Alex.BiT (Шпоры к КР3)

ВОПРОС 1 Методы испарения для получения пленок ХСП терм напылением в вакууме

1. Открытое испарение с прямым резистивным нагревом

2. Взрывное испарение

   1. Испарение большим импульсом тока

   2. Испаритель с вибробункером

   3. Испаритель и непрерывной подачей испаряемого м-ла

   4. Импульсное лазерное напыление

   5. Электроннолучевое лазерное напыление

3. Испарение и квазизамкнутого объёма

4. Одновременное испарение и разных источников

ВОПРОС 2: Факторы определяющ хим состав пленки получ терм напылением в вакууме

1. Соответствие компонентов в паре и в испаряемом м-ле. Наличие или отсутствие диссоциации 2-ух или многокомпонентных м-лов нее исходные составляющие => разные компоненты (если происходит диссоциация) => разное давленеи паров => разные скорости испарения => разные скорости роста плёнок от различных компонентов => нормальную плёнку не получить.

2. Стационарность испаряемых паров испаряемого м-ла (что бы не менялся состав плёнки в процессе конденсации на подложке)

3. Наличие или отсутствие брызгового эффекта при испарении

4. Отсутствие нагрева деталей вакуумной установки и всего испаряемого в-ва (для снижения загрязнения плёнки)

ВОПРОС 3: Суть и преимущества метода магнитронного распыления

Метод магнитронного распыления основан на использовании скрещенных электрического и магнитного полей для повышения эффективности ионизации рабочего газа и создания над поверхностью мишени области с высокой плотностью плазмы. Преим: Увелич. скорость роста пленок без увеличения концентрации электронов и атомов газа. Это происходит изза того, что электроны в магн. поле начинают двигаться по спирали => увеличивается длина движения электронов => возрастает кол-во актов ионизации.

ВОПРОС 6: Цели и режимы получения пленок микрокрист Si:H

Создание невыпрямляющих (омических) контактов: прилегающий к металлу слой п/п должен обладать как можно меньшим сопротивлением. Но а в случае a-Si:H невозможно получить удельное сопротивление (даже с помощью легирования B и P) больше 10^-2 1/Ом*см из-за высокой плотности локализ. состояний в хвостах зон; НО если изменить условия разложения силана в плазме тлеющего разряда, то возможно получить Получение: Селан разбавляют водородом до 2-4 % SiH4 в Н2! и ↑ ВЧ мощности для ↑ плотности плазмы в 10 раз. Что приводит к уменьшению скорости роста плёнки в 10 раз, и как следствие аморфнокристалического состояния дет в a-Si:H с преобладанием кристаллической фазы (60-95 % от всего объёма вещ-ва)

В ОПРОС 7: Зависимость оптической ширины ЗЗ пленок

С лева: Зависимость ширины ЗЗ от соотношения компонентов в материалах системы. (имеется возможность плавного изменения ширины ЗЗ от 1.1 до 1.8 эВ.) Пленки a-Si1-xCx:H, получают разложением в плазме тлеющего разряда газовой смеси: силана (SiH4) и метана (СН4), или силана (SiH4) и этилена (С2Н4).

Справа: Зависимость ширины ЗЗ от содержания углерода.

Плотность локализованных состояний в пленках a-Si_1-xGe_x:H и a-Si_1-xC_x:H на сегодняшний день выше, чем в пленках гидрогенезированного аморфного кремния. Таким образом, приобретая возможность изменять ширину запрещенной зоны материала, мы платим за это ухудшением его качества.

ВОПРОС 8: Противоречия в требованиях к п.п. материалу для носителей

Противоречия в том, что с одной стороны, п/п должен обладать высокой фоточувствительностью в заданной (видимой) области спектра (для создания за время облучения нужного потенциального рельефа) а с другой стороны – обладать большим удельным сопротивлением (для сохр. потенциального рельефа в время распознавания и считывания изображения). Достижение сочетания этих двух свойст очень сложно, т.к. б опред. концентрацией носителей заряда, а концентрация носителей ≈exp(-dEg/kT), т.е для роста удельного сопротивления нужен п/п с большой dEg но максимальная фоточувствительность наблюдается при hν≈dEg. Решение: использование НКПП у кот. при этой dEg удельное сопротивление на 5 порядков выше, чем у кристалич. из-за малой концетрации носителей.

