Разработка метода изготовления и исследование процессов формирования структур с барьерами Шоттки PtSi/поли-Si для болометрических ИК приемников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Чиж Кирилл Всеволодович

• Чиж Кирилл Всеволодович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Чиж Кирилл Всеволодович

Оглавление

Введение

Актуальность темы исследования и степень ее проработанности

Цели и задачи работы

Обзор современного состояния исследований и разработок

Процессы, происходящие во время роста пленок кремния на диэлектрических

подложках 81зК4/8102/е-81

Процессы формирования структуры PtxSi/поли-Si на тонких пленках поли-Б1

Формирование диода Шоттки Р^/поли^

Нанесение поглощающего покрытия

Теоретическая и практическая значимость работы

Методология и методы исследования

Основные положения, выносимые на защиту

Достоверность и апробация результатов

Реализация результатов работы

Глава 1. Исследование физических процессов, происходящих при нанесении пленки Si на слой Si3N4 и влияющих на технологические режимы изготовления

болометрических структур

Изготовление образцов с пленками кремния

Подготовка подложек перед нанесением кремния

Исследование однородности температуры по поверхности образца при

нанесениях

Нанесение пленок кремния на диэлектрические подложки

Подготовка поверхности подложек монокристаллического кремния

Нанесение пленок кремния на подложки монокристаллического кремния

Структурный анализ пленок кремния на диэлектрических подложках

Исследование характеристик пленок кремния методом ИК Фурье-

спектроскопии

Исследование характеристик пленок кремня методом комбинационного

рассеяния света

Нанесение пленок Ое на поверхность Б13К4

Выводы к главе

Глава 2. Процессы формирования структуры PtrSi/поли-Si на тонких пленках поли^ при различных температурах термообработки для создания термочувствительных элементов микроболометрических приемников излучения

Изготовление структур Pt/поли-Si

Исследование структур Pt/поли-Si методом рентгеновской фотоэлектронной

спектроскопии

Исследование структур Pt/поли-Si методом ПЭМ

Исследование структур Pt/поли-Si методом рентгеновской дифрактометрии 82 Сопоставление результатов, полученных методами РФЭС, ПЭМ ВР и

рентгеновской дифрактометрии

Сравнение с монокристаллическим кремнием

Выводы к главе

Глава 3. Разработка методов изготовления и исследование структур с барьерами

Шоттки Г^у/поли^Т

Изготовление диодов Шоттки на основе структуры PtxSiy/поли-Si:P

Исследование просвечивающей электронной микроскопией структур PtxSiy/поли-Si:P

Исследование методом рентгеновской дифрактометрии структур Р^%/поли-

Si:P

Исследование методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии структур Р1^/поли^:Р изготовленных по стандартному КМОП процессу

Вольтамперные характеристики диодов Шоттки PtSi/поли-Si:P

Температурные характеристики диодов Шоттки PtSi/поли-Si:P

Выводы к главе

Глава 4. Поглощающее покрытие из углеродных нанотрубок

Подготовка образцов МУНТ

Исследование пленок МУНТ методом ПЭМ

Исследования пленок МУНТ методом СЭМ

Измерение толщины пленок МУНТ методом АСМ

Исследование оптических свойств МУНТ методом ИК Фурье-спектроскопии

Выводы к главе

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода изготовления и исследование процессов формирования структур с барьерами Шоттки PtSi/поли-Si для болометрических ИК приемников»

Введение

Начиная с 19 века ученые пытались создать эффективный болометрический приемник теплового излучения [1,2], но качественный скачек в разработке недорогих тепловых болометрических приемников произошел за последние два десятилетия вследствие бурного развития микроэлектроники, что привело к созданию недорогих и доступных широкому кругу пользователей неохлаждаемых ИК матриц. В настоящее время широко применяется два типа болометрических матриц: матрицы на основе терморезисторов из оксида ванадия (УлО) и матрицы на основе терморезисторов из аморфного кремния (а^:И) - и, как следствие, процессы их изготовления наиболее распространены при производстве болометрических матриц. Следует отметить, что совместимость с КМОП процессами массового производства микросхем является важным преимуществом материала датчика температуры, являющегося основным элементом неохлаждаемых болометрических ИК матриц, поскольку КМОП-совместимый производственный процесс значительно снижает себестоимость производства матриц и удешевляет массовое производство приборов на их основе. Болометрические матрицы, основанные на технологии а^:И, совместимы с КМОП технологией, что делает эти приборы весьма конкурентоспособными на рынке ИК-техники. Другой тип КМОП-совместимых ИК-сенсоров основан на термисторах из поликристаллических твердых растворов SiЛGe>,; они демонстрируют высокие чувствительность и однородность элементов матрицы [3]. Однако из-за сложной технологии изготовления в настоящее время они не используются для коммерческого производства ИК-матриц и приборов на их основе.

