Научная статья на тему 'Принципы повышения точности контроля структурного несовершенства полупроводниковых пластин'

Принципы повышения точности контроля структурного несовершенства полупроводниковых пластин Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
99
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Оксанич Анатолий Петрович, Вдовиченко Николай Демьянович

Рассматриваются схемы инфракрасных полярископов, применяемых для измерения структурных несовершенств в полупроводниковых пластинах. Определяются пути снижения порога чувствительности при измерении внутренних напряжений в полупроводниках. Приводится описание разработанного метода и аппаратуры, позволяющей снизить чувствительность определения разности главных напряжений до 0, 07кг/см2 .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Оксанич Анатолий Петрович, Вдовиченко Николай Демьянович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Principles of increase of accuracy of the control of structural imperfection of semi-conductor plates

The optical and electrical circuits infrared polariscop are considered. Is developed a new method of the control of internal stress in semiconductors. The description of the electronic circuit polariscop and results of experimental researches is given which allow with the help of the computer to automate measurement of internal stress in semiconductors and to raise sensitivity of a method up to 0,07kg/cm2.

Текст научной работы на тему «Принципы повышения точности контроля структурного несовершенства полупроводниковых пластин»

Рис. 8 Вычисленная концентрация катион-радикалов в трансформированных координатах (©, Г)

(t = 0,0012 с, Ta = Tk = 0,001 с, % = 7 микрон)

і Z, 0.001 cm

1 -

R. 0.001

О 1

Рис. 9. Вычисленная концентрация катион-радикалов в реальных координатах (R, Z) (t = 0,0012 с, Ta = Tk =

= 0,001 с, id = 7 микрон)

Electroanal. Chem., 127, (1981), 1. 28. Белаш Е.М., Ро-жицкий Н.Н. // Электрохимия, 1996, Т.32, № 11. с.1263.

Поступила в редколлегию 14.03.2000

Рецензент: д-р техн. наук, Стоян Ю. Г.

Свирь Ирина Борисовна, канд. физ.-мат. наук, заведующая лабораторией математического и компьютерного моделирования, докторант кафедры биомедицинской электроники ХТУРЭ. Научные интересы: численное моделирование электрохимических процессов. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14. тел. 40-93-64.

УДК 621.317.799

ПРИНЦИПЫ ПОВЫШЕНИЯ

ТОЧНОСТИ КОНТРОЛЯ

СТРУКТУРНОГО

НЕСОВЕРШЕНСТВА

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПЛАСТИН

ОКСАНИЧ А. П. , ВДОВИЧЕНКО Н. Д._

Рассматриваются схемы инфракрасных полярископов, применяемых для измерения структурных несовершенств в полупроводниковых пластинах. Определяются пути снижения порога чувствительности при измерении внутренних напряжений в полупроводниках. Приводится описание разработанного метода и аппаратуры, позволяющей снизить чувствительность определения разности главных напряжений до 0, 07кг/см2 .

1. Введение

Полупроводниковые пластины с интегральными структурами в конструктивном отношении представляют собой многослойные системы, состоящие из подложки и различного рода слоев, существенно отличающихся друг от друга своими физикомеханическими характеристиками. Необходимо выделить следующие характерные слои: полупроводниковые, легированные диффузией или ионным внедрением; полупроводниковые эпитаксиальные; диэлектрические; защитные. Структурное совершенство перечисленных слоев, их физико-механические характеристики зависят от применяемых материалов, методов и режимов образования слоев и вида последующих обработок.

42

Структурные несовершенства полупроводниковых кристаллов, выявляющиеся в виде распределения напряжений и деформаций в пластинах с интегральными структурами, зависят от совокупности конструктивных и технологических факторов. Распределение внутренних напряжений в многослойной системе, которую представляет собой пластина с интегральными структурами, имеет сплошной характер и при превышении определенных параметров приводит к разрушению полупроводниковых приборов.

Теория [1] предполагает, что в полупроводниках обязательно имеются микротрещины, являющиеся концентраторами напряжений. Последние вызывают увеличение уровней однородных макронапряжений ст1 и ст2 в окружающих локальных объемах. Начальные микротрещины зарождаются в местах скопления дислокаций, вблизи внутренних и поверхностных дефектов (структурных несовершенств).

