American Vacuum Society

Các tiếp xúc hợp kim AuGe được sử dụng rộng rãi để tạo kết nối ohmic với GaAs. Người ta giả định rằng vùng hợp kim tái sinh bị pha tạp nặng để việc vận chuyển hạt mang diễn ra thông qua hiện tượng hầm. Các thuộc tính điện và kim loại học của hệ thống không đồng nhất này đã được nghiên cứu rộng rãi và cho thấy tính không đồng nhất không gian. Chi tiết về kỹ thuật chế tạo, phân tích và giải thích lý thuyết về hành vi của nó sẽ được thảo luận. Đề xuất rằng sự phụ thuộc (pha tạp)−1 của điện trở tiếp xúc là do sự chiếm ưu thế của điện trở lan truyền qua các đường dẫn dòng điện trong các vùng dưới micron của khu vực tiếp xúc nơi mà việc pha tạp nặng xảy ra.

Quang phổ suy giảm năng lượng điện tử độ phân giải cao đã được áp dụng để nghiên cứu sự hấp phụ của acetylene và ethylene trên bề mặt Pt (111) cũng như các phản ứng bề mặt của các chất hấp phụ này theo hàm số nhiệt độ và trong sự hiện diện của hydrogen hóa hóa học. Bằng cách sử dụng quy tắc lựa chọn bề mặt và các tần số quan sát được, một bức tranh khá chi tiết được phát triển về bản chất hóa học của các trạng thái hấp phụ và các trung gian phản ứng. Dưới nhiệt độ phòng, acetylene biến hình để hình thành một liên kết mạnh kiểu di/σ với bề mặt và một liên kết bổ sung với bề mặt từ orbital π còn lại. Ethylene chủ yếu chỉ có liên kết di/σ. Xung quanh nhiệt độ phòng, ethylene chuyển hóa thành một loài hóa học mới mà chúng tôi xác định là ethylidene (CH3–CH=). Ethylidene cũng được hình thành từ acetylene khi bề mặt được tiếp xúc lần đầu với hydrogen, sau đó là acetylene ở nhiệt độ thấp, và sau đó được ủ ở 350 K. Kết quả tương tự cũng đạt được bằng cách tiếp xúc acetylene hấp phụ với hydrogen nguyên tử ở 350 K. Chúng tôi còn phát hiện rằng quá trình hyd hóa acetylene hấp phụ thành ethylidene diễn ra thông qua trung gian –CH2–C≡ (2-ethyl–1-ylidine).

Cấu trúc hóa học của các lớp phim SiO2 mỏng, các oxit tự nhiên mỏng của GaAs (20–30 Å), và các giao diện oxit–bán dẫn tương ứng đã được điều tra bằng phương pháp quang phổ điện tử phát xạ tia X có độ phân giải cao. Các hồ sơ sâu của những cấu trúc này đã được thu được bằng cả hai kỹ thuật bắn phá ion argon và ăn mòn hóa học ướt. Sự phá hủy hóa học được gây ra bởi phương pháp định hình ion đã được chứng minh bằng cách so sánh trực tiếp các phương pháp này trên các mẫu tương tự. Các phương pháp giảm dữ liệu biến đổi Fourier dựa trên dự đoán tuyến tính với các ràng buộc entropy cực đại được sử dụng để phân tích cấu trúc rời rạc trong các oxit và nền tảng. Cấu trúc rời rạc này được giải thích thông qua một mô hình chuyển giao điện tích do cấu trúc gây ra (SICT).

Hấp phụ hóa học của oxy trên oxit thiếc được nghiên cứu. Các mối tương quan giữa độ dẫn điện và các phép đo điện từ hóa học (EPR) được báo cáo.

Các lớp mạ đồng OFHC dày [1–10 mil (25,4–254,0 μm)] được lắng đọng trên các nền làm bằng đồng, tantali và thép không gỉ, trong khoảng nhiệt độ (T) từ 50 ° đến 950 °C, với tỷ lệ lắng đọng từ 200 đến 18 000 Å/phút, chủ yếu sử dụng các thiết bị phun bắn với catot rỗng và đôi khi là catot kiểu sau, tại áp suất argon từ 1 đến 30 mTorr. Cấu trúc của lớp mạ được khảo sát bằng cách chuẩn bị các mặt cắt kim loại học. Đặc điểm bề mặt và mặt cắt nứt được kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử quét. Các định hướng tinh thể được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X. Không phát hiện ảnh hưởng đáng kể từ tỷ lệ lắng đọng đến các vùng cấu trúc nhiệt độ thấp đã được báo cáo trước đó [J. A. Thornton, J. Vac. Sci. Technol. 11, 666 (1974)] hoặc đến tính chất hình ống của các lớp mạ hình thành ở nhiệt độ cao. Cấu trúc hạt xu hướng hoàn toàn đồng đều thường không được quan sát thấy với catot rỗng. Các cặp tinh thể trong quá trình tôi luyện được phát hiện trong các hạt đối với T≳350 °C. Bằng chứng về sự tái tinh thể hóa rộng rãi và sự phát triển của hạt được nhìn thấy cho T∠900 °C. Các lớp mạ được lắng đọng ở tỷ lệ thấp và T≳400 °C trên nền đồng thể hiện các hiệu ứng phát triển tinh thể epitaxial; trong khi đó, các lớp mạ trên các nền khác nhau cho thấy dấu hiệu cụm.