Актуальность темы исследования и степень ее проработанности

В настоящее время важной технологической задачей является снижение себестоимости производства матричных фотоприемных устройств (МФПУ) в сочетании с возможностью их массового производства. Решение этой задачи радикально снизит цены на тепловизионные системы на рынке и расширит область их применения. Один из перспективных подходов к решению этой задачи заключается в разработке недорогих диодных МФПУ, производимых по технологии совместимой с КМОП процессами. У такого типа болометрических датчиков есть много потенциальных преимуществ по сравнению с терморезистивной технологией, например, меньший размер пикселя при той же чувствительности, возможность увеличения чувствительности за счет использования нескольких диодов в одном пикселе, высокая однородность параметров диодов (пикселей), высокая стабильность и низкий уровень шума. Такие приборы имеют значительно меньшее энергопотребление и, следовательно, демонстрируют меньший нагрев чувствительного элемента. В зависимости от поставленной задачи диодные МФПУ могут использоваться в различных режимах работы: постоянном или импульсном режиме, в режиме постоянного тока или постоянного напряжения, при прямом или обратном смещении диодов. Одно из основных достоинств таких приборов - более простая интеграция в стандартный КМОП-процесс.

Некоторое время назад был разработан новый класс неохлаждаемых микроболометрических ИК-фотоприемников, в которых в качестве датчиков температуры использовались кремниевые диоды, изготовленные по технологии «кремний на изоляторе» (КНИ) [3]. В настоящее время формат этих МФПУ достигает 2-х мегапикселей [3]; их эквивалентная шумовая разница температур (ЭШТ) составила 60 мК при частоте кадров 15 Гц и /-числе 1, что является

хорошей чувствительностью для неохлаждаемых МФПУ большого формата. Недавно были продемонстрированы МФПУ на основе КНИ-диодов с ЭШТ равной 21 мК (при / /1 и частоте кадров 30 Гц) и неохлаждаемая инфракрасная камера на их основе с такими же параметрами [4]. Эти достижения дали толчок к поиску простых КМОП-совместимых технологических решений на основе диодных болометров, которые подходили бы для массового производства недорогих ИК МФПУ с показателями ЭШТ (0,1 - 0,02 К), подходящими для различных применений в гражданской, медицинской, промышленной и военной технике [5-8]. Возможное перспективное решение состоит в использовании барьеров Шоттки металл/поли^ для формирования датчиков температуры на мембранах в болометрических приемниках [8]. В работе [9] был предложен вариант болометров с барьером Шоттки для высокочувствительных охлаждаемых тепловых детекторов.

В работе [10] диссертантом в соавторстве с коллегами из ИОФ РАН был предложен вариант чувствительного элемента на основе диодов Шоттки Мл^/поли^, сформированных на легированных фосфором поликристаллических пленках кремния. В работе получены результаты, позволяющие рассматривать данную технологию как перспективную альтернативу КНИ-диодам монолитных неохлаждаемых микроболометрических МФПУ. Структуры на основе диодов Шоттки М^/поли^ имеют абсолютные значения температурных коэффициентов напряжения и тока 0,6% / С для прямого смещения и около 2,5% / С при обратном смещении диодов. Отметим, что исследованные диоды были далеки от совершенства. Относительная простота изготовления, а также возможность каскадного включения диодов Шоттки для повышения температурной чувствительности элементов МФПУ и применение диодных структур ячеек МФПУ в качестве дополнительных

поглотителей падающего излучения являются практическими преимуществами использования диодов на основе М^/поли^.

