Сборник тезисов 9-ой Международной научной конференции «современные достижения физики и фундаментальное физическое образование»
жүктеу/скачать 11,53 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ОВАНИЕ С СФЕРЕ ГЕ дуллин 1 , Т аилов 1 , Д.С
- СВОЙСТВ ЕЛИЯ Т.С. Рамаза С.Керимбек технологич ан
- В ФУЛЛЕР анов 1 , Х.А. ков 2
- РЕНОВ, ПО .Абдуллин
- ОЛУЧЕНН н 1 ,Д.В. Щу
- НЫХ В ДУ р 3 , Д.Г.Бат
- УГОВОМ трышев 2
- РАЗРЯДЕ ь-Фараби, н
- ПОЛУЧЕНИЕ p-i-n СТРУКТУР НА ОСНОВЕ 4H-SiC МЕТОДОМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДИФФУЗИИ Х.Н. Жураев, И.Г. Атабаев
- МОДИФИКАЦИЯ СТРУКТУРНЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АМОРФНОГО КРЕМНИЯ ПУТЕМ ДОБАВЛЕНИЯ УГЛЕРОДА В АМОРФНУЮ МАТРИЦУ С.М.Манаков
- ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПЛЁ- НОК TiO 2 , ПОЛУЧЕННЫХ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОДОМ
ИСЛЕДО В АТМОС М.Т. Габд Д.В.Исма 1 Национал г. Алматы 2 Лаборат 3 Институ Киев Фуллерен даи предс числа трёх В на характери нов.Поиск ния грамм тез и др.) к Фулл этому дуг подходящ 3]. Пока сжигания ниях. В пр чество фу обеспечив раметры и которых д риала анод Р Саж чистом ви более тяж цифическа фильтр дл тическом азақстан, 12-1 _____________ ОВАНИЕ С СФЕРЕ ГЕ дуллин 1 , Т аилов 1 , Д.С льная нанот ы, Казахста ория инже ут проблем — молеку ставляющее хкоординир астоящей р истик, опти ки экспери мовых коли к успеху не лерены, по говой метод щим методо азанная ус графитовы роцессе эро уллеренов. вает вакуум испарения достигается да, что, в к а) Рисунок 1 – жа раствор иде граммо жёлых фулл ая окраска ля разделен микроскоп 4 қазан,2016 _____________ СВОЙСТВ ЕЛИЯ Т.С. Рамаза С.Керимбек технологич ан енерного пр м материал улярное со е собой вы рованныха работе пред имальные у ментаторов ичеств фул е привели к олученные д является ом получен тановка ре ых электрод озии анода Стенки ка м в камере электродов я наибольш конечном сч – а) Общий ряется в бе овые колич леренов. О . В течение ния сажи о пе и Рамано 9-ші Хал _____________ В ФУЛЛЕР анов 1 , Х.А. ков 2 ческая лабо рофиля Каз ловедения и оединение, ыпуклые за атомовуглер дставлены условия при в найти бо ллеренов (с как метод « методом эл самым про ния чистых еализует п дов в элект а на стенках амеры охл е реактора. в (давление ший выход чёте, опред й вид устан ензоле или чества моле наличий в е 12 часов от фуллере овской спек лықаралық ғыл _____________ 257 РЕНОВ, ПО .Абдуллин оратория о зНУ им.аль им. И.Н. Фр принадлеж амкнутые м рода [1]. результаты и которых олее дешёв сжиганиеуг «дуги». лектродуго одуктивны х фуллерен получение г трической д х камеры о лаждаются Впоследст е, состав а фуллерено деляет высо б) овки дугов синтеза и толуоле и екул С60 и в составе р допускаем нов. Дальн ктроскопии лыми конферен _____________ ОЛУЧЕНН н 1 ,Д.В. Щу открытого ь-Фараби, г Францевича жащее клас многогранн ы исследов достигнут вые и прои глеводород ового разря ым и по-пре нов (произв граммовых дуге в атмо оседает саж проточной твии удало атмосферы, ов, составл окую стоим вого синтез и из получ и С70 в соо аствора фу м растворен нейшие исс и. нция «Физикан жəне і _____________ НЫХ В ДУ р 3 , Д.Г.