Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu khuếch tán đồng thời tạp chất và sai hỏng điểm trong silic

Đề tài nghiên cứu của luận án trong phạm vi lý thuyết về pha tạp và khuếch trong vật liệu bán dẫn với các mục tiêu chính là: Nghiên cứu tổng quan lý thuyết và thực nghiệm về khuếch tán đơn, khuếch tán đa thành phần trong vật liệu bán dẫn Si và một số hiện tượng khuếch tán dị thường trong quá trình khuếch tán tạp chất trong Si... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu khuếch tán đồng thời tạp chất và sai hỏng điểm trong silic ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ BÁ DŨNG NGHIÊN CỨU KHUẾCH TÁN ĐỒNG THỜITẠP CHẤT VÀ SAI HỎNG ĐIỂM TRONG SILIC LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ HÀ NỘI - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ BÁ DŨNG 1 NGHIÊN CỨU KHUẾCH TÁN ĐỒNG THỜI TẠP CHẤT VÀ SAI HỎNG ĐIỂM TRONG SILICChuyên ngành: Vật lý chất rắnMã số: 62 44 07 01 LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Nguyễn Ngọc Long 2. GS. TSKH. Đào Khắc An HÀ NỘI – 2011 2 MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN .................................................................................................... 1LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... 2MỤC LỤC ................................................................................................................. 3DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................... 6DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU ......................................................................... 6DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ............................................................... 6MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 8Chương I. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TỔNG QUAN ......................................................... 11 1.1. Vật liệu bán dẫn silic .....................................................................................11 1.1.1. Một vài tính chất cơ bản của vậtt liệu bán dẫn silic ...............................12 1.1.2. Sai hỏng điểm trong vật liệu bán dẫn Si .................................................13 1.1.3. Tự khuếch tán trong vật liệu bán dẫn Si .................................................14 1.2. Khuếch tán tạp chất trong vật liệu bán dẫn Si ...............................................15 1.2.1. Cơ chế khuếch tán tạp chất trong Si ........................................................20 1.2.2. Khuếch tán B trong Si .............................................................................21 1.2.3. Sai hỏng điểm sinh ra do khuếch tán tạp chất trong Si .........................29 1.3. Hệ số khuếch tán phụ thuộc vào nồng độ và căng mạng ...............................23 1.3.1. Mô hình khuếch tán của S. Hu ...............................................................23 1.3.2. Mô hình khuếch tán của N. Thai ............................................................23 1.3.3. Mô hình khuếch tán của ĐK. An ............................................................24 1.4. Những kết quả thực nghiệm về khuếch tán tạp chất và sai hỏng ..................25 1.5. Định luật Fick và định luật Onsager ..............................................................27 1.5.1. Mật độ dòng khuếch tán .........................................................................27 1.5.2. Định luật Fick ........................................................................................28 1.5.3. Định luật lực tổng quát và định luật Onsager ........................................28 1.5.4. Những mâu thuẫn của định luật Fick và định luật Onsager ...................38 1.5.5. Thảo luận ................................................................................................29 1.6. Khuếch tán đồng thời B và sai hỏng điểm trong Si .......................................38 1.6.1. Mật độ dòng khuếch tán theo lý thuyết Onsager ....................................29 1.6.2. Mật độ dòng khuếch tán đồng thời của B, I và V ...................................31 KẾT LUẬN CHƢƠNG I ......................................................................................33 1Chương II. SỰ TƢƠNG THÍCH GIỮA ĐỊNH LUẬT ONSAGER VÀ ĐỊNH LUẬT FICK ........................................................................ 34 2.1. Dòng tuyệt đối và dòng thực..........................................................................34 2.2. Các định luật khuếch tán tuyến tính ..............................................................36 2.3. Định luật lực tổng quát phi tuyến ..................................................................36 2.4. Định luật định luật Onsager phi tuyến ..........................................................37 2.5. Nguồn gốc chung của định luật Fick và định luật Onsager ...........................37 2.6. Sự đồng nhất giữa định luật Fick và định luật Onsager.................................38 2.7. Thảo luận .......................................................................................................51 KẾT LUẬN CHƢƠNG II.....................................................................................39Chương III. HỆ PHƢƠNG TRÌNH KHUẾCH TÁN ĐỒNG THỜI B VÀ SAI HỎNG ĐIỂM TRONG Si ..................................................................... 40 3.1. Hệ phương trình khuếch tán B, I và V dạng parabolic ..................................40 3.1.1. Hệ phương trình khuếch tán B, I và V ...................................................40 3.1.2. Hệ quả .....................................................................................................47 3.1.3. Thảo luận ........................................................................ ...