х осі ... сканерленуші және ауытқу пластиналары; 4 -- қонған диафрагма; 5 -- нысана
Сурет 7 - ... ... ... - суретте қабаттарды топпен легирлеуге негізделген қондырғыларда қолданылатын механикалық және комбинирленген сканирлеудің әр түрлі ... ... ... ... ... механикалық жүйесі жартылайөткізгішті қабатпен бекітілген дөңгелекті береді,ол v жылдамдықпен қайтымды түсуді жасайды немесе 1 ион түйіндерімен салыстырмалы түрде бұрыштық ... ... ...
1 -- ... ... 2 -- жартылайөткізгішті қабаттар, 3 -- дөңгелек, 4 -- конвейер, 5 -- ... 6 -- ... 7 -- ... 8 - ... (а - г) және ... (д, е) сканирлеу жүйесі
Осындай жүйеде имплантацияның тұрақты бұрышын алады. Мұндай жүйе дөңгелектің араласуы ... ... - ... көрсетілген сканирлеудің механикалық жүйесі конвейереде 4 орналасқан, 1 ион түйінінен салыстырмалы ... ... және ... (жоғары-төмен) жазықтықтарда овалды траекториямен қозғалатын 2 қабаттарын араластырады. Бұл жүйе ... ... ... және ... қозғалу жылдамдығын қамтамасыз етеді. Оның кемшілігі -- вертикаль бойынша ... ... ... конструкцияның күрделілігі және вакуумдық жағдайда жұмыс істейтін қондырғыны қолдану міндеттілігі,ол ... ... ... ... ... жүйе ... қабатпен бекітілген жазық негіз 5 және қайтымды-түсу қозғалыспен жоғары-төмен және оңға-солға қозғалады, ол қабаттардың араласуының керекті жылдамдығын қамтамасыз ете алмайды және ... ... ... ... ... ... қолданылатын сканирлеудің механикалық жүйесі (сурет 8г), периферия бойынша тез айналатын диск, бір ... ... ... бір ... ... ... бойынша қабаттар орналасқан. Легирлеудің біртектілігін түйіннің тығыздығын немесе дисктің айналу жиілігін сақтай отырып сызықтық араласу жылдамдығын өзгерту арқылы алады.
Комбинирленген жүйелерде ... 8д, е) x ... ... электромагниттік сканирлеу және y жазықтығы бағытымен механикалық сканирлеу бар және бірөлшемді легирлеудің жағдайын жақсартады.
Қабылдаушы камера (сурет 9) жартылайөткізгішті қабаттарды легирлеуге, ... және ... үшін ... ... 9 - ... имплантердің қабылдау камерасының жүйесі
Аз мөлшерді қондырғыларында қабаттар жеке-жеке өңделеді. Оларды қолмен камераға салады немесе партиясына 25 данадан кіретін шлюз арқылы ... ... ... ... дискте, жеке импланттайды. [22]
Кассеталарды автоматты беретін қондырғыларда имплантация ... 5 - 10 ... ... 200-300 ... ... топтық өңдеу аз және орта мөлшерді қондырғыларды,сонымен бірге,күшті дәлдікті қондырғыларды қолданады (мысалы,барабанды жүйе). Қабылдаушы ... ... Balzers ... Scanibal ... және 200 - 1000 Varian ... ... - ... үрдісі толығымен автоматталған. Вакуумдық шлюз арқылы кремний пластиналары қыстырылған ұстағыштар ауыстырылады (жалпақ кассеталар). Контейнердің айналу қозғалысын қамтамасыз ететін привод, серворежимде ... ... және ... ... әр ... ... жүктеу-шығару позициясын анықтауға мүмкіндік береді. Жүктеу-шығару қондырғысы ұстағыш жинағы бар вакуумдық шлюзден тұрады, олар карусельден кезекпен ... ... және кері ... Екі ... айырмашылығы (сканерлеу