WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Однако при сращивании пластин, поверхность одной из которой имеет искусственный рельеф в виде сетки канавок (причем период расположения канавок совпадает с периодом остаточной шероховатости пластин, а глубина канавок оказывается намного больше амплитуды шероховатости) наблюдалось эффективное снижение уровня Рис. 7. Упругая дилатация вблизи границы раздела:

a — зависимость величины дилатации || в точке (x = 283.6, y = 0.00208) от периода микрошероховатости T при амплитуде U0 = 100. b — зависимость дилатации на линии (x = 0, y) в случае гладкого (, нижняя кривая) ирельефного(, верхняя кривая) интерфейса.

Пусть вершины холмов соприкасаются в точке (x = 0, y = 0), лежащей в плоскости границы XZ (рис. 6, a).

Можно показать, что наибольшей величины дилатация достигает вдоль линии x = 0, нормально пересакающей границу в точке соприкосновения вершин холмов.

Вблизи от границы, при T /|y| 1, можно записать 1 - 2 U0 q2T (x = 0, |y| T ) -1.2 ln. (7) 1 - T 2p2|y| Таким образом, величина прямо пропорциональна амплитуде шероховатости U0 и убывает с ростом периода -T по закону T ln T. Логарифмическую сингулярность в точке (0, 0) можно устранить, используя в качестве упругих полей виртуальных дисклинаций решения, получаемые не в классической, а в градиентной теории упругости, как это было показано для дислокаций [29,30].

Рис. 8. Схематическое изображение: контакта двух пластин На рис. 7, a представлен график зависимости вели- (a) и распределения напряжений (b) в бикристалле с интерчины дилатации от периода микрошероховатости T, фейсом в виде регулярного рельефа.

Физика твердого тела, 1999, том 41, вып. Снижение уровня упругих напряжений в структурах, полученных прямым сращиванием кремния упругих деформаций. Основными причинами такого сни- На рис. 7, b представлены зависимости (0, y) и жения являются уменьшение эффективной амплитуды (0, y), иллюстрирующие экранирующее действие свошероховатости и упругая релаксация свободных поверх- бодных поверхностей канавок. Экранированная диланостей канавок, выражающаяся в их упругом изгибе и тация (0, y) достигает наибольших (по абсолютной перемещении. Рассмотрим эти причины более подробно. величине) значений порядка 0.34 · 10-4 вблизи точки Поскольку площадь поверхности, приходящаяся на ка- y 20 µm, в которой дилатация от интерфейса навки, достаточно велика (в исследованных образцах она без искусственного рельефа почти в 4 раза больше:

составляла порядка 36% общей площади поверхности 1.2·10-4. Более детальный анализ результатов такопластины с рельефом), весьма велика и вероятность го моделирования границы сращивания будет проведен в попадания ”вершин холмов” именно в канавки (рис. 8, a). следующей публикации авторов.

На рисунке рассмотрен случай наиболее эффективного Таким образом, основные результаты проведенного влияния канавок на уровень остаточных упругих деисследования упруго-деформированного состояния информаций. При этом максимальное расстояние между терфейса при прямом сращивании кремниевых пластин, поверхностями уменьшается на величину U0, которая сводятся к следующему.

в наших системах составляла порядка 15% иходного 1) При сращивании пластин длиннопериодная мирасстояния 4U0. Таким образом, можно говорить об крошероховатость их поверхности явилась причиной эффективном снижении амплитуды шероховатости U0 на упругого искажения кристаллической решетки вблизи те же 15%. Учитывая линейную зависимость между веграницы сращивания, включавшего компоненты наклона личиной U0 и уровнем остаточных упругих деформаций и дилатации плоскостей решетки. Интерфейс в бикри(7), получаем снижение этого уровня на 15%. Однако сталле, сформировавшийся в результате сглаживания не эта причина играет ведущую роль в наблюдавшемся поверхностной микрошероховатости, имел синусоидальболее существенном снижении уровня деформации.

ную форму A(y) =A0 sin(2x/T ), где T 200 µm.