Дальнейшее исследование диодов Шоттки в качестве термочувствительного элемента показало, что есть еще более подходящее решение. Например, использовать диоды Шоттки на основе PtSi / поли^ для регистрации температуры в ИК МФПУ. Помимо упомянутых выше преимуществ диодов Шоттки на основе М^/поли^ в качестве термочувствительного элемента, диод на основе PtxSi/поли-Si имеет еще одно неоспоримое преимущество - простоту интеграции технологического процесса формирования структуры PtxSi/поли-Si в стандартную КМОП-технологию производства СБИС [11] по аналогии с технологией монолитных PtSi/Si ИК МФПУ, хорошо развитой в промышленности [3,12-15].

Рассмотрим основные этапы формирования ячейки неохлаждаемого болометрического приемника на основе диода Шоттки PtxSi/поли-Si.

1. Нанесение слоев для формирования мембраны термочувствительного элемента МФПУ. Наиболее часто используются слои SiO2 и SiзN4.

2. Нанесение слоя поли^, на котором формируется диод Шоттки.

3. Нанесение слоя Pt для формирования барьера диода Шоттки.

4. Формирование диода Шоттки PtxSi/поли-Si методом термической обработки структуры Pt/поли-Si.

5. Формирование омических контактов к диоду Шоттки PtxSi/поли-Si.

6. Нанесение поглощающего слоя.

Наиболее важными являются процессы 2 - 4 и 6, которые подробно рассматриваются в данной работе.

В главе 1 рассмотрены процессы, происходящие при нанесении пленки поли-Si на слой SiзN4 сложной подложки SiзN4/SiO2/c-Si при различных температурах подложки.

В главе 2 изучен процесс формирования структуры Р^^поли^ при различных температурах термообработки (20 - 480°С) образцов Р1:/поли^.

В главе 3 подробно изучена структура Р1^/поли^ при формировании ячейки ИК МФПУ по стандартной КМОП технологии. Исследованы интерфейсный слой Р^^/поли^ и электрические свойства сформированного диода Шоттки на основе структуры Р^^поли^.

В главе 4 предложен простой метод формирования поглощающего покрытия на основе многостенных углеродных нанотрубок, а также проведена оценка поглощающей способности такого покрытия в диапазоне 2-14 мкм.

Цели и задачи работы

Целью диссертационной работы является исследование процессов и технологических основ формирования структур на основе силицидов Pt на тонких пленках кремния, выращенных на диэлектрических подложках SiзN4/Si02/c-Si, для создания диодов Шоттки и разработки на их основе неохлаждаемых диодных болометрических ячеек.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить процессы, происходящие во время роста пленок аморфного и поликристаллического кремния на подложках типа SiзN4/Si02/c-Si;

- изучить процессы формирования силицидов Pt на пленках поли^ц

- исследовать основные свойства полученных пленок силицидов Р^

- экспериментально исследовать параметры диодов Шоттки силицид Р^поли^ц

- разработать технологический маршрут создания болометрических ячеек на основе диодов Шоттки силицид Р^поли^ц

- разработать метод нанесения поглощающего покрытия и исследовать его оптические свойства.

Обзор современного состояния исследований и разработок

Работа разделена на 4 независимых исследования объединённых общей целью - разработка метода изготовления структур с барьерами Шоттки для болометрических ИК приемников:

- исследование процессов, происходящих во время роста пленок кремния на диэлектрических подложках SÍ3N4/SÍO2/C-SÍ и влияющих на технологические режимы изготовления болометрических структур;

- исследование процессов формирования структуры Р1^/поли^ на тонких пленках поли-Si;

- разработка процесса формирования диода Шоттки Р1^/поли^ и исследование характеристик изготовленного диода;

- разработка процесса нанесения и исследование свойств поглощающего покрытия.

Далее приводится обзор современного состояния исследований и разработок по каждой из тем.

Процессы, происходящие во время роста пленок кремния на диэлектрических подложках S¡3N4/SiO2/c-Si

Для формирования структуры Si3N4/SiO2/c-Si, представляющей собой несущую конструкцию мембраны болометрической ячейки, на термически окисленную кремниевую подложку наносится слой нитрида кремния. Наиболее часто пленки Sí3N4 наносят методами химического осаждения из газовой фазы при пониженном давлении (low pressure chemical vapor deposition - LPCVD) с