Результатом большого скопления структурных дефектов становятся поля статических внутренних напряжений, в каждом из которых имеется определенное число микродефектов. Совокупность этих полей приводит к интенсивному развитию механических нарушений в локальных областях вблизи концентраторов напряжений. В итоге в приповерхностном слое кристалла, слоях диэлектриков, проводящих и защитных слоях развиваются микротрещины, приводящие к катастрофическому отказу полупроводниковых структур. В ряде случаев высокие внутренние напряжения приводят к катастрофическому хрупкому разрушению материала. Для оценки степени опасности напряженно-дефор-

РИ, 2000, № 3

мационных состояний в пластинах и кристаллах полупроводников необходимо иметь локальные, неразрушающиеся методы контроля структурных несовершенств. Этим методам, повышению их точности и посвящена настоящая статья.

2. Основные понятия и соотношения

В основе предлагаемого метода контроля напряженного состояния полупроводниковой пластины лежит метод фотоупругости.

Основы метода подробно освещены в литературе [2-4], здесь же, не претендуя на полноту, изложим только основные понятия и соотношения, характеризующие метод.

Для описания напряженного состояния в окрестности некоторой точки кристалла используется понятие главных напряжений. Под главными напряжениями понимают алгебраически наибольшее, обо-9 а^-аа ї а сті , и алгебраически наименьшее ст2 напряжения. Главные напряжения всегда ортогональны друг к другу. Положительными принято считать растягивающие напряжения. Кроме того, в окрестности рассматриваемой точки могут действовать напряжения сдвига т, иначе называемые касательными. В системе координат ОХУ, для которой направления главных напряжений совпадают с направлениями осей системы координат, т=0. В случае достаточно тонких пластин, что имеет место на практике, компонентой напряжений нормальной к плоскости пластины можно пренебречь; это так называемое плосконапряженное состояние. В этом случае для описания напряженного состояния пластины в окрестностях некоторой точки достаточно указать значения ст1 , ст2 и значение угла р между осью ОХ и одним из главных напряжений (обычно ст1).

При отсутствии напряжений показатель преломления большинства полупроводниковых кристаллов не зависит от направления распространения и состояния поляризации луча, распространяющегося в кристалле. Если напряжения отличны от нуля, то можно найти два ортогональных направления, совпадающие с направлениями главных напряжений, для которых показатель преломления принимает наибольшее п1 и наименьшее п2 значения, называемые главными значениями показателя преломления. Разность главных показателей преломлений Дп = п1—п2 определяется разностью Дст=ст1—ст2 главных напряжений и чувствительностью С к напряжениям материала пластины:

дн = Сла. (1)

3. Плоский полярископ

Простейшим устройством, позволяющим контролировать плосконапряженное состояние, является плоский полярископ (рис. 1), состоящий из источника излучения 1, поляризатора 2 и анализатора 4, между которыми помещается исследуемая полупроводниковая пластина 3.

Картину распределения разности главных напряжений можно наблюдать невооруженным глазом непосредственно или на специальном экране. Поляризатор и анализатор представляют собой призмы, пропускающие световые колебания, поляризованные в одной плоскости. В зависимости от взаимной ориентации плоскостей поляризации поляризатора и анализатора различают скрещенный и параллельный полярископы. В случае скрещенного полярископа интенсивность света за анализатором описывается соотношением

2 & 2

I + = KI0sin—sin2 2 Д 2

(2)

где I0 — интенсивность источника излучения; K— коэффициент, характеризующий пропускание оптики и исследуемой пластины;

s = dCfa -Ог)

2 ’

здесь d—толщина пластины—оптическая разность хода ортогонально поляризованных компонент лучей, проходящих через пластину, выраженная в единицах длины волны проходящего излучения. Оси поляризации поляризатора и анализатора ортогональны.

В случае параллельного полярископа плоскости поляризации призм параллельны, и

III = KI0 j^1 - sin2fin2 ^j- (3)

В (2), (3) p — угол между плоскостью поляризации анализатора и одним из главных напряжений, называемый азимутом главных напряжений.

В случае полупроводников реализация поляриско -па усложняется тем, что большинство используемых на практике материалов пропускают свет только в ближней инфракрасной области, что делает невозможным прямое визуальное наблюдение. Для преодоления этого недостатка авторами [5, 6] использована телевизионная ИК - чувствительная камера.

Из анализа (2) и (3) видно, что непосредственное определение 5 весьма затруднено, так как в оба соотношения входят четыре неизвестных — К, І0, 5, р.

Проще всего определить р, для этого необходимо вращать систему вокруг оптической оси до получе -ния максимальной интенсивности в окрестности

РИ, 2000, № 3

43

исследуемой точки (Р = —). Другим недостатком

является квадратичная зависимость интенсивности приходящего света от 5, что для достижения низкого порога чувствительности требует большого динамического диапазона регистрирующих электронных схем. Таким образом, применение плоских полярископов ограничивалось, в основном, качественным анализом. Следует отметить, что разработанный авторами настоящей статьи плоский полярископ “Мираж -1” [ 4, 5 ] достаточно эффективно использовался для обнаружения микротрещин в кремниевых структурах с диэлектрической изоляцией (КСДИ). Какими-либо другими методами выявить указанные дефекты оказалось весьма сложно.

В принципе обойти указанные трудности можно, используя компенсаторы — специальные оптические устройства, вводимые в оптический тракт для компенсации оптической разности хода, вносимой объектом измерения. В этом случае разность хода, вносимая компенсаторами, зависит от температуры и длинны волны X излучения и, что наиболее существенно, от направления распространения луча - вносимая оптическая разность хода возрастает, если луч падает на поверхность компенсаторов не перпендикулярно. Добиться нормального падения луча можно только в случае полированных плоскопараллельных пластин.

4. Полярископ с вращающимся анализатором

Многих недостатков, присущих плоскому полярископу, лишен полярископ с вращающимся анализатором [7, 8]. Оптическая схема такого прибора показана на рис. 2.

В этом полярископе излучение источника 1, линейно-поляризованное поляризатором 2, преобразуется в циркулярно-поляризованное (поляризованное по кругу) четвертьволновой (Х/4) пластинкой 3.

Далее излучение через исследуемую полупроводниковую пластину 4 и вращающийся со скоростью ю анализатор 5 попадает на фотоприемник 6, а затем обрабатывается электронной схемой. В отсутствие оптической разности хода, вносимой объектом измерения, интенсивность света за вращающимся с частотой ю анализатором, а следовательно, и величина тока фотоприемника постоянна:

I

= K1

0'

(4)

При наличии напряжений в пластине ортогонально поляризованные компоненты излучения получают сдвиг фаз, и излучение на входе в анализатор становится эллиптически поляризованным. При этом, как показано в [7,8], сигнал на выходе

фотоприемника содержит постоянную 1 и пере-

менную 1 компоненты с амплитудой

1 = 1 sin 8 = 1 sin

(P~1 ~^2 )Cd

(5)

откуда легко найти разность главных напряжений:

1

larcsin—

1

°"i а2

2 nCd

(6)

Фаза переменной составляющей в (5) определяется азимутом главных напряжений ст. При малых разностях хода в (6) наблюдается практически линейная зависимость ст1 — ст2 от ~~ ^, в отличие от квадратичной в случае (2), (3). Подобная оптическая схема реализована нами при разработке измерительно-вычислительного комплекса (ИВК) “Мираж-2” [8]. Опыт эксплуатации ИВК показал следующие его недостатки:

— сложно добиться идеальной циркулярной поляризации (практически нужная толщина Х/4 пластинки достигается методом проб и ошибок отщеплением тончайших слоев слюды от исходной пластины с помощью лезвия в воде);

— сложно добиться временной стабильности цир-кулярности излучения, так как толщина Х/4 пластинки меняется с изменениями температуры, меняются с изменениями температуры и времени азимут и длина волны X источника излучения (He - Ne -лазер ЛГ-126, Х=1,15 мкм), что приводит к нарушению циркулярности.

Практически сложно поддерживать нециркуляр-ность излучения на уровне 1 углового градуса и менее дольше 15-20 минут, чем и определяется порог чувствительности установки, составляющий для кремния при принятой в промышленности толщине пластины d « 300...500 мкм величину порядка 3 кГ/см2 . Указанный порог чувствительности явно недостаточен. В связи с непрерывным усовершенствованием полупроводниковой технологии и, как следствие, снижением дефектности кристаллической структуры и внутренних напряжений в полупроводниковых пластинах порог чувствительности желательно понизить как минимум на порядок.

