Материалы микроэлектроники

Вид материала

Документы

Содержание Ю.А. Менделева, Д.И. Тетельбаум ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Н. Новгород ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК Ni Моделирование динамической дифракции

Подобный материал:

• Семинар \"Новые магнитные материалы микроэлектроники\" (нммм 19). 28 июня 2 июля 2004,, 23.32kb.
• «Материалы и компоненты микроэлектроники», 359kb.
• Xxi международная конференция, 74.63kb.
• Республики Беларусь «24», 3587.94kb.
• Программа спецкурса " Электронно-зондовая диагностика материалов и приборов микроэлектроники", 13.07kb.
• Введение в специальность, 2241.27kb.
• Физика полупроводниковых приборов, 1091.64kb.
• Твердые растворы на основе карбида кремния: технология и свойства, 66.85kb.
• Физика полупроводников и твердотельная электроника введение, 56.3kb.
• Физика твердого тела и твердотельная электроника введение, 40.45kb.

Ю.А. Менделева¹, Д.И. Тетельбаум²

¹ ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Н. Новгород

² Научно-исследовательский физико-технический университет

ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Н. Новгород

Данная работа продолжает цикл исследований свойств кремния, наноструктурированного путем ионного облучения в режиме частичной аморфизации [1,2]. Ранее [2,3], было установлено, что, в переходной к аморфизации области доз, слои, облученные ионами различных масс, обладают спектром фотолюминесценции (ФЛ), состоящим из двух широких полос – в районе 700 и 900 нм, соответственно. Первая полоса была отнесена к нанокристаллам Si, а вторая – к a-Si. В настоящей работе исследована зависимость ФЛ и ЭПР от дозы и температуры постимплантационного отжига (Т_отж) при облучении кремния ионами неона с энергией 100 кэВ. Установлено, что при всех температурах Т_отж и дозах, где наблюдается ФЛ, её спектр сохраняет двухпиковую структуру, но интенсивность излучения изменяется по мере улучшения структурного совершенства. С повышением Т_отж гашение ФЛ происходит еще до того, как аморфный слой рекристаллизуется. В то же время данные ЭПР показывают, что ФЛ существует в области Т_отж, где концентрация оборванных связей низка. Следовательно, для существования ФЛ необходима некоторая оптимальная степень разупорядочения аморфной фазы, обеспечивающая достаточно большой разрыв энергетических зон c-Si и a-Si и не слишком высокую вероятность безызлучательной рекомбинации на оборванных связях.

Работа поддержана грантом РФФИ (№04-02-16493) и программой Федерального агентства по образованию «Развитие научного потенциала высшей школы» (раздел 3.3, №4646, 2005 г.).


[1] Тетельбаум Д.И., Шенгуров В.Г. и др. // Поверхность. 1998. №5. С.34.

[2] Тетельбаум Д.И., Трушин С.А., Питиримов А.В. // Известия РАН. Сер. физ. 2000. Т.64. №11. С.2168.

[3] Тетельбаум Д.И., Трушин С.А. и др. // Известия РАН. Сер. физ. 2003. Т.67. №2. С.187.


2D-моделирование роста однокомпонентных плёнок


Панькин Н.А., Смоланов Н.А.

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, г. Саранск


Методом молекулярной динамики было проведено компьютерное моделирование роста плёнок титана на (100)-монокристалле меди с использованием алгоритма Верлетта в скоростной форме [1]. В качестве межатомной функции взаимодействия применяли парный потенциал Морзе [2], параметры которого для ряда кубических и ГПУ металлов приведены в работах [2, 3]. После задания исходных данных для подложки (конфигурация атомов, температура и т.д.) и последующего акта присоединения иона проводилась релаксация системы до достижения состояния равновесия модели. Температура моделируемой системы контролировалась с помощью масштабирования скоростей атомов [4].

В результате компьютерного эксперимента были получены модели наноразмерных (~10 нм) тонких плёнок титана. Для них были рассчитаны зависимости скорости осаждения, распределения элементов и напряжений по глубине образца от параметров конденсации (энергии ионов, времени осаждения, температуры подложки и т.д.).