Бат о типа Каз г. Алматы, НАН Укра ссу аллотр ники, соста вания свой ты наиболь зводительн довв пламе яда не соде ежнему ост водительно х количест осфере гели жа, содержа й водой. Ф ось подобр , ток, диам ляющий в с мость фулл за. б),в) саж ченного ра отношении уллеренов ние, а посл следования ның заманауи ж іргелі физикал _____________ УГОВОМ трышев 2 , зНУ им. аль Казахстан аины, г. Укр ропных фор авленные и йств фулле ший выход ные способ ени, химиче ержат кисло таётся един ость около тв фуллере ия при низ ащая некот Форвакуум ать оптима метр электр среднем 3- леренов. в) жа в реакто аствора выд и 3:1 и при свидетельс е пропуска я проводил жетістіктері ық білім беру» __________ РАЗРЯДЕ ь-Фараби, н раина, г. рм углеро- из чётного еренов, его д фуллере- бы получе- еский син- ород, и по- нственным 1 г/час)[2- енов путём зких давле- орое коли- ный насос альные па- родов), при 12 % мате- ре после деляется в мерно 2 % ствует спе- ается через лись на оп- і » Е - о о - - - - м - м - - с - и - в % - з - Алматы, Қа _________ Рез личие фул Рез соответств Раз с помощью давления ных фулл 0,01 %). Н фуллерена в условиях Исс новых угле 1 Al 2013. – Vo 2 An 3 Ba 4 Do Ward, Rob азақстан, 12-1 _____________ зультаты оп ллеренов С зультаты Р вуют справ зделение см ю жидкост (ЖХВД). П еренов, так Наконец, п а. Оно осущ х динамиче следования еродных на lexeyA. Pop ol. 113. – P. ndreas Rüeg oxing Xu, X ouglas A K bert N Comp 4 қазан,2016 _____________ а) птического С 60 и С 70 и р амановско вочным дан меси фулле тной хрома Последняя к как анал оследний э ществляетс еского ваку я проводил аноматери pov, Shang . 5989–6113 gg, Sinisa C Xi Chen. // P Knight, Jose pton and Ra 9-ші Хал _____________ б) Рисуно о микроско рассчитать а) Рисунок 3 Рисунок 4 й спетроск нным. еренов на и атографии н использует литическая этап — уд ся путём вы уума (окол ись в рамк алов широк gfengYang, 3. oh, Joel E. M Phys. Rev. eph A Tep agaiy Zidan лықаралық ғыл _____________ 258 в) к 2 – Проц опа позволя размеры ч - Микросн 4 – Спектры копии подт индивидуал на колонка тся главны чувствите даление ост ыдерживан о 0,1 торр) ках програ кого спектр LotharDun Moore, // P Lett. – 2013 rovich Jr, n // Nanotech лыми конферен _____________ есс разделе яют увидет частиц. б) нимки фулл ы фуллерен тверждают льные моле ах и жидкос ым образом льность ме татков раст ния образца [4]. аммы МОН тра примене nsch, Endoh hys. Rev. B 3. – Vol. 11 Andrew Su hnology.–2 нция «Физикан жəне і _____________ ения ть в данны ) леренов нов С 70 о наличии екулярные стной хром м для анали етода ЖХВ творителя а при темп Н РК: 0265 ения», 2015 hedralFuller B. – 2013. – 10. – P. 156 ummers, Br 013. – Vol. ның заманауи ж іргелі физикал _____________ ых микросн и С 70 . Пики фракции п матографии иза чистоты ВД очень в из твёрдог пературе 15 5/ПЦФ «Р 5-2017гг. renes // Che Vol. 88. – 103. rent Peters, 24. – P. 45 жетістіктері ық білім беру» __________ нимках на- и спектров производят и высокого ы выделен- высока (до го образца 50—250 °C азработка em. Rev. – P. 155127. , Patrick A 5601. і » - в т о - о а C а – A 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 259 ПОЛУЧЕНИЕ p-i-n СТРУКТУР НА ОСНОВЕ 4H-SiC МЕТОДОМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДИФФУЗИИ Х.Н. Жураев, И.