ВОПРОС 9 Этапы ЭФ процесса

1. Нанесение ЭС заряда на пов-ть ЭФЦ. 2. Проецирование оригинала на заряженный слой ЭФЦ с помощью оптич системы. 3. Проявление потенциального рельефа с помощью заряж порошка (краски) 4. Перенос проявленного изображения с ЭФЦ на несветочувствительную подложку путем прижатия последней к поверхности ЭФЦ и создания между ней и ЭФЦ электрического поля. 5. Закрепление изображения осуществляется термическим или термосиловым методом путем спекания частиц красящего порошка на подложке

ВОПРОС 10: Методы расширения спектральной зависимости Se от электрограф слоев

Введение в Se примесей: a) 1-5% висмута вызывает сдвиг фоточувств. в ДВ область спектра, уменьшает удельное сопротивление за счет уменишения ширины ЗЗ. б) 1-3% Теллура вызывает сдвиг фоточувств. в ДВ область спектра, повышает скорость спада темнового потенциала. в) Мышьяка и сурьмы вызывает сдвиг фоточувств. в ДВ область спектра, , повышает скорость спада темнового потенциала

ВОПРОС 11: 4 группы носителей оптич инф на НКПП

В первой группе изображение первоначально записывается в виде потенциального рельефа на поверхности или в объёме некристаллического полупроводника. Во второй группе под действием излучения происходят фотоструктурные изменения в некристаллической фазе, приводящие к изменениям оптических и химических свойств материала. В третьей группе запись оптической информации основана на индуцированных излучением взаимодействиях некристаллического полупроводника с контактирующим с ним металлом. Четвертая группа характеризуется фотоиндуцированными фазовыми переходами первого рода. В этом случае под воздействием излучения происходит локальная кристаллизация некристаллической фазы, либо аморфизация кристалла, либо испарение материала носителя.

В ОПРОС 12: Основные хар-ки электронографических слоев

1. Предельный потенциал зарядки слоя – максимальное напряжение, до которого заряжается слой под действием коротрона. 2. Кинетика темновой разрядки ЭФС (разрядка слоя в темноте) характеризуется: а) временем полуспада потенциала (t1/2) – время, в течение которого потенциал зарядки в темноте уменьшается в 2 раза; либо t1/2 скоростью спада потенциала в темноте, определяемой по наклону начального участка зависимости U(t) (dU/dt). 3. Кинетика световой разрядки ЭФС (разрядка при освещении) характеризуется фоточувствительностью (S). 4. Остаточный потенциал ЭФС (Uост) – напряжение на слое после его полной разрядки под действием освещения. 5. Тиражестойкость.

В ОПРОС 13: спектральная зависимость ФЧ селенового ЭФС

в области λ=430-470 нм – генерация в слое некрист селена

в области λ=720-759 нм – генерация в слое триагонального селена

ВОПРОС 14: Трудности получения ЭФ слоев на основе а-Si:H и пути преодоления

1я Необходимость существенного ↑ скорости роста пленки (обычные скорости ≈ 1 мкм/час) при сохранении требуемых свойств. (Для электрофотографии необходимы слои толщиной не менее 20 мкм). Решается либо увеличением концентрации силана в газовой смеси (до 30 – 40 %), что увеличивает скорость до 5 мкм/час, либо заменой моносилана на высшие силаны (дисилан Si2H6, трисилан Si3H8). 2я Заключается в необходимости увеличения удельного сопротивления a – Si:H так как для электрофотографии необходимы п/п материалы с удельным сопротивлением более 1013 Ом•см, а наибольшее удельное сопротивление a–Si:H, как правило, составляет около 1011 Ом•см. Увеличение удельного сопротивления достигается либо совместным легированием a–Si:H бором и кислородом, либо созданием в электрофотографическом слое областей с различным типом проводимости.