принципінен басқа) Scanibal қондырғысында пластинаның легирленетін бетінің бір бөлігі карусель орталығына бағытталған,ал 200 - 1000 қондырғысында -- ... ... ... ... ... ... ... мәселесі пайда болады,себебі 90 - 120°C температура фоторезисторлар үшін критикалық болып ... ... ... ... ... ... ... ұстағыш немесе жылуөткізетін паста қолданумен шешуге болады. Дозиметрия жүйесі тығыздалған иондардың мөлшерін және қондырғының жұмысы кезінде қабат бетінде ... ... ... анықтайды. Электростатикалық сканирлеу қондырғыларында Фарадей цилиндрін қолданады (сурет 10), ол қабық орналасқан 5 беті изолирленген қабат ... 4 ион ... ... ... Бұл ... ... ... мен нысанадан жерге өтетін жалпы токпен анықталады. [23]
Универсалды дозиметрия жүйелерінде ион ... ... ... әр ... ... 4 ... Фарадей цилиндрін қолданады. Өлшенген мөлшерлер интегралданады және орташамен салыстырылады. Егер ауытқу мүмкін мәннен көп болса, ... ... ... 2 -- ... ... және берілу диафрагмалары, 3 -- цилиндрдің корпусы, 4 -- ... ... 5 -- ... 10 - ... ... ... ... вакуумдық жүйесінде 10-5 Па кем емес вакуумды,ал күшті дәлдіктіде 10-4 Па қамтамасыз ету керек. Ионның жол ұзындығы 1м ... ... ... ... ... шашырау үрдісі және олардың қондырғыдағы қалған газдардың атомдарының қайта зарядталуы. Диффузиялық насосы бар вакуумдық ... кең ... ... ... -- ... қосылыс қабығының өңделетін қабат тұну мүмкіндігі. Кейбір қондырғыларда шығарудың майлы емес заттарын: ... ... ... насостар, сонымен бірге, турбомолекулярлы насостар,шығарылмайтын сутек. Көбінесе комбинирленген вакуумдық жүйелерді қолданады,олар диффузиялық ... бар және ... ... ... ... ... ион ... шығаруға және қабылдаушы камераның майлы емес шығарылу агрегаты үшін қолданылады. СНГ мемлекеттерінде кең таралған иондық ... ... ... "Везувий-3 және 3М", "Везувий-5", "Везувий-7М", "Везувий-8 және 8М", ... и 9М", ... ... және "Лада-30"жүйе типтері кіреді.
1 -- ион көзі ; 2 -- көздің магниті; 3 -- ... 4 -- ... 5 -- ... ... 6, 12 -- ... ... 7 -- ... линза; 8, 14 -- вакуумдық затвор; 9, 18 -- крионасос; 10, 17 -- ... ... 11, 16 -- ... ... 13, 22 -- Фарадей цилиндрі; 15 -- түйінді сканирлеу қондырғысы ; 20 -- ... ... ... ... 21 -- подавляющий электрод; 23 -- ... ... ... 26 -- ... 28 -- ... ... ... ; 29 -- жартылайөткізгішті
Сурет 11 - "Везувий-9" қондырғысының сызбасы
11-суретте көп зарядты иондарда жоғары ... ... ... 6 ... ... ... ... 4 иондарды қолданып, энергиясы 2 МэВ, кернеуі 500 кВ ... ... ... ... ... ... Nova-10-160 иондық имплантация үшін қондырғы схемасы көрсетілген (иондық ток 10 мА және жылдамдатқыш кернеу 160 кВ дейін).
Соңғы жылдары иондық ... ... ... ... ... ... Eaton Corp., США, Varian Corp., США; Nissin ... Япония және т.б.), электрониканың арнайы мақсаттары үшін ... ... ... ... Si/SiC гетероөткелі, өтпелі металдың силицидтері үшін және т.б. Көздің нысана блогының[25, 26] ... ... ... ... ... ... ток мұндай жүйеде 200 мА-ге дейін жетуі мүмкін.