Г. Атабаев Физико-технический институт НПО “Физика - Солнце” АН РУз, Ташкент, Узбекистан, khimmatali@gmail.com Характеристики карбида кремния позволяют создавать приборы, имеющие преимущества по сравнению с традиционными материалами (Si и GaAs). Одним из преимуществ является вы- сокая рабочая температура SiC приборов, таким образом, SiC перспективный материал для силовой электроники и для работы в экстремальных условиях. Для производства диодов с высоким напряжением пробоя согласно литературе высоко- омной i – область для p-i-nSiC диодов создается путем эпитаксиального роста [1, 2]. А затем (второй этап) p-область p-i-nSiC диода формируется термической диффузией при T>2050 o C или ионной имплантацией алюминием [3, 4]. Следует отметить, что сильно легированный SiC кристалл (с концентрацией примеси до 10 19 cm -3 ), для удаления дефектов, должен отжи- гаться при высоких температурах ~1800°C, [5, 6]. Предельно высокие температуры (>2050°C) при диффузии [7-9] или после ионной имплантации [5, 6] приводят к росту стои- мости продукции. В данной работе использован новый метод низкотемпературной диффузии алюминия при температурах 1150-1300ºC для формирования как p- так и i – области в одном техноло- гическом процессе. Диоды изготавливались на основе монокристаллов 4H-n-SiC, выращенных PVT (physical vapor transport) методом (производства США) с относительно низкой концентраци- ей ростовых дефектов: d N дислокаций 10 4 см -2 и m N микротрубок ~ 10–10 2 cм -2 , толщина ~ 300-600 мкм, площадь ~ 0,25 см 2 и удельное сопротивление ~ 3,6–20 Oм cм. Травление образцов выполнялось в растворе KOH при стимуляции УФ светом [10]. По- сле удаления поверхностного слоя, проведена низкотемпературная диффузия алюминия. Диффузия Al в 4H-SiC проводилась при различных температурах от 1150-1300°C мето- дом, описанным в [11-14]. В этом методе процесс диффузии проводится в атмосфере (чтобы создать поток вакансий кремния и углерода от поверхности образца в объем [10]). Повышен- ная концентрация вакансий позволяет увеличить коэффициент диффузии и растворимость примеси до 10 20 см -3 . Так как температура диффузии в этом методе на ~800-1000°C ниже по сравнению с обычной диффузией ожидается, что поверхность SiC будет менее нарушена. Вольт-амперные характеристики измерялись по стандартной схеме с применением – цифро- вых приборов. Структура SiC диода и ВАХ p-i-n 4H-SiC 2 ) представлена на рис 1. Как видно с рис.1 диоды имеют пробойное напряжение 100-140В. Хо- рошо известно, что в карбиде кремния пробойное напряжение ограничивается дефектами, такими как, микротрубки винтовые дислокации, дефекты упаковки. Вот почему, обычно для увеличения пробойного напряжения, i-область выращивается путем эпитаксии (слой сво- бодный от этих дефектов). В наших образцах рост прямого тока наблюдается при напряже- нии свыше ~10 В, это указывает на наличие высокоомного слоя между p - и n - областями. Это также подтверждается вольт-емкостными измерениями при 1 МГц. При обратных на- пряжениях емкость составляла ~2,2 пФ (Рис. 2) и последовательное сопротивление ~ 70 кОм. 