Структура та електрофiзичнi властивості металевих плiвок з напівпровідниковим покриттям в умовах хiмiчної та дифузiйної взаємодiї атомiв - Автореферат

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Робота виконана в Сумському державному університеті, Міністерство освіти України. кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Колот Володимир Якович, Інститут фізики твердого тіла, матеріалознавства і технологій Національного наукового центру, Харківський фізико-технічний інститут, начальник відділу. Захист відбудеться “23” вересня 1999 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д55.051.02 у Сумському державному університеті за адресою: 244007, м.Дослідження електрофізичних властивостей і кристалічної будови тонких плівок металів, напівпровідників, сплавів та ін. дозволяють вивчати явища (розмірні ефекти), які виражені дуже слабо в масивних зразках і представляють інтерес не тільки для подальшого розвитку мікроелектроніки та багатьох галузей науки і техніки (оптики, космічної та атомної промисловості, НВЧ техніки та ін.), але й для більш глибокого розуміння фундаментальних питань фізики твердого тіла. Останнім часом ведуться дослідження багатошарових плівкових структур на основі металів та напівпровідників, де виявляють себе особливості, повязані з розсіюванням носіїв електричного струму на межах розділу шарів, із зміною знака температурного коефіцієнта опору (ТКО) у багатошарових плівках, компоненти яких відрізняються знаком ТКО та ін. Домінуючий вплив на характер електрофізичних властивостей вакуумних конденсатів мають дифузійні процеси (сукупність явищ, повязаних з дифузією атомів покриття, газів залишкової атмосфери по межах зерен, поверхні та в обєм решітки зразка) та хімічна взаємодія з чужорідними атомами під час конденсації та термообробки. Дослідження процесів взаємодії атомів металу і газів під дією пучка електронів дозволяють зробити оцінку частки непружно розсіяних (НР) електронів та змоделювати можливі процеси на поверхні плівки при термообробці. Так, на час постановки задачі даної роботи не були вивчені питання про зміну параметрів електропереносу p, r, R та lg (lg - середня довжина вільного пробігу (СДВП) носіїв електричного струму в плівці), коефіцієнта поздовжньої тензочутливості (КТ) gl тонких металевих конденсатів після нанесення напівпровідникового або металевого покриття, про можливість реалізації екситонного механізму провідності [2] в системах типу НП/Ме/П (НП - напівпровідник, Ме - метал, П - підкладка) та ін.Зроблений висновок про те, що полікристалічні плівки металів з напівпровідниковим покриттям є маловивченими, а деякі аспекти, повязані з дослідженням впливу чужорідних атомів на параметри електропереносу металевих плівок, можливості реалізації екситонного механізму провідності у плівках типу НП/Ме, залишились поза увагою дослідників. Під час відпалювання плівок протягом 3-4 циклів у вакуумній камері спостерігається повна стабілізація електричних властивостей, про що свідчать дані, отримані в результаті експерименту. Оскільки вивчення структури та електрофізичних властивостей металевих плівок не може вважатися логічно завершеним без розгляду процесів хімічної та дифузійної взаємодії вакуумних конденсатів з молекулами залишкової атмосфери, атомами напівпровідників або металів у вигляді покриття або верхнього шару, то в даній роботі дослідження проводились таким чином і такими методами, які б дозволили охопити усі ці питання. Рисунок 2 - Дифузійні профілі від плівок: а - невідпалена плівка Ge/Ni; б - відпалена плівка Ge/Ni; в - невідпалена плівка Ge/Cr; г - відпалена плівка Ge/Cr фазоутворення та дифузії, дають можливість коректно та однозначно розглядати питання про зміну параметрів електропереносу lg, p, r, R в металевих плівках після нанесення покриття в рамках відомих теоретичних моделей Маядаса-Шацкеса (МШ) та Тельє-Тоссе-Пішара (ТТП). Незважаючи на те, що подібні дослідження дозволяють одержати інформацію про залишкові гази, які містяться у вакуумній камері, про взаємодію цих газів з нагрітими спіралями та свіжосконденсованими плівками, про характер газовиділення вакуумних матеріалів та інше, слід відмітити, що вони також дають змогу якісно судити про можливу хімічну взаємодію газів залишкової атмосфери з атомарними пучками металів та напівпровідників під час їх конденсації, про хімічні та фазові перетворення у плівках при термічній обробці або бомбардуванні електронами.Ці дані дають можливість стверджувати, що при термообробці систем покриття/плівка (для визначення ТКО) можна чекати лише фазових переходів а-НП®к-НП, а не утворення хімічних сполук, оскільки останні відбуваються лише при термообробці електронами. Розшифровка електронограм показує, що досліджувані зразки мають параметри кристалічної решітки приблизно такі або трохи більші, ніж у масивних зразках, що свідчить про незначну взаємодію вакуумних конденсатів з газами залишкової атмосфери.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