термическим или с плазмохимическим разложением (plasma enhanced chemical vapor deposition - PECVD) азотсодержащих компонентов. Применение любого из этих методов приводит к получению пленок, насыщенных атомами водорода. Концентрация атомов водорода в пленках PECVD может достигать 25%, а в пленках LPCVD - 8% [16-19]. Такие концентрации водорода могут существенно влиять на свойства пленок а-Si и поли-Si, выращенных на поверхности сложной подложки Si3N4/SiO2/c-Si, из-за десорбции водорода из пленки Si3N4 во время и после нанесения слоев кремния. Однако изучение диффузии водорода в таких структурах осложняется тем, что слои Si3N4 и а-Si (поли-Si) гидрированны, и атомы водорода могут свободно перемещаться между слоями. Для подробного исследования процессов, происходящих при низкотемпературном росте пленок кремния на многослойной подложке Si3N4/SiO2/c-Si, требуется нанесение негидрированных пленок а-Si и поли-Si из молекулярных пучков в условиях сверхвысокого вакуума (СВВ). Принимая во внимание вышесказанное, можно предположить, что в структуре пленка-Si/Si3N4/SiO2/c-Si слой Si3N4 является источником атомов водорода для вышележащей пленки кремния, и при осаждении пленки Si из молекулярных пучков будет возможно подробнее изучить процессы диффузии атомов водорода в структуре пленка^^з^^Ю2/^ Si. Диффузия атомов водорода в слои a-Si и поли-Si из внешнего источника изучалась в работах [20-24]. При низких температурах процесса (250 - 450°C) в этих работах наблюдалась диффузия атомов водорода с энергией активации ~ 0,2 — 0,4 эВ. При низких температурах (Еа ~ 0,2 эВ) атомы водорода, диффундируя, пассивируют разорванные связи кремния, а когда температура поднимается выше 300°C, наблюдается диффузия атомов водорода через разрыв слабых связей Si - Si (Еа ~ 0,4 эВ). Исследование насыщения слоев кремния водородом при осаждении слоев Si3N4 методом PECVD показало, что атомы водорода диффундируют в c-Si на глубину 10 - 20 нм при температурах от 500

до 900°С, а предварительная обработка поверхности с^ в плазме МНз увеличивает концентрацию атомов водорода в слое с^ [23,24]. В рассмотренных выше работах не исследованы процессы, происходящие при температурах ниже 250°С, вследствие чего проведённые ранее исследования не дают полной физической картины диффузии водорода в пленках кремния.

Процессы формирования структуры PtxSi/поли-Si на тонких пленках поли-&

Установлено, что оптимальным платино-кремниевым соединением для промышленного применения является фаза PtSi, которая имеет лучшую термическую стабильность среди всех силицидов [3,12,25-27]. Как правило, структуры, содержащие PtSi, получают с помощью термической обработки слоев платины, нанесенных на поверхность кремния методом магнетронного распыления [28] или испарением платины электронным пучком в СВВ [29]. Однако известно, что вследствие обработки при температуре выше 450°С помимо моносилицида платины (PtSi) образуются также фазы Pt2Si и PtзSi; кроме того, после такой обработки остается частично непрореагировавшая платина [30]. В работе [31] было показано, что ступенчатая термообработка в диапазоне температур 200°- 550°С улучшает структурные и электрические свойства получаемых слоев силицида платины и барьеров на их основе. Следовательно, детальное изучение влияния температуры отжига на химический состав пленок, образующихся на границе раздела Р/поли^, представляет значительный научный и технологический интерес для понимания процессов образования силицидов платины при низких (до 600°С) температурах термообработки. Ранее некоторые исследовательские группы [32,33] изучали силициды платины на поли^. Однако в этих работах авторы использовали другие типы подложек ^Ю2, монокристаллический Si, сапфир, лангасит) [32]. Кроме того, нанесение

платины осуществлялось методом ионно-лучевого напыления [32]. В работе [33] было детально изучено образование силицидов платины на нелегированном аморфном Si. При этом фазовые превращения и интерфейсные слои технологически важных структур Pt/поли-Si, остались слабо изучены. Следует отметить, что пленки поли^ в таких структурах, легированы фосфором и расположены на сложных диэлектрических подложках SiзN4/SiO2/c-Si, используемых в технологии МЭМС, а пленки Pt нанесены магнетронным методом.