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 260 Оценка W- толщины p-n перехода, рассчитанная по известной формуле W S C 0 (C- емкость диода, - диэлектрическая проницаемость карбида кремния, 0 - диэлектрическая постоянная, S – площадь и W – толщина слоя) показала, что W ~ 12 мкм. -140-120-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 -1000 -500 0 500 1000 I [ A] U [V] Рис. 1. Схематическая структура и ВАХ p-i- n 4H-SiC Рис. 2. Зависимость величины 2 / 1 C диода для обрат- ного приложенного напряжения измеренного при 1 MHz. Наши технологические эксперименты показали, что во время диффузии вакансии крем- ния и углерода проникают дальше в объем, чем примеси и это ведет к образованию i-области одновременно с образованием p-области. Т.е. в одном технологическом процессе формиру- ются оба p- и i-области. Таким образом, p-i-n 4H-SiC алюминия в SiC с использованием потока дефектов от поверхности в объем кристалла. Раз- работанные p-i-nSiC методе температура диффузии около 1150-1300°C. Температура обычной диффузии в SiC более >2050°C. Показано, что новый метод низкотемпературной диффузии может быть использован для производства быстро переключающих p-i-n диодов в одном технологическом процессе. Литература 1. Per-AkeNilsson. USPatent № 6083814A, (2000). 2. Р. В. Рыжук, Н.И.Каргин, В.А. Гудков и др. RUПатент № 2528554, (2014). 3. PhilipG. Neudeck, C. Fazi, Mater. Sci. Forum, 264-268, 1037 (1997). 4. П.А. Иванов, М.Е. Левинштейн, Т.Т. Мнацакановидр., ФТП, 8, 897 (2005). 5. Е.В. Калинина, В.Г. Коссов. Р.Р. Яфаев и др., ФТП, 6, 807 (2010). 6. J. Pernot, J. Camassel, S. Contreras at al., Mater. Sci. Eng. B, 80, 362 (2001). 7. М.Г. Мынбаева, Е.Н. Мохов, А.А. Лаврентьевидр., ПисьмавЖТФ, 17, 13 (2008). 8. Y. Gao, S.I. Soloviev, T.S. Sudarshan, Appl. Phys. Let.83, 905 (2003). 9. A. Kubiaka, J. Rogowski, Mater. Sci. Eng. B, 176, 297 (2011). 10. I.G. Atabaev at al., Material Science and Applications, 2, 1205 (2011). 11. АтабаевИ.Г., СалиевТ.М., БахрановЭ.Н. Патент UZ, IDP 05199, (2002). 12. C.C. Tin at al., US Patent № 7,999,268 (2011). 13. I.G.Atabaev at al. Material Science and Applications, 1, 53 (2010). 14. I.G. Atabaev at al., Mater.Sci. Forum, 600-603, 457 (2009). 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 261 МОДИФИКАЦИЯ СТРУКТУРНЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АМОРФНОГО КРЕМНИЯ ПУТЕМ ДОБАВЛЕНИЯ УГЛЕРОДА В АМОРФНУЮ МАТРИЦУ С.М.Манаков Казахский национальный университет имени аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан Аморфный гидрогенизированный кремний (a-Si:H) и его сплавы, включая аморфный гидро- генизированный карбид кремния(a-SiC:H) широко используются в различных электронных приборах [1-3]. Чувствительность свойств сплавов на основе a-Si:H к примесям и условиям осаждения достаточно высока, поэтому проблема управления свойствами аморфных тетра- эдрических полупроводников и проблема их воспроизводимого получения с заданными свойствами является актуальной задачей. В данной работе представлены результаты иссле- дования морфологии, оптических и структурных свойств пленок a-Si:H и a-SiC:H, получен- ных методом PECVD. Характерной чертой пленок аморфных тетраэдрических полупроводников с жесткой структурной сеткой (a-Si:H и a-SiC:H) является неоднородность, которая влияет на спектры электронных состояний и свойства материала. Атомная силовая микроскопия пленокa-Si:H иa-SiC:H (рис.1) показала, что они имеют островковую структуру. Как видно из данного ри- сунка размеры островков и их высота существенно различаются для пленок a-Si:H иa-SiC:H. В пленках a-SiC:H