Классификация

Плазма обычно разделяется на идеальную и неидеальную, низкотемпературную и высокотемпературную, равновесную и неравновесную, при этом довольно часто холодная плазма бывает неравновесной, а горячая равновесной.

Диодная установка для напыления состоит из двух плоских электродов, расположенных параллельно и отстоящих друг от друга на расстоянии 5-15 см. Катод изготавливают из напыляемого материала. Он электрически изолирован и соединен с отрицательным полюсом высоковольтного выпрямителя. Анод, он же и подложкодержатель, обычно находится под потенциалом земли. Камера предварительно вакуумируется до 10^-3 Па и на катод подается потенциал 3-5 кВ. При определенном напряжении, которое зависит от геометрии электродов, расстояния между ними и давления газа, происходит пробой и возбуждается в аргоне тлеющий разряд постоянного тока. Положительные ионы, ускоренные в прикатодной области, бомбардируют и распыляют поверхность катода  напыляемого материала. Поток распыленных атомов осаждается на подложке в виде тонких пленок. Незначительные скорости осаждения (0,01 мкм/мин), обусловлены низкой плотностью ионного тока на катоде и невысокий вакуум ограничивают применение метода. Кроме того, эмитированные катодом и ускоренные в электрическом поле (2-5 кэВ) электроны интенсивно бомбардируют анод и размещенные на нем подложки, вызывая их перегрев и радиационные дефекты в структуре [5].

Вопрос 21, 26

Методы имплантации примесных атомов в полупроводники, способы диффузного введения примесей в полупроводник.

Характерной чертой современных технологий является их активное вторжение в мир нанометровых размеров. Стремительное развитие нанотехнологий за рубежом называют наноиндустриальной революцией. И это не преувеличение. Ибо нанотехнологии способны коренным образом преобразовать практически все отрасли науки и техники, способны поменять наши взгляды на мир и повлиять на психологию человеческого общества.

Многие из перспективных направлений в нанотехнологиях связываются в последнее время с фуллеренами, нанотрубками и другими похожими структурами [1–6], состоящими из небольшого числа упорядоченных в пространстве атомов. Они привлекательны потому, что их физико-химические свойства, как правило, разительно отличаются от объемных свойств макроскопических материалов того же состава. Поэтому такие наноразмерные структуры рассматриваются сегодня как «крупные блоки» для конструирования новых материалов, необычных лекарственных средств, приборов [7, 8]. В этом плане особый интерес представляют интеркалированные наноструктуры, примером которых являются фуллерены и нанотрубки с внедренными в их внутренние полости ионами, атомами или молекулами, а также другие композитные наночастицы, поэтому задача внедрения в наноструктуры атомов, ионов или молекул в центральную проблему наноразмерных технологий.

Решением проблемы, может стать известный и хорошо изученный метод модификации структуры и свойств твердых тел – метод легирования материалов пучками ускоренных частиц [11–15]. Этот метод внедрения примесных атомов (метод ионной имплантации) давно стал традиционным и высокоэффективным способом управления свойствами полупроводников, что, в свою очередь, обеспечило быстрый прогресс полупроводниковой электроники и микроэлектроники. К его преимуществам относятся высокая воспроизводимость, локальность и точность имплантации, а также возможность введения в заданных количествах практически любой примеси. При всем при том он остается вне поля зрения исследователей, работающих в области нанотехнологий. Привлечь их внимание к идее «легирования» наноразмерных структур при помощи ионных, атомных и молекулярных пучков и расширить число известных способов интеркалирования – главная цель настоящей работы.

При диффузном движении частицы занимают те области пространства, где их концентрация первоначально была меньше. Диффузия стремится выровнять концентрацию частиц примеси, т. е. распределить их равномерно по объему. Подчеркнем еще раз, что причиной диффузии является хаотическое тепловое движение частиц. Метод введения примесей в полупроводник, основанный на диффузии, называют диффузионным. Этот образ должен пояснить тот факт, что четыре валентных электрона атома фосфора хорошо вписываются в кристаллическую решетку германия и образуют связи с соседними ионами решетки, тогда как пятый, валентный электрон оказывается «лишним». Что происходит с этим электроном? Он удерживается «пятой рукой» иона фосфора и в то же время постоянно подвержен «толчкам», вызванным тем, что ион, совершая тепловое движение, «дрожит». При таких условиях лишний электрон легко теряется ионом, «отскакивает» от него и переходит в пространство между узлами решетки, т. е. становится свободным. На языке энергетических зон это значит, что электрон переходит в зону проводимости. Таким образом, примесь фосфора или другого пятивалентного вещества (например, мышьяка или сурьмы) увеличивает число свободных электронов в зоне проводимости кристалла германия или другого 4-валентного полупроводника, например кремния (Si). Поэтому такая примесь получила образное название донорной, т. е. примеси, «отдающей» электроны.