Иондық металлургия үшін металдар мен құймаларды өңдеуде үздіксіз әрекеттің аса дәлдікті имплантерлар мен ... ... ... ... ... шоғырының масс-сепарациясынсызын пайдаланады. [27, 28].
Сурет 12 - ток күші 10 мА және ион энергиясы 160 кэВ ка ... ... ... ... ... ... ... ультраүлкен интегралды схемалар технологиясының қосымшасы үшін төменэнергетикалық иондық имплантацияға (0,2 - 5 кэВ) ... ... ... ... [29, 30, 31 - 33]. ... ... ұсақкөлбеулі легирленген қабықшалар шығару үшін жартылайөткізгіштерде иммерсионды ... ... ... иондық имплантация әдісін қолданады.[34 - 39]. Тығыз плазманың кеңшоғырланған көздері плазмалық иммерсионды иондық имплантерлар -- универсалды және ... 200 - 300 мм, ... 98 - 99% ... ... ... ... үшін ... технологияға арналған. Олар үлкен токка (мысалы, 1 мА/см2), дозалар жинағының жоғары жылдамдығына және иондар энергиясының (100 эВ - 100 кэВ) кең ... ... ... ... ... ... қатар материалдардың жұқа қабықшаларын (ion beam deposition) алу, қабықшаларды ионды- ... ... IBAD, ... ... ... (ion beam mixing) үшін ... [40]
Исследование спектральных характеристик электролюминесценции светоизлучающих структур
Для использования в интегральных схемах светоизлучающих ... ... на ... ... ... ... ... возбуждаемого под действием приложенного к изолирующему слою электрического поля, то есть ... Для ... ... ... электролюминесценции в видимом диапазоне были выбраны образцы SiO2/Si, имплантированные ионами олова с энергией 200 кэВ ... 1x1017 см - 2, ... ... при 900ºС в ... 60 ... на ... Эти ... характеризовались интенсивным свечением, видным невооруженным глазом при освещении фиолетовым или синим лазером. Из данных образцов были ... ... ... для исследования электролюминесценции, однако видного невооруженным глазом свечения в ... ... ... от минус 30 до 30 В обнаружено не было. Мы связываем это с недостаточно ... ... ... ... слоя ... кремния для исследованных образцов составляла 600 нм. Для возбуждения электролюминесценции в ... ... ... ... ... ... высокие напряжения, что выходит за пределы возможностей имеющейся установки для снятия спектров электролюминесценции. Для ... ... в ... ... ... +- 30 В ... на ... снизить толщину слоя диоксида кремния в структурах SiO2/Si, используемых для проведения имплантации ионов олова, а также разработать новые режимы имплантации с ... ... ... SiO2.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 26 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Жарықшығаратын құрылымдардың электролюминесценциясының спектрлік сипаттамалары41 бет
Бензол молекуласының электрондық құрылысын МПДП әдісімен есептеу22 бет
Кванттық оптика негіздері4 бет
Каспий маңы ойпатының тұзды күмбезді құрылымдары35 бет
Тұзды жыныстар68 бет
Құрылыс құрылымдарын, материалдарды оттан қорғау тәсілдері. Өртке қарсы қолданылатын кедергілер. Өртке қарсы қорғау қабырғалары мен төбе жабқыштар. Жеңіл лақтырылып тасталатын (сақтандырғыш) құрылымдар. Өрт кезінде құрылымдардың температурасын төмендету әдісімен оларды оттан қорғау7 бет
Cпектрдің жақын ИҚ аймағындағы сатурынның бұлытты жамылғысының сенімді спектрлік бақылау мәлметтерін алу38 бет
N-винилкапролактам негізіндегі сополимердің синтезі және сипаттамалары39 бет
«Алматы қаласындағы жер беті озонының статистикалық сипаттамалары»40 бет
«Көлік шинасының резина үгіндісінің мұнай битумының сипаттамаларына әсерін зерттеу»26 бет


Исходниктер
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь