《薄膜的相互扩散和反应》求取 ⇩

目录1

第一章 概论1

第二章 薄膜间的相互作用对硅元件工艺的影响12

2.1 引言12

2.2 肖特基势垒接触的不稳定性13

2.2.1 纯铝肖特基势垒二极管13

2.2.2 硅-掺杂铝肖特基势垒二极管17

2.2.3 金属硅化物的形成21

2.3 金属层之间的相互扩散25

2.3.1 金——过渡族金属层26

2.3.2 铝——多晶硅间的相互作用28

2.3.3 扩散阻挡层32

2.4.1 导体的冶金学37

2.4 电迁移37

2.4.2 接触的冶金学40

2.5 铝合金薄膜在处理过程中的腐蚀43

第三章 固体-固体界面的化学和物理学49

3.1 引言49

3.2 近理想表面50

3.3 单晶薄膜52

3.4 失配位错52

3.5 复合界面相的热力学54

3.6 形成界面相的动力学58

3.7 垂直于界面的相互扩散59

3.8 块体、表面和界面相图59

3.9 结论60

4.1 引言62

第四章 半导体-导体间的界面62

4.2 界面两侧的电位差63

4.3 取决于半导体阴离子的势垒φp65

4.4 理论探讨66

4.5 扩展应用于半导体-电解质界面69

4.6 能够达到的势垒φ值范围有多大70

4.7 摘要72

第五章 薄膜的沉积和特性74

5.1 引言74

5.2 薄膜微观结构的变化75

5.2.1 外延生长单晶薄膜75

5.2.2 双晶体金属薄膜78

5.2.3 同晶轴织构薄膜81

5.2.4 不规则取向的细晶粒薄膜83

5.2.5 非晶态薄膜84

5.2.6 人造超晶格薄膜85

5.2.7 一维的金属薄膜导线87

5.3 薄膜成分的改变88

5.3.1 溅散沉积固定成分的合金薄膜88

5.3.2 应用二个蒸发源控制沉积成分89

5.3.3 汽相淬火形成的过饱和现象90

5.3.4 用离子注入调节成分91

5.3.5 薄膜反应形成的平衡和亚稳态相92

5.4 薄膜沉积93

5.4.1 引言93

5.4.2 沉积可变参数94

5.4.3 外电场对薄膜沉积的影响95

5.4.4 沉积技术96

5.5.1 用散射过程测定特性技术的引言97

5.5 薄膜的特性测定97

5.5.2 表面形态98

5.5.3 内部的微观结构100

第六章 深度剖析技术112

6.1 引言112

6.2 粒子能量损失分析技术115

6.2.1 卢瑟福反向散射能谱116

6.2.2 离子激发X射线，原子核反应和共振或非卢瑟福反向散射125

6.3 溅射截取剖面127

6.3.1 单种元素层127

6.3.2 层状结构和界面效应132

6.3.3 化合物和合金层134

6.4.1 表面分析方法——AES和ISS137

6.4 表面分析和溅射剖面的联用137

6.4.2 检测被溅散物的方法——SIMS141

6.5 既用能量损失又用溅射剖面的分析方法143

6.5.1 反向散射和AES143

6.5.2 反向散射和SIMS145

6.6 横向面的不均匀性146

6.7 辅助技术147

6.8 结论148

第七章 晶粒间界的扩散153

7.1 引言153

7.2 解析方法的评论155

7.2.1 晶粒间界的扩散动力学155

7.2.2 块体样品的解析157

7.2.3 薄膜的解析159

7.3 解析模型161

7.3.1 孤立间界162

7.3.2 平行间界173

7.3.3 C类动力学180

7.3.4 驱动力作用下的扩散188

7.4 实验技术192

7.4.1 放射性示踪原子剖析194

7.4.2 横向弥散测量199

7.4.3 表面技术203

7.5 实验结果218

7.5.1 示踪原子剖析的结果218

7.5.2 其它技术测得的数据227

7.6 溶解物质对晶粒间界扩散的影响229

7.6.1 自体扩散和晶粒间界能之间的关系230

7.6.2 因自体扩散派生的溶质对晶粒间界能的影响234

7.6.3 溶质对晶粒间界扩散的各种效应236

第八章 薄膜中的电迁移241

8.1 引言241

8.2 薄膜中电迁移现象概论244

8.2.1 物质传输244

8.2.2 流束离散248

8.2.3 温度分布和电流挤集251

8.3 测量技术254

8.3.1 物质的累积或耗散测量255

8.3.2 导线的寿命试验256

8.3.3 电阻测量256

8.3.5 移动速度的测量260

8.4 纯金属薄膜的结果262

8.4.1 铝263

8.4.2 金265

8.4.3 其他金属268

8.5 合金化对物质传输的作用269

8.6 失效模型276

8.6.1 热学理论277

8.6.2 热学模型278

8.6.3 统计模型，几何结构和晶粒大小的作用284

8.7 改进薄膜导体的方法289

8.7.1 晶粒尺寸289

8.7.2 介质覆盖层290

8.7.3 合金292

