Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов
Исследована термическая стабильность диффузионных барьеров на основе пленок Вi при различных способах получения пленок. Исследования проводились на электростатическом ускорителе ХНУ им. Каразина В.Н. в условиях изотермического отжига непосредственно под пучком протонов с энергией 1,85 МэВ Досліджена...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2001 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2001
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/78277 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов / В.А. Цымбал, В.В. Слезов, И.Н. Колупаев // Вопросы атомной науки и техники. — 2001. — № 4. — С. 57-58. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-78277 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Цымбал, В.А. Слезов, В.В. Колупаев, И.Н. 2015-03-13T17:42:27Z 2015-03-13T17:42:27Z 2001 Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов / В.А. Цымбал, В.В. Слезов, И.Н. Колупаев // Вопросы атомной науки и техники. — 2001. — № 4. — С. 57-58. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/78277 539.12.04 Исследована термическая стабильность диффузионных барьеров на основе пленок Вi при различных способах получения пленок. Исследования проводились на электростатическом ускорителе ХНУ им. Каразина В.Н. в условиях изотермического отжига непосредственно под пучком протонов с энергией 1,85 МэВ Досліджена термічна стабільність дифузійних бар’єрів на основі плівок Ві при різних способах отримання плівок. Дослідження проводились на електростатичному прискорювачі ХНУ ім. Каразіна В.Н. в умовах ізотермічного отжигу безпосередньо під пучком протонів з енергією 1,85 МеВ. The thermal stability of diffusion barriers is explored on the basis of Bi films at different expedients of deriving of films. The examinations were conducted on the electrostatic accelerator at KNU of name Karazin V.N. under conditions of an isothermal bakeout directly under a proton beam of 1,85 MeV energy. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов |
| spellingShingle |
Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов Цымбал, В.А. Слезов, В.В. Колупаев, И.Н. Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах |
| title_short |
Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов |
| title_full |
Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов |
| title_fullStr |
Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов |
| title_full_unstemmed |
Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов |
| title_sort |
исследование системы gasb+bi методом обратного рассеяния протонов |
| author |
Цымбал, В.А. Слезов, В.В. Колупаев, И.Н. |
| author_facet |
Цымбал, В.А. Слезов, В.В. Колупаев, И.Н. |
| topic |
Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах |
| topic_facet |
Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах |
| publishDate |
2001 |
| language |
Russian |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| description |
Исследована термическая стабильность диффузионных барьеров на основе пленок Вi при различных способах получения пленок. Исследования проводились на электростатическом ускорителе ХНУ им. Каразина В.Н. в условиях изотермического отжига непосредственно под пучком протонов с энергией 1,85 МэВ
Досліджена термічна стабільність дифузійних бар’єрів на основі плівок Ві при різних способах отримання плівок. Дослідження проводились на електростатичному прискорювачі ХНУ ім. Каразіна В.Н. в умовах ізотермічного отжигу безпосередньо під пучком протонів з енергією 1,85 МеВ.
The thermal stability of diffusion barriers is explored on the basis of Bi films at different expedients of deriving of films. The examinations were conducted on the electrostatic accelerator at KNU of name Karazin V.N. under conditions of an isothermal bakeout directly under a proton beam of 1,85 MeV energy.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/78277 |
| citation_txt |
Исследование системы GaSb+Bi методом обратного рассеяния протонов / В.А. Цымбал, В.В. Слезов, И.Н. Колупаев // Вопросы атомной науки и техники. — 2001. — № 4. — С. 57-58. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT cymbalva issledovaniesistemygasbbimetodomobratnogorasseâniâprotonov AT slezovvv issledovaniesistemygasbbimetodomobratnogorasseâniâprotonov AT kolupaevin issledovaniesistemygasbbimetodomobratnogorasseâniâprotonov |
| first_indexed |
2025-11-27T06:44:29Z |
| last_indexed |
2025-11-27T06:44:29Z |
| _version_ |
1850802143395577856 |
| fulltext |
УДК 539.12.04
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ GaSb+Bi МЕТОДОМ ОБРАТНОГО РАС-
СЕЯНИЯ ПРОТОНОВ
В.А.Цымбал
Научно-производственный комплекс «Возобновляемые источники энергии
и ресурсосберегающие технологии»
ННЦ ХФТИ, г. Харьков, Украина, nsc@kipt.kharkov.ua;
В.В.Слезов
Институт теоретической физикиННЦ ХФТИ, г.Харьков;
И.Н. Колупаев
Политехнический университет, г. Харьков
Досліджена термічна стабільність дифузійних бар’єрів на основі плівок Ві при різних способах отримання плівок.
Дослідження проводились на електростатичному прискорювачі ХНУ ім. Каразіна В.Н. в умовах ізотермічного отжигу
безпосередньо під пучком протонів з енергією 1,85 МеВ.
Исследована термическая стабильность диффузионных барьеров на основе пленок Вi при различных способах
получения пленок. Исследования проводились на электростатическом ускорителе ХНУ им. Каразина В.Н. в условиях
изотермического отжига непосредственно под пучком протонов с энергией 1,85 МэВ
The thermal stability of diffusion barriers is explored on the basis of Bi films at different expedients of deriving of films. The
examinations were conducted on the electrostatic accelerator at KNU of name Karazin V.N. under conditions of an isothermal
bakeout directly under a proton beam of 1,85 MeV energy.
ВВЕДЕНИЕ
Создание приборов на базе монокристаллов
АШВV неизбежно связано с формированием кон-
тактов металл-полупроводник. С точки зрения тер-
модинамической стабильности в таких гетеросисте-
мах следует ожидать интенсивных диффузионных
процессов, приводящих к образованию слоев проме-
жуточных фаз. Это ухудшает электронные парамет-
ры переходов металл- АШВV и затрудняет их практи-
ческое применение. Свойствам барьерных контактов
Шоттки (БШ) на полупроводниках АШВV и на GaAs,
в частности, уделяется много внимания в литературе
[1-3]. Применение БШ в реальных изделиях требует
прежде всего надежной воспроизводимости их элек-
тронных параметров и, кроме того, устойчивости
этих параметров в эксплуатационных условиях. Вы-
бор технологии производства, включая выбор метал-
лизации, способы нанесения и термообработки,
основывается на принципах формирования контакта
металл-полупроводник.
Существует много моделей, которые вполне аде-
кватно описывают какой-нибудь cпектр межфазной
границы металл-полупроводник, и в то же время не
в состоянии удовлетворительно согласовать осталь-
ные электрические свойства этой же границы [4,5].
Высказываются разные степени заверения о
единстве процессов формирования БШ и металлур-
гического взаимодействия, однако ни в одном случае
эта связь не устанавливается конкретно. Работа вы-
хода электронов из металла и его электроотрица-
тельность, стимулированные металлом поверхност-
ные электронные состояния, диполь за счет перерас-
пределения химических связей, индуцированные ме-
таллом дефекты вблизи межфазной поверхности,
эффективная работа выхода контакта, связанная с
формированием кластеров, дополнительное легиро-
вание полупроводника материалом контакта – всему
этому должно уделяться внимание. Таким образом,
изучение системы металл-полупроводник на приме-
ре контакта Bi/GaSb является актуальным.
В настоящей работе основным методом изучения
является анализ спектров обратного рассеяния про-
тонов, который дает возможность исследовать изме-
нение элементного состава матрицы по глубине и не
приводит к его разрушению.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследование проводилось на электростатиче-
ском ускорителе Харьковского университета. В каче-
стве зонда использовались протоны, ускоренные до
энергии 1,85 МэВ. С помощью системы коллимато-
ров они попадали на образец. Обратно рассеянные
протоны регистрировались полупроводниковым де-
тектором, установленным под углом 1650. Сигнал с
детектора, проходя через спектрометрический тракт,
обрабатывался амплитудным анализатором АИ-
1024. Спектр регистрируемых частиц выводился на
экран дисплея анализатора, цифропечать и записы-
вался на двухкоординатном самописце Н306. Ста-
бильность усиления спектрометрического тракта
контролировалась с помощью генератора стабиль-
ной амплитуды NZ-635/C.
Объекты представляли собой монокристалличе-
ские шайбы GaSb в ориентации (111), на которые
методом вакуумной конденсации наносили слой Bi.
Поверхность подложек GaSb предварительно очи-
щалась химическим травлением. Пленки висмута
получались путем электронно-лучевого испарения
________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2001. №4
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (80), с. 57-58.