наблюдается больший разброс размеров и высоты островков по сравне- нию с пленками a-Si:H. Причиной этого является отличие химического состава пленок. Рисунок 1 - АСМ – изображение поверхности пленок a-Si:H (а) и a-SiС:H (b). Функция распределения высоты профиля для исследуемых пленок приведена на рис. 2. Распределение для a-Si:H хорошо апроксимировалось гауссовской кривой с максимумом Н 1 =16,85±0,03 нм, а для a-SiС:H раскладывалась на две составляюшие с характерными пара- метрами Н 2 =16,44±0,01 нм, и Н 3 =7,44±0,02 нм. Среднее значение высоты Н 1 и Н 2 , и полуши- рина практически совпадают, следовательно можно сделать вывод, что аморфный кремний сохраняет свою морфологию при добавлении углерода. Функция распределения высоты пле- нок a-SiC:H раскладывается на две гауссовские кривые, одна из которых характерна для a- Si:H, другая по-видимому связана с кластеризацией углерода. a b 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 262 0 10 20 30 40 5 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Counts H, nm 1 - a-Si:H 0 10 20 30 40 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Counts H, nm 2-a-SiC:H Рисунок 2 - Функция распределения высоты профиля пленок a-Si:H (1) и a-SiС:H (2). Пунктирными линиями показано разложение кривых на гауссианы. Влияние углерода на структуру образцов исследовалась методом рамановской спектро- скопии. Характеристические параметры, определенные из этих спектров сведены в таблицу 1. Таблица 1 – Характеристические параметры пленок a-Si:H иa-SiC:H. Образец g E , эВ ω TO , (см -1 ) Γ ТО , (см -1 ) I TA /I TO I LA /I TO a-Si:H 1,72 482 47 0,257 0,358 aSiC:H 2,18 475 69 0,533 0,617 Пик на 480 см -1 , связанный сSi-Si поперечными оптическими модами колебаний (ТО), чувствителен к структурным нарушениям ближнего порядка. Увеличение полуширины ТО области спектра (Γ ТО ) и сдвиг ее максимума в сторону меньших частот соответствует боль- шему нарушению структуры ближнего порядка [4].Пик на 165 см -1 (поперечные акустиче- ские моды колебаний ТА-полоса) связан с нарушениями среднего порядка в пленках. Мерой нарушения среднего порядка служит отношение интенсивности пиков I TA /I TO [5].Пик на 300 см -1 (продольные акустические колебания LA – полоса) связывают с существованием вклю- чений кластеров с различной структурой среднего порядка [4] и отношение I LA /I TO также ха- рактеризует средний порядок. В результате проведенных исследований установлено, что введение углерода в аморф- ную сетку кремния приводит к уменьшению среднего диаметра островков на поверхности пленок, увеличению шероховатости и к возрастанию нарушений структуры в области ближ- него и среднего порядка. Литература [1]. M. A. Green Progress in Photovoltaics: Research and Applications 14 p. 383-392 (2006) . [2]. А.А.Шерченков, В.Г.Будагян, А.Г.МазуровФТП39, 964 (2005). [3]. N.Wyrsch, S.Dunand, C.Miazza, et al. Phys. Stat.Sol.(c) 1 1284 (2004). [4]. M.Marinov, N.Zotov Phys.Rev.B55 2938( 1997). [5]. W.S.Wei, G.Y.Xu, J.L.Wang, etal. Vaccuum21 656 (2007). 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 263 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПЛЁ- НОК TiO 2 , ПОЛУЧЕННЫХ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОДОМ жүктеу/скачать 11,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|