32

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Факультет електроніки та інформаційних технологій

Кафедра прикладної фізики

Курсова робота

з дисципліни: «Технологічні основи електроніки»

Гетероепітаксійні кремнієві структури

Виконала:

студентка групи ЕП-01 Т.М. Шабельник

Науковий керівник,

к.ф.-м.н., асистент О.П. Ткач

Суми 2012

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………....3

РОЗДІЛ 1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕСУ ЕПІТАКСІЇ…...4

1. Основи теорії епітаксійного росту……………………………………...……..5

2. Способи проведення епітаксії (Механізми епітаксії)………………………..7

1. Епітаксія з газової фази………………………………………………....9

2. Рідкофазна епітаксія…………………………………………………....11

РОЗДІЛ 2 МОЛЕКУЛЯРНО-ПРОМЕНЕВА ЕПІТАКСІЯ (МПЕ)..………14

3. Легування плівок в процесі МПЕ………………………………………........15

4. Установка та вирощування плівок в процесі МПЕ………………………...16

РОЗДІЛ 3 ЕПІТАКСІЙНІ ПЛІВКИ КРЕМНІЮ НА КРИСТАЛАХ ІНШИХ РЕЧОВИН……………………………………………………………..19

5. Кремній на сапфірі……………………………………………………………20

6. Гетероепітаксійні системи Ge_1-x-Si_{x …………………………………………23}

РОЗДІЛ 4 ВИКОРИСТАННЯ ГЕТЕРОЕПІТАКСІЙНИХ КРЕМНІЄВИХ СТРУКТУР……………………………..………………………………………..27

ВИСНОВКИ……………………………………………………………………....30

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………………...31

ВСТУП

Процеси епітаксійного росту аналогічні до отримання тонких плівок. Епітаксійні шари можна вирощувати термовакуумним (ТВН) методом, з парогазової (ПГФ), рідкої чи твердої фази. Більшість процесів епітаксії здійснюються осадженням з парогазової фази. В умовах надвисокого вакууму здійснюється молекулярно-променева епітаксія (МПЕ). Ріст кристала при епітаксії з ПГФ і МПЕ відбувається за температури нижчої від температури плавлення. Процес рідкофазної епітаксії відбувається шляхом кристалізації речовини на поверхні підкладки розплавленого металу, використовується переважно для отримання шарів подвійних чи потрійних напівпровідникових сполук.

Також велике значення має вплив підкладки на кристалізацію речовини, що осаджується. Атом, який надходить із зовнішньої фази, може передавати їй свою кінетичну енергію. Сили зв’язку між підкладкою та адсорбованими атомами утримують останніх на поверхні. Кристалохімічні особливості підкладки повинні впливати на швидкість поверхневої дифузії адсорбованих атомів і тим самим на кристалографічну орієнтацію плівку, що осаджується. Недосконалість будови поверхні підкладки повинна позначитися на характері розподілу і будові матеріалу, який нарощується.

Під час росту епітаксійні шари можна легувати, тобто в них вводять донорні або акцепторні домішки; унікальною особливістю епітаксії є можливість отримання високоомних шарів напівпровідника на низькоомних пластинах; при епітаксії можна одержати рівномірні розподіли або з різким перепадом концентрації на дуже малій відстані; можна отримати багатошарові структури в одному процесі.

Мета роботи полягала у вивченні теорій епітаксійного росту, способу проведення епітаксії, дослідження епітаксійних плівок кремнію на кристалах інших речовин, застосування гетероепітаксійних кремнієвих структур в електроніці.