Фотонно-стимулированные технологические процессы микро- и нанотехнологии. Игорь Житяев
Чтение книги онлайн.

Читать онлайн книгу Фотонно-стимулированные технологические процессы микро- и нанотехнологии - Игорь Житяев страница 3

СКАЧАТЬ к ним можно применить теорию излучения (поглощения) атома водорода.

      Тогда выражение для коэффициента поглощения на локализованных состояниях можно записать как

      где NL, EI – концентрация и энергия ионизации рассеивающего центра; В – константа [11].

      Входящие в (6-10) параметры Eg, n, μ сами являются функциями многих переменных. В частности, ширина запрещенной зоны Еg с ростом температуры и концентрации примеси уменьшается. Наибольшее влияние Eg на α проявляется в диапазоне температур 600-750 К из-за смещения края собственного поглощения в коротковолновую область.

      Известная зависимость (11) для кремния не учитывает влияние дефектности и термохимических напряжений, однако они могут быть учтены с помощью коэффициента поглощения в локализованных состояниях [14].

      Концентрация свободных носителей заряда будет равна сумме собственной концентрации носителей ni, носителей, образованных ионизированными атомами примеси NI, и за счёт генерации неравновесных электронно-дырочных пар ng, поэтому справедливо будет выражение

      Первое слагаемое в правой части определяется выражением [15]

      Как видно, ni существенно зависит от температуры, что влечёт за собой высокую чувствительность α к температуре.

      Концентрация ионизированных атомов примеси, определяемая коэффициентом активации, может изменяться в процессе лазерного нагрева, если происходит облучение ионно-легированных слоёв. Скорость же генерации неравновесных электронно-дырочных пар может быть найдена из выражения

      где tp – длительность воздействия импульса излучения [16, 17].

      Подвижность носителей заряда в кремнии определяется в основном рассеянием на акустических фононах и на ионизированных примесях и может быть выражена следующей зависимостью, например, для дырок [18]:

      На рис. 2 показаны спектральные зависимости коэффициента поглощения для различных температур (а) и концентраций примеси в подложке (б). Видно, что в диапазоне температур использования лазерной обработки α изменяется на 4-5 порядков. Введение примеси также существенно увеличивает α. Совпадение расчётных и известных экспериментальных значений α свидетельствует о его удовлетворительной интерпретации в широком температурном и спектральном диапазонах.

      Поглощение фотонного излучения плёнками металлов (например, Mo, Al) удовлетворительно описывается одной из составляющих коэффициента α – поглощением на свободных носителях (αfc), так как даже при низких температурах их концентрация велика.

      Для диэлектрических слоёв коэффициент α определяется в основном собственным поглощением на локализованных состояниях, поэтому для этого случая может быть использовано выражение (12) при соответствующих подстановках входных параметров коэффициентов. Кроме того, при облучении слоистых СКАЧАТЬ