44

РИ, 2000, № 3

5. Пути снижения порога чувствительности при измерении разности главных напряжений в полупроводниковых пластинах

Все сказанное выше наталкивает на следующие пути снижения порога чувствительности:

— оптическая схема не должна содержать фазовых пластинок и компенсаторов;

— в процессе измерения взаимное расположение оптических узлов должно оставаться неизменным.

Указанные соображения привели нас к идее о возможности одновременной реализации скрещенного и параллельного полярископа в единой оптической схеме без каких-либо взаимных регулировок оптических узлов в процессе измерения. На рис. 3 приведена оптическая схема автоматического полярископа “Мираж-3”.

Излучение источника 1 (полупроводниковый лазер, Х=1,3 мкм), поляризованное в плоскости чертежа призмой 2, проходит через исследуемую пластину 3 и падает на кварцевый светоделитель 4, установленный под углом полного внутреннего отражения (угол Брюстера). Компонента, поляризованная в плоскости чертежа, полностью отражается и, пройдя анализатор 5, попадает на фотоприемник 6. Так реализуется схема параллельного полярископа. Компонента с поляризацией перпендикулярной плоскости рисунка, пройдя через светоделитель и установленный соответствующим образом анализатор 7, попадает на фотоприемник 8. Разница в фоточувствительности фотоприемников устраняется регулировкой электронных узлов при юстировке. Все оптические узлы жестко закреплены на общем основании и могут поворачиваться относительно оптической оси. При проведении измерений оптическая схема поворачивается вокруг оси излучения источника до получения максимального сигнала на выходе скрещенного полярископа, при этом р= л/4:

2 8

I + = KI0 sin 2 —,

2

( 2 8 III = KI0 ll - sin —

Очевидно,что

1 + +1II = K 0> (8)

(7)

. 2 s

а sin — 2

I+

--------, откуда

I ++ iii

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

S = 2arcsin

1+

11 + +1 и

(9)

В области малых разностей хода (9) преобразуется к виду

S

II

I

2

(10)

Пороговая чувствительность рассматриваемой схемы ограничивается следующими факторами:

1) большим динамическим диапазоном интенсивностей сигналов I+ и In , достигающим 132дБ. Как следует из (7):

I+= 0,25 • 10 6 KI0 при S=10-3 рад, (11)

III = 0,25 -10 6 KI0 при 5=л-10-3 рад; (12)

2) собственными шумами фотоприемников и электронных узлов;

3) наличием сильных фоновых засветок, что имеет место на практике.

Следует отметить, что большие разности хода возможны только при грубых нарушениях технологического процесса, следовательно, ограничения, накладываемые (12), можно не принимать во внимание;

4) качеством призм поляризатора и анализатора.

Последнее ограничение можно обойти, применив поляризационные призмы высокого качества. Все элементы оптического тракта должны быть жестко закреплены на жестком основании, при повороте которого в подшипниковых узлах не должно возникать перекосов, приводящих к деформации основания и, как следствие, к взаимному разъюсти-рованию положения призм.

Рассмотрим пути обеспечения указанного динамического диапазона при регистрации слабых оптических сигналов в условиях сильных фоновых засветок.

Эту задачу можно решить, максимально увеличивая мощность источника излучения. Длина волны X источника должна быть близкой к максимуму спектральной чувствительности используемых фотоприемников. Кроме того, X должна лежать в области спектрального пропускания таких практически важных полупроводниковых материалов, как кремний, арсенцд галлия и т. д., т.е. Х> 1 мкм.

Фотоприемники должны обладать высокой чувствительностью, а электрический режим их работы должен быть оптимизирован для получения минимального уровня шумов. Для дальнейшего расширения динамического диапазона следует применить электрическую компенсацию токов фотоприемников, обусловленных фоновыми засветками. Даль-

РИ, 2000, № 3

45

нейшее повышение чувствительности обеспечивается применением модуляции излучения, что в сочетании с синхронной фильтрацией и детектированием позволяет значительно сузить эффективную шумовую полосу пропускания.