Trong bài báo tổng quan này, các tính chất vật lý - hoá học của các màng điện môi khác nhau được sử dụng trên các thiết bị bán dẫn được so sánh theo phương pháp hình thành hoặc lắng đọng của chúng. Các lớp cách điện được thảo luận bao gồm silicon dioxide, kính phosphosilicate, silicon nitride, alumina, kính borosilicate và các loại kính silicat khác. Các kỹ thuật hình thành hoặc lắng đọng bao gồm oxit nhiệt, lắng đọng hơi hóa học (CVD) và lắng đọng nhiệt phân, CVD plasma, phun phản ứng dc và rf, phun rf, bay hơi bằng chùm electron, và kính nung chảy từ các bột lắng đọng.

Mô hình khuyết tật hợp nhất đã thành công trong việc giải thích một loạt các hiện tượng khi oxi hoặc kim loại được thêm vào bề mặt III-V. Những hiện tượng này bao gồm một phạm vi từ một phần nhỏ của một lớp đơn phân tử của adatoms đến các cấu trúc III-V thực tiễn có các lớp phủ rất dày. Các nguyên tắc của mô hình khuyết tật hợp nhất được phác thảo, và các kết quả thực nghiệm dẫn đến việc hình thành nó được xem xét ngắn gọn. Cấp độ InP ở 0.4 và 0.1 eV và cấp độ GaAs ở 0.7 và 0.9 eV dưới mức tối thiểu của băng dẫn (CBM) liên quan đến việc thiếu các nguyên tố cột III hoặc V. Trong InP, một số nhà nghiên cứu đã phát hiện ra khả năng 'đổi' giữa hai mức khuyết tật bằng cách thay đổi xử lý bề mặt, nhiệt độ và/hoặc lựa chọn nguyên tử được lắng đọng. Cần có những khái niệm phù hợp về hóa học bề mặt và giao diện cũng như công nghệ kim loại được công nhận, và nguy cơ khi chỉ sử dụng các khái niệm khối lượng được nhấn mạnh. Lý do cho điều này được xem xét trong một số trường hợp ở mức độ nguyên tử. Nhu cầu về những cách tiếp cận cơ bản mới đối với tương tác giao diện được thể hiện. Tầm quan trọng của độ ổn định hóa học của chất bán dẫn-oxide cũng được công nhận và, dựa trên một khối lượng công việc lớn từ một số phòng thí nghiệm, có ý kiến rằng sẽ gặp nhiều khó khăn hơn với oxit 'bản địa' trên GaAs so với trên InP. Kết luận rằng 'kỹ thuật khoa học' để tạo ra các giao diện mang lại hiệu suất tối ưu nên là một mục tiêu và là phép thử cho những công việc cơ bản được mô tả ở đây. Những khả năng cụ thể được thảo luận cho các rào cản Schottky trên III-V.