57
mailto:nsc@kipt.kharkov.ua;
99,99% Bi в условиях безмасляного вакуума не хуже
1*10-8 торр. Вакуумная термообработка осуществля-
лась как с целью дополнительной очистки поверхно-
сти GaSb, так и для стимулирования процессов хи-
мического взаимодействия. В итоге были приготов-
лены три группы образцов.
1. Подложка GaSb прогревалась в вакууме (Т0 =
400 0С, t0=1 ч), а затем при ТК=50 0С производилась
конденсация Bi;
2. Система GaSb + Bi отжигалась в течение tA=
1ч при ТА=230 0С;
3. Подложка GaSb и гетеросистема GaSb+Bi не
прогревались выше ТК = 50 0С. Толщины пленок Bi
во всех случаях составляли ≅ 40 нм.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБ-
СУЖДЕНИЕ
Энергетическая калибровка производилась по
спектрам обратного рассеяния от толстых мишеней
Si и Ni и пленки Au на Ni в нижней части рис.1.
Рис.1. Спектры обратного рассеяния трех групп
образцов и энергетическая калибровка
Рис.2.Профили распределения компонентов по глу-
бине
Результаты измерений в виде характерных спек-
тров представлены на рис.1, а профили распределе-
ния компонентов по глубине - на рис.2. Анализ
спектров указывает на характерное смещение пика
висмута на системе, в которой подложка до конден-
сации прогревалась в вакууме при 400 0С (рис.1,а).
Смещение составляет 7 кэВ в сторону низких энер-
гий по сравнению с рассчитанным по кинематиче-
ской модели.
На двух других спектрах (см. рис.1,б и 1,в) сме-
щения пика висмута не обнаружено. Спектр обрат-
ного рассеяния образца без предварительного про-
грева и последующего отжига отличается относи-
тельным уменьшением выхода обратно рассеянных
частиц от Bi. После отжига (см. рис.1,б) на спектре
четко виден выход обратно рассеянных частиц от Ga
и Sb, причем часть спектра, соответствующая выхо-
ду от Ga, имеет характерный вид двойной ступень-
ки, что говорит об обогащении приповерхностного
слоя галлием. Структурное состояние и фазовый со-
став образцов контролировались методами рентге-
новской дифрактометрии и просвечивающей элек-
тронной микроскопии.Установлено, что ни в исход-
ном состоянии, ни после термообработки не образу-
ется промежуточных фаз.
Пленка Bi остается поликристаллической со сла-
бо выраженной текстурой. Отжиг приводит к неко-
торому росту размеров зерен и совершенствованию
текстуры (100)Bi // (111)GaSb, т.е. плоскости
подложки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изменение спектров обратного рассеяния, оче-
видно, связано с диффузионным перераспределени-
ем компонентов, не приводящим к фазовым превра-
щениям. На основании имеющихся данных трудно
предположить достоверную модель взаимной диф-
фузии. Положение и форма пика Sb, а также сдвиг
пика Bi могут быть связаны с появлением вблизи по-
верхности слоя, обогащенного легкими элементами,
в частности Sb. В то же время известно, что прогрев
подложек в вакууме приводит к обогащению поверх-
ности галлием. Нельзя также не учитывать возмож-
ность образования на поверхности Bi окисной
пленки сложного состава, включающего Sb или Ga.
ЛИТЕРАТУРА
1. Э.Х.Родерик Контакты металл-полупроводник.
М: «Радио и связь», 1982.
2. К.Као, В.Хуанг. Перенос электронов в твердых
телах. М: «Мир», 1984, ч.1.
3.В.И.Стриха Контактные явления в плупроводни-
ках. Киев: «Вища школа», 1982.
4.W.E.Spicer, E.Eglash, I.Lindau., C.Y.Su, P.P.Skeath
Divelopment and confirmation of the unified model for
Shottky barrier formation and MOS interface states on
3-5 compounds //Thin Solid Films. 1982, v.89,p.447-
460.
5.L.J.Brillson, C.F.Brucker, A.D.Katnani, N.G.Stoffel
R.Daniels, G.Margaritondo Systematics of chemical
structure and Shottky barrier at compound semiconduc-
tor-metal interfaces //Surf.Sci. 1983, v.132, p.212-232.
________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2001. №4
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (80), с. 57-58.
58
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ GaSb+Bi МЕТОДОМ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ ПРОТОНОВ
ВВЕДЕНИЕ
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
|