Формирование диода Шоттки PtxSi/поли-Si

Изготовление диодов Шоттки PtSi/моно-Si хорошо освоено в современной электронной промышленности [3,12,25-27], однако изготовление диодов Шоттки PtSi/поли-Si требует исследования процессов, происходящих при росте пленок кремния на SiзN4 , исследования формирования силицидов платины на поли^, детальной разработки технологического процесса изготовления такого рода структур, подбора параметров технологических процессов, разработки фотошаблонов, выбора материалов для формирования контактов.

Данные исследования выполнены в рамках настоящей диссертационной работы.

Нанесение поглощающего покрытия

Для увеличения чувствительности большинства болометрических приемников (исключение составляют однофотонные болометрические приемники на основе сверхпроводников [34]) необходимо эффективное поглощение фотонов в максимально широком спектре и преобразование их

энергии в тепло. При этом на поглотитель налагается ряд конкурирующих ограничений.

1. Поглотитель должен иметь минимальную массу для уменьшения теплоемкости системы и, как следствие, сокращения времени отклика.

2. Поглотитель должен обеспечивать минимальный объем для уменьшения габаритных размеров пикселя и, как следствие, увеличение коэффициента заполнения многоэлементных приемников.

3. Поглотитель должен иметь широкий спектр поглощения, что позволит создавать мультиспектральные системы регистрации излучения.

4. Коэффициент поглощения должен быть близким к 1 и равномерным во всем спектральном диапазоне, что увеличит квантовую эффективность приборов.

Из перечисленного видно, что требования 1, 2 и 3, 4 противоречат друг другу, и создание идеального поглощающего покрытия невозможно. Поэтому основные усилия ученых направлены на поиск материалов, частично удовлетворяющих этим условиям в зависимости от требуемой задачи. Для неохлаждаемых болометрических приемников ИК диапазона чаще всего выбирают длинноволновый ИК диапазон (8 - 14 мкм) и реже средневолновый ИК диапазон (3-8 мкм), поскольку в этих диапазонах лежат два окна прозрачности атмосферы (рисунок 1) которые в зависимости от состояния атмосферы (влажности, запыленности или задымленности) обеспечивают наибольшие дальности обнаружения целей. В видимом и коротковолновом ИК диапазоне (1 - 3 мкм) существуют эффективные фотонные приемники. В дальнем ИК диапазоне 14 - 1000 мкм обычно применяют фотонные приемники глубокого охлаждения и приемники прямого детектирования.

Длина волны, мкм

Рисунок 1 - Пропускание атмосферы вблизи поверхности Земли; розовым и красным цветом выделены спектры пропускания в средневолновом и длинноволновом ИК диапазонах соответственно.

Одним из перспективных материалов для поглощающих покрытий в диапазоне 3 - 14 мкм является углеродные нанотрубки (УНТ). УНТ обладают малой массой, сильноразветвлённой поверхностью, что увеличивает эффективную площадь поглощения при меньшем объеме, и высоким коэффициентом поглощения [35]. Можно предположить, что тонкие пленки УНТ могут оказаться наилучшим поглощающим материалом для неохлаждаемых болометрических приемников. Однако остается ряд нерешенных задач, таких как нанесение тонких пленок УНТ на диэлектрические подложки, измерение толщины нанесенного покрытия, измерение поглощения пленок УНТ в диапазоне 2 - 14 мкм.

Из научных работ можно заключить, что наиболее высоким уровнем поглощения оптического излучения обладают массивы вертикально ориентированных УНТ [36]. Эта особенность позволяет рассматривать подобный материал в качестве поглотителя в приемниках ИК излучения [37], как материал для покрытия модели черного тела [36,38], для солнечной энергетики и т.д. Коэффициент поглощения таких материалов может достигать 0,98-0,99 в

диапазоне длин волн от 0,2 до 200 мкм [36], при этом толщина поглощающего слоя достигает 500 мкм. Важно отметить, что для достижения таких коэффициентов поглощения массивы трубок должны преимущественно состоять из одностенных УНТ (ОУНТ), получение которых в промышленных масштабах затруднено. Это обстоятельство заставляет нас рассмотреть другие варианты УНТ, такие как многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ).

В большинстве научных работ рассматриваются оптические свойства ОУНТ [39-44]. Их параметры наиболее просто поддаются моделированию в отличие от многостенных УНТ (МУНТ), свойства которых определяются взаимодействием всех отдельных оболочек, имеющих различную структуру.