Авторами статьи был использован полупроводниковый GaAlAs-лазер, мощность излучения которого при токе 1пр. = 200мА составляет около 10мВт на длине волны Х= 1,3 мкм. Как показали эксперименты, в качестве фотоприемников могут быть использованы Gе фототранзисторы ФТГ -1, шумовые токи которых минимизируются при снижении напряжения питания до 0,5—0,7В. Максимум спектральной чувствительности этих фототранзисторов (Ямах и 1,5 мкм ) хорошо согласуется с длиной волны лазера.

6. Электронные узлы установки

зистора VT1 на уровне примерно 0,6В. На резисторе R3 выделяется напряжение, пропорциональное фототоку, который при максимальной освещенности может достигать 5мА. В качестве DA1 был выбран операционный усилитель типа К140УД7, имеющий превосходное сочетание шумовых характеристик на частотах порядка нескольких кГц —

1

плотность напряжения шума и ш « 5нВ / Гц 2 при

1

плотности шумового тока іш ~ 5 • 10 13 А / Гц 2 и

типовом значении входного тока івх=0,80нА.

Определим напряжение шума, приведенное к выходу преобразователя ток/напряжение (общая точка эмиттеров VT2 и VT3), с помощью усилителя.

Для синхронной фильтрации, детектирования и дальнейшей обработки сигналов нами использована ЭВМ. Информация об I+ и 1ц, в ЭВМ вводится с помощью 12-разрядного АЦП. Так как 12 разрядов для обеспечения динамического диапазона в 132дБ явно недостаточно, перед АЦП установлены биполярные логарифмические усилители, осуществляющие логарифмиро -вание токов как положительной, так и отрицательной полярности. Оба усилительных тракта, состоящих из

DA2

К140УД1701 R9

A +15V VT6

КТ3107А

-15V

4----о

Н>

НА АЦП -0-

R1

1.5К

VT1

ФТГ-1

о-

+15V

VD1

КД522

предварительных усилителей, RK схемы компенсации фоновых засветок и логарифмирующих усилителей совершенно идентичны. Они выполнены в виде двух узлов, расположенных непосредственно возле фототранзисторов. Электрическая схема одного из них приведена на рис. 4.

Диод VD1 поддерживает напряжение питания фототран-

DA1

К140УД8А

R3

3,9К

+15V

VT2 КТ3102А

R4

VT3

КТ3107А

-15V

C2

2,2

R5

110К

DA3

К140УД1408

И

>

R6

г

10К R8

▼ R7

1M

VT8

КТ3107А

-15V

Рис. 4

46

РИ, 2000, № 3

Так как внутреннее сопротивление фототранзистора очень велико, то составляющая выходного шумового напряжения, обусловленная вкладом иш, будет равна иш, а составляющая, обусловленная вкладом іш, будет равна i0R3.

Таким образом, напряжение шума на выходе этой схемы будет равно

U ш

'1

(

1,7 • 2/

U2 + „

ш \ш

(ш ^з)2

4 • 10 8 В и 0,04мкВ,

(13)

где 2Af — полоса пропускания всего тракта, 2Д/ И 20Гц .

Это напряжение эквивалентно шумовому току во входной цепи:

I

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ш

U.

ш

R3

0,04 -10 з

4 • 103

= 10

-12

A.

Таким образом, при максимальном входном токе Імах =5мА

Imax=——=5-109(194дБ) (14)

1 ш 10“12 ,

и вклад каскада на DA1 в увеличение шума всей системы пренебрежительно мал. Для увеличения тока примерно в R3/R4 « 40 раз, поступающего на вход логарифмирующего усилителя, сопротивление резистора R4 выбрано достаточно низким, и для устранения перегрузки DA1 при больших входных сигналах на ее выходе установлены повторители на транзисторах VT2 и VT3 [9].

Такое включение транзисторов, в отличие от схем, предложенных в [9], позволяет производить логарифмирование при обеих полярностях входного сигнала. Так как при больших входных оптических сигналах ток в цепи обратной связи DA2 может достигать 100мА, то выход микросхемы умощнен повторителями на транзисторах УТ6 и VT7. Компенсация фоновых засветок осуществляется схемой на основе ОУ DA3, включенным по схеме неинвертирующего усилителя с усилением К « 100. Выход усилителя умощнен повторителем на транзисторе УТ7, так как ток компенсации фоновой засветки, протекающий через R2, может достигать 10мА. Полоса частот, в которой производится компенсация, простирается от постоянного тока до верхней частоты заграждения fE. з :

Л. з = ■

K

2лЯ3■C2

380Гц.