Đối với các hợp chất III-V được dop n- và p-, việc cố định mức Fermi và các hiện tượng kèm theo của bề mặt tách (110) đã được nghiên cứu kỹ lưỡng bằng cách sử dụng quang phát xạ ở hν≲300 eV (để các mức năng lượng lõi cũng như mức năng lượng hóa trị có thể được nghiên cứu). Cả bề mặt sạch và những thay đổi do kim loại hoặc oxy được thêm vào những bề mặt đó ở lượng dưới một lớp mono đều đã được xem xét. Kết quả cho thấy, về tổng thể, mức Fermi ổn định sau khi một lượng nhỏ nguyên tử kim loại hoặc oxy được đặt trên bề mặt. Điều đặc biệt là, việc cố định mức Fermi được tạo ra trên một chất bán dẫn nhất định bởi các kim loại và oxy là tương tự. Tuy nhiên, có sự khác biệt mạnh mẽ trong các vị trí cố định này phụ thuộc vào chất bán dẫn: Vị trí cố định gần (1) mức tối đa dải dẫn (CBM) cho InP, (2) giữa khoảng cho GaAs, và (3) mức tối đa dải hóa trị (VBM) cho GaSb. Sự tương đồng trong vị trí cố định trên một chất bán dẫn nhất định do cả kim loại và oxy tạo ra gợi ý rằng các trạng thái chịu trách nhiệm cho việc cố định là kết quả từ sự tương tác giữa các nguyên tử bám dính và chất bán dẫn. Hỗ trợ cho sự hình thành các mức khuyết tật trong chất bán dẫn tại hoặc gần bề mặt được tìm thấy trong sự xuất hiện của các nguyên tử bán dẫn trong kim loại và trong sự rối loạn trong dải hóa trị với một vài phần trăm oxy. Dựa trên thông tin có sẵn về việc cố định năng lượng Fermi, một mô hình được phát triển cho mỗi chất bán dẫn với hai mức năng lượng điện tử khác nhau được tạo ra bởi sự loại bỏ các anion hoặc cation khỏi vị trí bình thường của chúng trong vùng bề mặt của các chất bán dẫn. Các mức cố định có các vị trí sau, so với VBM: GaAs, 0.75 và 0.5 eV; InP, 0.9 và 1.2 eV (tất cả các mức + 0.1 eV). Năng lượng đầu tiên được liên kết với một anion thiếu và năng lượng thứ hai liên kết với một cation thiếu. Đối với GaSb, chỉ có một chấp nhận do Sb thiếu đã được định vị ở 0.1 eV. Công việc của chúng tôi được tìm thấy có sự tương quan tốt với công việc về rào cản Schottky thực tiễn. Một so sánh chi tiết được thực hiện với các vị trí và mật độ trạng thái giao diện được tìm thấy bởi những người khác trên các cấu trúc MIS thực tiễn, và có ý kiến cho rằng mật độ lớn của những trạng thái này trên III-V so với Si là do các trạng thái giao diện ngoại lai được tạo ra bởi sự thiếu hụt tỉ lệ của chất bán dẫn III-V. Đối với GaAs, trạng thái chiếm ưu thế được tìm thấy ở 0.7 eV và liên quan đến sự thiếu hụt As. Đối với InP, mức giao diện chính nằm dưới khoảng 0.1 eV so với CBM. Những vị trí này phù hợp tốt với dữ liệu hiện có thu được từ nhiều mẫu khác nhau.

Hai hình thức hình học lắng đọng phun bắn đối xứng trụ và bổ sung, gồm có cực dương và cực rỗng, đã được sử dụng để lắng đọng các lớp phủ dày (∼25-μ) của nhiều loại kim loại (Mo, Cr, Ti, Fe, Cu và hợp kim Al) lên các nền thủy tinh và kim loại với tốc độ lắng đọng từ 1000–2000 Å/phút dưới các điều kiện khác nhau về nhiệt độ nền, áp suất argon và bùng nổ plas. Đặc điểm bề mặt lớp phủ và mặt cắt ngang gãy của chúng đã được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử quét. Các mặt cắt được đánh bóng đã được kiểm tra về mặt kim loại học. Hướng tinh thể đã được xác định bằng nhiễu xạ X-ray. Cấu trúc vi mô thường phù hợp với mô hình ba vùng do Movchan và Demchishin đề xuất [Fiz. Metal. Metalloved. 28, 653 (1969)]. Ba điểm khác biệt được ghi nhận: (1) dưới áp suất argon thấp, một vùng chuyển tiếp rộng từ vùng 1 đến vùng 2 bao gồm các hạt sợi dày đặc đã được xác định; (2) các hạt cột trong vùng 2 có xu hướng trở thành đa diện ở nhiệt độ cao, mặc dù các mặt đa diện thường được thay thế bằng bề mặt phẳng nhẵn ở nhiệt độ cao hơn; (3) các hạt hình tròn trong vùng 3 thường không được quan sát thấy dưới các điều kiện lắng đọng được nghiên cứu. Việc lắng đọng bằng cực rỗng đã làm nổi bật những đặc điểm của sự phát triển lớp phủ liên quan đến sự tạo hình bóng giữa các hạt.

Standard ultrahigh vacuum and flash filament techniques were used to measure the sticking probabilities of atomic and molecular hydrogen sH and sm, respectively, on graphite. Atomic hydrogen was produced by a hot tungsten filament. Graphite samples were specially fabricated ribbons which could be flashed to 2500 °K. The quantity of atomic hydrogen sorbed was found to be only dependent on the temperature of the graphite and the total number of incident hydrogen atoms. Thus it is possible to use a graphite ribbon as an atomic hydrogen detector.