第九章 金属-金属间的相互扩散304

9.1 引言304

9.2 固溶体305

9.2.1 可相互溶混的单晶薄膜305

9.2.2 部分溶混的单晶薄膜310

9.2.3 多晶薄膜（Ag-Au,Pd-Au）312

9.2.4 相互渗透和晶粒增大324

9.3 化合物相327

9.3.1 单晶薄膜327

9.3.2 多晶薄膜331

9.3.3 晶粒增大332

9.3.4 实例334

9.4 氧化作用和化学效应342

9.5 扩散阻挡层344

9.6 金属-金属薄膜间相互作用的数据概述345

8.3.4 交叉条状样品实验357

第十章 硅化物的形成362

10.1 引言362

10.2 硅化物形成过程的分析366

10.2.1 样品制备366

10.2.2 实验分析技术366

10.2.3 形成硅化物的例子371

10.2.4 硅化物形成过程的综述376

10.2.5 实际应用中的问题379

10.3.1 理想的标识物383

10.3 标识物的移动383

10.3.2 界面吸引力384

10.3.3 实际使用的实验方法386

10.3.4 扩散的物质390

10.3.5 标识物的解析391

10.4 形成硅化物的机理395

10.4.1 绪言395

10.4.2 金属-硅系统的热力学数据398

10.4.3 形成硅化物的动力学原理403

10.4.4 第一相成核过程的预测405

10.5 结论406

第十一章 金属-化合物半导体之间的反应410

11.1 引言410

11.2.1 冶金学413

11.2 向外扩散的效应413

11.2.2 电学效应417

11.3 化合物的形成420

11.3.1 化学学420

11.3.2 动力学425

11.3.3 电学效应427

11.4 比较惰性的界面429

11.5 应用431

11.5.1 肖特基势垒431

11.5.2 欧姆接触434

第十二章 固相外延438

12.1 引言438

12.1.1 基本概念438

12.1.2 需要传输媒介质的固相外延438

12.2 需要传输媒介质的固相外延440

12.2.1 金属-半导体间的反应；一般原理440

12.1.3 不用金属传输媒介质的固相外延440

12.2.2 Al-Ge系统441

12.2.3 Al-Si系统446

12.2.4 Si-Ag系统453

12.2.5 Si-Au系统454

12.2.6 单纯共晶体系统的固相外延概论455

12.2.7 Pd-Si系统456

12.2.8 Ni-Si系统473

14.4.4 催化474

12.2.9 关于在形成化合物的体系中固相外延的讨论474

12.3.1 绪言475

12.3 不用传输媒介质的固相外延475

12.3.2 Si上的固相外延476

12.3.3 Ge上的固相外延484

12.4 结论485

13.1.1 引言488

13.1 肖特基和巴丁势垒488

第十三章 界面反应对金属-半导体接触电学特性的影响488

13.1.2 界面态490

13.1.3 半导体-真空界面492

13.1.5 势垒高度的一般表达式493

13.1.4 半导体-金属界面（弱化学键合）493

13.1.6 φB、φ0和Nss的实验数据497

13.1.7 界面态对反向饱和电流的影响499

13.1.8 半导体-金属界面（强化学键合）499

13.2 插入的氧化物层501

13.2.1 引言501

13.2.2 氧化物势垒接触中的反常现象504

13.2.3 氧化物势垒接触的实验研究504

13.2.4 少数载流子的高密度注入模型506

13.2.5 界面电荷的测量508

13.2.6 电流流通造成的界面陷阱密度的变化513

13.2.7 脉冲电流-电压特性518

13.3.1 耗尽层的电容-电压特性525

13.3 肖特基-巴丁势垒接触的电学特性525

13.3.2 镜象力效应526

13.3.3 正向电导527

13.3.4 反向电导534

13.4 隧道效应和热电子-场发射536

13.4.1 热电子-场发射理论537

13.4.2 接触电阻540

13.5 和半导体的欧姆接触541

第十四章 离子注入的金属层547

14.1 引言547

14.2 实验技术549

14.2.1 注入方法549

14.2.2 分析技术553

14.3 离子注入金属的一般性质558

14.3.1 原子的位移559

14.3.2 晶格中的位置560

14.3.3 热效应562

14.3.4 扩散的增加564

14.3.5 析出过程566

14.4 应用568

14.4.1 超导性568

14.4.2 腐蚀571

14.4.3 机械性能573

14.4.5 磁性574

14.4.6 亚稳态合金的冶金学575

14.4.7 平衡态合金的冶金学577

14.5 结论580