(15)

До этой частоты примерно в К раз ослабляется не только влияние фоновой засветки, но и низкочастотные компоненты шума DA1, а также постоянная составляющая оптических импульсов полезного сигнала.

Полупроводниковый лазер возбуждается импульсами тока с амплитудой 200мА со скважностью q=2

на частоте f=4кГц с помощью транзисторного ключа, управляемого импульсами с последовательного порта ЭВМ.

Максимальная амплитуда сигнала, снимаемая с выхода логарифмирующего усилителя, составляет примерно ±0,71В, что хорошо согласуется с диапазоном преобразования АЦП (±1В). При изменении амплитуды входного сигнала в е=2, 718... раз амплитуда сигнала на входе АЦП меняется на

KT

---и 26мВ, (16)

q

где К — постоянная Больцмана; T — абсолютная температура; q — заряд электрона.

Следовательно, при изменении входного сигнала на 20дВ напряжение на входе АЦП меняется примерно на 60мВ. Единице младшего разряда АЦП (1 м. р.) при разрядности 12 бит и Unm=±1В соответствует напряжение

U1 = а 0,5мВ . (17)

При этом относительная разрешающая способность составляет

0,5

Д = 20— = 0,17дБ, (18)

60

а с учетом взятия корня в (10) это значение уменьшится еще примерно в 2 раза до « 0,085дБ, или < 1% при любом значении сигнала на входе, что вполне приемлемо.

7. Результаты экспериментальных исследований

Рассмотренные выше оптическая и электрическая схемы полярископа были реализованы при построении макета автоматизированного полярископа. Автоматизация измерений разности главных напряжений 5i - 52 осуществлялась с помощью ПЭВМ типа IBM. Помимо управления сканированием образца и вращением оптической системы вокруг оптической оси, на ПЭВМ была возложена цифровая обработка сигналов, синхронное детектирование сигналов, их фильтрация и т. д. Как показали испытания, динамический диапазон измеряемых оптических сигналов, ограниченный шумами, составил около 9.106 , что соответствует пороговой чувствительности порядка Д « 3.10 -4 рад. Для пластины кремния с толщиной d=500 мкм такая разность хода соответствует разности главных напряжений порядка

^1 “^2

АД

2яСй

-4 -4

1,3 • 10 4 • 3 • 10 4

6,28 • 1,7 • 10 “6 • 0,05

0,07кГ / см2

где С «1,7.10-6 см2 /кГ — коэффициент, характеризующий чувствительность кремния к внутренним напряжениям [9].

Таким образом, изложенные выше теоретические предпосылки в основном подтверждаются.

РИ, 2000, № 3

47

8. Выводы

Рассмотрены схемы полярископов в применении к измерению структурных несовершенств в полупроводниковых пластинах кремния. Приведен сравнительный анализ существующих схем поляризаторов, показаны их достоинства и недостатки. Определены пути снижения порога чувствительности при измерении разности главных напряжений в полупроводниковых пластинах. Подробно исследованы различные факторы, влияющие на порог чувствительности предложенных схем полярископов. Описаны электронные узлы установки. По результатам экспериментальных исследований показано, что предложенный новый метод и разработанный на его основе автоматический инфракрасный полярископ “Мираж-3” обладает возможностями контролировать структурные дефекты в кремниевых пластинах и структурах, выраженные в виде распределенных внутренних напряжений, с точностью 0, 07 кГ/см2 .

Литература: 1.Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел. М.: Металлургия, 1971. С. 264. 2. Дюрелли А., Райли У. Введение в фотомеханику. М.: Мир, 1970. 3. Экспериментальные методы исследования напряжений и деформаций. Справочное пособие. К.: Наук. думка, 1981. 4. Напряжения и дислокации в полупроводниках. Сборник статей под ред. Клас-сен-Неклюдовой. М.: Академия Наук СССР, 1962. 5. Оксанич А. П, Воронин В. П, Мовшин Б. И. Структурные дефекты кристаллической структуры в кремнии.