Второй и, по-видимому, основной причиной снижения 2) Нормальные механические напряжения в Si–Si уровня остаточной деформации является упругий изгиб структурах с гладким интерфейсом были измерены и перемещение свободных поверхностей канавок. В реметодами рентгеновской дифракционной топографии и зультате сращивания пластин с регулярным поверхностsmooth ИК-спектрометрии: |yy | = 0.6GPa.

ным рельефом образуется граница сращивания, которая 3) В структурах с интерфейсом в виде регулярнозанимает примерно 64% от общей площади границы при го рельефа, которые сращивались по модифицированконтакте гладких пластин. Эта часть границы сращиваной технологии [15], достигнуто снижение уровня норния является источником упругих полей. Одновременно мальных упругих напряжений более чем на порядок:

в зоне интерфейса появляются свободные поверхности grooved |yy | = 0.05 GPa. При этом в таких структурах канавок, превратившихся теперь во внутренние полонаблюдался изгиб свободных поверхностей канавок и сти; их общая площадь равна примерно 53% от общей плоскостей решетки вблизи них.

площади границы. Естественно, что упругая релаксация 4) Путем моделирования упругих полей в границе этих внутренних свободных поверхностей, схематично сращивания при помощи системы виртуальных дефекпоказанная на рис. 8, b в виде их прогиба, должна тов было предложено полуколичественное объяснение эффективно экранировать упругие поля от сросшихся снижения уровня упругих напряжений в структурах с участков, снижая общий уровень упругих деформаций в рельефом. Оно состояло в эффекте экранирования полей такой системе.

упругих напряжений от сросшихся участков интерфейса Для моделирования экранировки упругих полей в поверхностями канавок, претерпевших релаксацию, т. е.

теоретическую модель были введены вторичные вирупругий изгиб и перемещение. Уменьшение эффективной туальные дисклинации, положение которых задавалось величины микрошероховатости в структурах с рельефом параметрами p и s. Значение s = 0.38 было также способствовало снижению уровня напряжений.

выбрано таким образом, чтобы обеспечить равенство (x = 0, y 0) = 0, где — это дилатация в Работа выполнена при поддержке Российского фонда структурах с рельефом. Тогда в случае, когда вершина фундаментальных исследований (гранты № 97-02-18331, холма приходится на центр канавки, для дилатации № 98-02-18250 и № 98-02-18309) и Федеральной целевой вдоль линии x = 0 вблизи границы с регулярным программы (ФЦП-РФ) ”Интеграция” (проект № 75).

рельефом получаем Список литературы 1 - 2 1 q2T2 + y (x = 0, y) ln 2(1 - ) 2 T /4 + y[1] J.B. Lasky. Appl. Phys. Lett. 48, 1, 78 (1986).

[2] W.P. Maszara, G. Goetz, A. Caviglia, J.B. McKitterick. J. Appl.

(p2T2+ y2)[s2T +(y + pT )2] Phys. 64, 10, 4943 (1988).

+ 1.66 ln. (8) (q2T + y2)(y + pT)2 [3] M. Shimbo, K. Furukawa, K. Fukuda, K. Tanzawa. J. Appl.

Phys. 60, 8, 2987 (1986).

Здесь 7.57U0/T — параметр, характеризующий [4] R. Stengl, T. Tan, U. Goesele. Jap. J. Appl. Phys. 28, 10, мощности виртуальных дисклинаций. (1989).

5 Физика твердого тела, 1999, том 41, вып. 1962 Т.С. Аргунова, Р.Ф. Витман, И.В. Грехов, М.Ю. Гуткин, Л.С. Костина, Т.В. Кудрявцева...

[5] Q.-Y. Tong, U. Goesele. J. Electrochem. Soc. 143, 5, (1996).

[6] R. Lindner, R. Hoffman-Tikkanen. Springer Proc. Phys. 35, Springer-Verlag, Berlin–Heidelberg (1989). 35, 219.

[7] A. Laporte, G. Sarrabayrouse, L. Lescouzeres et al. Proc.

6 -th Int. Symposium Power Semiconductor Devices & IC’s.