ВОПРОС 16: в каких случаях используется метот ВЧ ионно-плазменного напыления

Метод позволяет распылять диэлектрики и высокоомные полупроводники. Дело в том, что положительные ионы газа бомбардирующие мишень при получении металлических и других электропроводящих пленок быстро накапливаются на поверхности высокоомной мишени и создают на ней положительный заряд. Этот заряд компенсирует приложенное электрическое поле. В результате процесс распыления прекращается.

ВОПРОС 19: Факторы, определяющие адгезию к подложке

От температуры испарения зависит кинетическая энергия испаряемых, а следовательно, и осаждаемых на подложку частиц. С другой стороны, чем выше кинетическая энергия этих частиц, тем лучше сцепление пленки с подложкой, или тем лучше адгезия пленки. Понятно, что с точки зрения приборного применения это чрезвычайно важный параметр.

ВОПРОС 20: Методы дискретного (взрывного) испарения

1. Испарение большим импульсом тока. 2. Испаритель с вибробункером. 3. Испаритель с непрерывной подачей испяряемого материала. 4. М. импульсного лазерного напыления. 5. М. ионно-лучевого напыления.

ВОПРОС 21: 2 типа установок для получения пленок методом разложения силана в плазме

В зависимости от способа подвода ВЧ мощности к плазме: I. Установки с индуктивной связью (индуктор ВЧ генератора располагаетсяс внешней стороны камеры) Недостатки: а) неравномерность свойств по площади пленки; б) невозможность получения пленок на больших площадях (так как увеличение диаметра камеры и индуктора требуют резкого увеличения мощности ВЧ-генератора). II. Установки с емкостной связью. Легко можно получать однородные пленки любого размера, легко увеличивать размеры плоских электродов. => Широко исп. в промышленности.

ВОПРОС 22: Достоинства метода ионно-плазменного напыления

1. Скорость роста пленок в диодной системе составляет 100 – 300 Ả/мин или 0,6 – 1,8 мкм/час. 2. Распыляемые частицы материала имеют высокую кинетическую энергию, => высокую адгезию пленок к подложке. 3. Поскольку распыление происходит при низкой температуре и имеет место послойный перенос материала мишени на подложку, то обеспечивается малое изменение химического состава пленки по отношению к составу мишени. 4. Проще (по сравнению с термическим испарением) решается проблема получения равномерных по толщине пленок, так как источник является не точечным или линейным, а плоским. 5. При введении в рабочую камеру, наряду с аргоном, химически активных газов (кислорода, азота, углерода) можно при распылении элементарного материала получать пленки его соединений с этими газами (оксидов, нитридов, карбидов) – (метод реактивного распыления.

ВОПРОС 23: Способы ↑ скорости роста пленок в плазме

Замена силана a-Si:H (моносилан) на полисиланы: дисилан Si₂H₆ или трисилан Si₃H₈. При этом скорость роста пленки увеличивается до 20 раз при практически неизменных свойствах пленки. Лимитирующей стадией процесса, определяющей скорость роста пленок a-Si:H при разложении силанов, является разложение молекулы силана с образованием радикала SiH₂. Разложение моносилана: SiH₄ → SiH₂ + H₂; Дисилана: Si₂H₆ → SiH₂ + SiH₄ Энергия активации второй реакции существенно ниже, чем первой. Т.о., бОльшая скорость роста пленки при разложении полисиланов определяется бОльшей скоростью производства радикалов SiH₂ плазме.

ВОПРОС 24: Группы п.п. материалов, используемых в ЭФН

1. Поликристаллические полупроводники (оксид цинка) в диэлектрической связующей среде – хронологически первые материалы, сейчас не используются; 2. Стеклообразный селен и материалы на его основе; 3. Двух и многокомпонентные халькогенидные стеклообразные полупроводники; 4. Органические полупроводники; 5. a-Si:H и материалы на его основе.