УДК 537.5+53.08

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ІОНІВ НА ЕФЕКТ ВЗАЄМОДІЇ ПОВЕРХНІ ТВЕРДОГО ТІЛА З ФОТОЕМУЛЬСІЄЮ

ТЕРЕШЕНКО В.Л.___________________________

Експериментально підтверджується припущення про генерацію під час іонізації газового середовища активних сполук, які призводять до втрати хемографічної реагентоздатності поверхні твердого тіла.

В результаті проведення ряду експериментів встановлено, що процес окислення деяких твердих тіл при їх контакті з фотоемульсією приводить за певних умов до створення в фотопластині прихованого зображення поверхні твердого тіла [1, 2].

Цей ефект покладено в основу нового методу дослідження поверхні напівпровідників, металів та композитних матеріалів, реєстрації гетерогенних реакцій на поверхні твердих тіл - методу хемографії (“хемо”- хімічно, “графо”- пишу) [2].

Зовні ефект нагадує дію на фоточутливий шар радіоактивних матеріалів, але, як з’ясувалося у ході проведених експериментів, ефект не пов’язаний з радіоактивністю зразків або емісією фотонів чи електронів [1-3].

М.: Эл. техника, серия 6, 1983. Вып. 3. С. 58. 6. Кирилюк В. К., Оксанич А. П. Аппаратура для контроля структурных дефектов и геометрических параметров КСДИ. М.: Эл. промышленность, 1986. Вып. 8. С. 36. 7. Чудаков В. С. Исследование наведенного двулучепреломления при вращающемся поляризационном элементе. М.: ПТЭ, 1977. №1. С. 210. 8. Оксанич АП, Вдовиченко Н.Д. Метод контроля искусственной оптической анизотропии в полупроводниковых материалах с различной кристаллографической ориентацией. М.: Эл. техника, серия 2. 1988. Вып. 3. С. 54. 9. Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Радио и связь, 1985.

Поступила в редколлегию 27.03.2000

Рецензент: д-р физ.-мат. наук, проф. Гордиенко Ю.Е.

Оксанич Анатолий Петрович, канд. техн. наук, профессор, зав. кафедрой КСА ИЭНТ, г. Кременчуг. Научные интересы: исследование физических процессов в полупроводниках, разработка измерительного оборудования. Увлечения и хобби: охота. Адрес: Украина, 317000, Светловодск, ул. Ленина, 11, кв. 19, тел. (05236) 2-56-37.

Вдовиченко Николай Демьянович, ст. преподаватель каф. КСА ИЭНТ, г. Кременчуг. Научные интересы: физика полупроводников, компьютеризация процессов выращивания полупроводников. Увлечения и хобби: художественное моделирование. Адрес: Украина, 317000, Светловодск, ул. Комсомольская, 23, тел. (05236) 2-36-94.

Абсолютно точно встановити елементний склад продуктів, спроможних до реакції з бромистим сріблом, поки що не вдалося. В оточуючій тверде тіло атмосфері вони перебувають в наднизьких концентраціях, що, до речі, і заважає проведенню ідентифікації. За проведеними оцінками їх концентрація знаходиться в інтервалі 10-16 — 10-12 м.ч. [ 1 -3 ] і відповідає тому граничному випадку розбавлення, коли ймовірність зустрічі молекули, емітованої поверхнею твердого тіла, з собі подібною за час спостереження близька до нуля. Молекули опиняються в стані молекул-одиначок, їх поведінка у хімічних реакціях зводиться до окремих актів взаємодії і, можливо саме завдяки зміні в такій ситуації енергетичних параметрів, може суттєво відрізнятися від поведінки в аналогічних реакціях, коли молекули знаходяться в оточенні подібних до себе. Реагентоздатність проявляють навіть взагалі інертні молекули, наприклад, оксиди [4].

Слід зазначити, що трансформація властивостей, яка відбувається при переході до ультранизьких концентрацій, відокремлює широке коло різних явищ, об’єднанних зараз новим напрямком у науці - фізхімією наднизьких концентрацій. Аналіз результатів провед енних досліджень хемографічного ефекту схиляє до висновку, що саме трактовка природи цього явища з позицій фізхімії наднизьких концентрацій є найбільш ймовірною, бо ще не було експериментальних фактів, які б їй суперечили.

48

РИ, 2000, № 3

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.