Davos, Switzerland (1994). P. 283.

[8] T. Abe, A. Uchiyama, K. Yoshizawa, Y. Nakazato, M. Miyawaki, T. Ohmi. Jap. J. appl. Phys. 29, 12, L(1990).

[9] F. Widdershoven, J. Haisma, J. Naus. J. Appl. Phys. 68, 12, 6253 (1990).

[10] S. Bengtsson. J. Electronic Materials 21, 8, 841 (1992).

[11] A. Yamada, Bai-Ling Jiang, G.A. Rozgonyi, H. Shirotory, O. Okabayshi, M. Kawashima. J. Electrochem. Soc. 138, 8, 2468 (1991).

[12] W.P. Maszara, B-L. Jiang, A. Yamada, G.A. Rosgonyi, H. Baumgart, A.J.R. de Kock. J. Appl. Phys. 69, 1, 257 (1991).

[13] М.Г. Мильвидский, В.Б. Освенский. Структурные дефекты в эпитаксиальных слоях полупроводников. Металлургия, М. (1985). 160 с.

[14] B-Y. Tsaur, J.C.C. Fan, M.W. Geis. Appl. Phys. Lett. 40, 4, (1982).

[15] I.V. Grekhov, T.S. Argunova, L.S. Kostina, T.V. Kudryavtzeva, E.D. Kim, S.C. Kim. Electronics Letters 31, 23, 20 (1995).

[16] Т.С. Аргунова, И.В. Грехов, М.Ю. Гуткин, Л.С. Костина, Е.И. Белякова, Т.В. Кудрявцева, Е.Д. Ким, Д.М. Парк. ФТТ 38, 11, 3361 (1996).

[17] E.D. Kim, S.C. Kim, J.M. Park, I.V. Grekhov, T.S. Argunova, L.S. Kostina, T.V. Kudryavtzeva. J. Electrochem. Soc. 144, 2, 622 (1997).

[18] И.В. Грехов, Л.С. Берман, Т.С. Аргунова, Л.С. Костина, Е.И. Белякова, Т.В. Кудрявцева, Е.Д. Ким, С.С. Ким, Д.М. Парк. Письма в ЖТФ 22, 12, 14 (1996).

[19] T.S. Argunova, I.V. Grekhov, L.S. Kostina, T.V. Kudryavtseva, M.Yu. Gutkin, J. Hrtwig, E-D. Kim, S-C. Kim, N-K. Kim.

Jap. J. Appl. Phys. 37, 12A, 62 (1998).

[20] A. Authier., Adv. X-ray Analysis. Plenum 10, 9 (1967).

[21] ”Прямые методы исследования дефектов в кристаллах” / Под ред. А.М. Елистратова. Мир, М. (1965). 351 с.

[22] ”Characterization of Crystal Growth Detected by X-Ray Methods” / Ed. by B.K. Tanner, D.K. Bowen. Plenum, N.

Y. (1980).

[23] R. Barrett, J. Baruchel, J. Hrtwig, F. Zontone. J. Phys. D28, A250 (1995).

[24] U. Bonse, W.Z. Graeff. Naturf. 28a, 5, 558 (1973).

[25] К. Борен, Д. Хафмен. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. Мир, М. (1986). 660 с.

[26] Н.А. Борисевич, В.Г. Верещагин, М.А. Велидов. ”Инфракрасные фильтры”. Наука и Техника, Минск (1971). 226 с.

[27] M. Cardona, W. Paul, H. Brooks. J. Phys. Chem Solids 8, (1959).

[28] Ю.А. Концевой, Ю.А. Литвинов, Е.А. Фаттахов. ”Пластичность и прочность полупроводниковых материалов и структур”. Радио и связь, М. (1982). 240 c.

[29] M.Yu. Gutkin, E.C. Aifantis. Scripta Materialia 1996, 35, 11, 1353 (1996).

[30] M.Yu. Gutkin, E.C. Aifantis. Scripta Materialia 36, 1, (1997).

Физика твердого тела, 1999, том 41, вып.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.