Расчёт напряжений проводили согласно формуле [5]:

,

где V₀ - атомный объём; F_{i j}- сила взаимодействия между i-ой и j-ой частицами находящихся на расстоянии r_ij; υ_i - скорость частиц; M_i - их масса; α и γ могут принимать значения x и y (x и y проекции векторов).

Полученные данные хорошо согласуются с результатами, полученные другими авторами для различных моделируемых систем «металл-металл» [5, 6]. Разработанный программный комплекс можно использовать в учебном процессе.

1. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц. – М.: Мир, 1987. 640 с.
   
2. Girifalco L.A., Weizer V.G. //Phys. Rev. 1959, V. 114, №3, p. 687-690.
   
3. Баранов М.А. и др. //ФТТ. 2004, Т. 46, вып. 2, с. 212-217.
   
4. Хеерман Д.В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике. – М.: Наука, 1990. 176 с.
   
5. Swith R.W., Srolovitz D.J. //J. Appl. Phys. 1996, V. 79, №3. p. 1448-1457.
   
6. Трушин О.С. //Труды Физико-технологического института. 1997, Т. 12. с. 121-138.
   

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК Ni_xSi_1-x И Hf_xSi_1-x НА HfO₂/Si


Д.А. Савельев, Д.А. Антонов, Д.О. Филатов, Е.С. Демидов

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород


В настоящее время в развитии технологии КМОП транзисторов интегральных схем (ИС) встал вопрос о замене поликремниевых затворов на металлические [ⁱ]. В настоящей работе исследовалась возможность использовать в качестве материала затвора нестехиометрические соединения Ni_xSi_1-x и Hf_xSi_1-x для транзисторов на основе Si с каналом n- и p- типа соответственно. Ожидается, что варьированием соотношения компонентов (x) можно будет изменять работу выхода материала затвора и, тем самым, формировать необходимую зонную диаграмму МДП-структур.

В данной работе исследовались электрофизические параметры (удельная электропроводность, концентрация и подвижность носителей заряда) и работа выхода сверхтонких (~ 7 нм) пленок Ni_xSi_1-x и Hf_xSi_1-x, нанесенных на слои HfO₂ на подложках Si методом лазерной абляции, в зависимости от x (x=0,070,68). Электрофизические параметры определялись из Холловских измерений при 300К, работа выхода – методом сканирующей кельвиновской микроскопии (СКМ).

По данным электронографии на отражение, исследуемые пленки являются аморфными, их шероховатость, по данным атомно-силовой микроскопии (АСМ), не превышала 0,5 нм. Пленки имели низкое удельное сопротивление  =510^-6210^-3 Омсм в зависимости от x при 300К. Концентрация электронов изменялась в пределах 1,310¹⁹2,610²² см^-3, подвижность – в пределах 4250 см²/Вс. Показана возможность управлением работы выхода пленок Hf_xSi_1-x в пределах 4,354,77 эВ при изменении x в пределах 0,070,68. В Ni_xSi_1-x работа выхода оставалась неизменной около значения 4,95 эВ при изменении x от 0,34 до 0,5.

Таким образом, в данной работе установлено, что синтезированные методом лазерной абляции слои Ni_xSi_1-x и Hf_xSi_1-x по структуре, морфологии поверхности, электрофизическим параметрам и значениям работы выхода удовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалам затворов КМОП транзисторов на основе HfO₂/Si и, следовательно, являются перспективными для технологии ИС нового поколения. Однако, пока остается открытым вопрос о большой плотности поверхностных состояниях на поверхности диэлектрик-полупроводник.


Моделирование динамической дифракции

рентгеновских лучей в неоднородно

деформированных монокристаллах


Я.М. Мацкевич

Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского,

Нижний Новгород


Для интерпретации специфических рентгеновских и рентгенооптических эффектов требуется распространение динамической теории дифракции на неоднородно деформированные монокристаллы.