В работе [45] представлены спектры пропускания МУНТ в диапазонах от 0,3 до 2 мкм и от 2 до 400 мкм при нормальном падении излучения, однако вопрос рассеяния падающего излучения в пленках не был затронут. В работе [46] были измерены спектры отражения МУНТ в диапазоне (0,3 - 7) мкм при зеркальном отражении и полном отражении с помощью интегрирующей сферы в диапазоне (0,3 - 2) мкм. В работе [47] авторы измеряли поглощение пленки МУНТ толщиной около 16 мкм при помощи метода нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) в диапазоне (2,5 - 22,5) мкм. Пленка осаждалась на кремниевую подложку со слоями 300 нм SiO2 и 5 нм Fe. В данной работе обсуждалась относительно толстая (16 мкм) пленка УНТ, нанесенная на металлическую пленку, и не рассмотрена зависимость толщины пленки УНТ на поглощающую способность.

Результаты приведенных выше работ позволяют рассматривать МУНТ в качестве перспективного материала для создания поглощающих пленок, однако дают только качественное представление о достижимых значениях поглощающей способности.

Для получения поглощающего покрытия важнейшую роль играют методы нанесения пленок УНТ. Поскольку поглощающее покрытие наносится после формирования схемы считывания болометрической ИК матрицы, то высокотемпературные методы прямого синтеза МУНТ непосредственно на подложке не рассматривались. Как наиболее подходящая методика для решения этой задачи была выбрана техника нанесения суспензии УНТ на подложку с последующей сушкой. Самыми распространенными методами этого направления являются вакуумная фильтрация [48,49], нанесение погружением [50], центрифугирование [51], нанесение распылением [52,53], чернильная печать [54,55] и метод Ленгмюра-Блоджетт [56]. Каждый метод имеет свои достоинства и недостатки. Так, метод нанесения погружением, как и метод Ленгмюра-Блоджетт, позволяет получить ровные однородные пленки УНТ, однако для получения достаточной толщины покрытия необходимо повторение цикла нанесения десятки, а то и сотни раз, что существенно замедляет процесс изготовления пленки [52,56]. Общим недостатком методов чернильной печати и центрифугирования является так называемый эффект «кофейного кольца», при котором поверхностное натяжение капель суспензии приводит к агрегированию УНТ и формированию сильно неоднородного покрытия [55]. Кроме того, при нанесении методом центрифугирования, расходуется большое количество суспензии УНТ, так как лишь малая часть нанотрубок оседает на подложке, а большинство уносится вместе с растворителем [51].

Таким образом, диссертантом в соавторстве с коллегами из ИНМЭ РАН был предложен наиболее простой и дешевый способ нанесения УНТ методом распыления суспензии УНТ на вращающуюся подложку.

Теоретическая и практическая значимость работы

В ходе выполнения работы было получено 2 патента и опубликовано 10 статей. Ниже приведены основные научные и практические результаты.

Теоретическая и практическая значимость результатов работы состоит в следующем:

1. Определена минимальная температура уверенного роста поликристаллической пленки кремния на подложке Si3N4 для последующего низкотемпературного формирования структур с барьерами Шоттки непосредственно на схеме считывания сигналов болометрических ячеек.

2. Обнаружена и исследована встречная низкотемпературная диффузия атомов водорода из пленки Si3N4 в пленку кремния и атомов кремния в слой Si3N4 при осаждении кремния. Было установлено, что при температурах выше 300°С атомы водорода полностью дисорбируются из пленки кремния, не требуя дополнительных высокотемпературных отжигов, а следовательно, не могут влиять на свойства структур с барьерами Шоттки, формируемых при более высоких температурах в предлагаемом методе изготовления болометрических ячеек.

3. Исследован процесс формирования силицидов Pt на легированном фосфором поли^ при температурах от 25 до 500°. Обнаружены отличия кинетики процессов формирования силицидов платины на поли^ и моно-Б1. Установлено, что при нанесении тонкой пленки Pt на легированный поли-Б1 формирование силицидов платины начинается с фаз PtзSi и Pt2Si.

4. Установлено, что при температуре отжига выше 480° происходит полный переход фаз PtзSi и Pt2Si в фазу PtSi, что позволяет формировать стабильные структуры с барьерами Шоттки на поли^ при минимальной температуре термообработки.

5. Установлено, что пленки МУНТ могут применяться в качестве эффективного поглощающего покрытия при изготовлении болометрических

приемников ИК излучения. Пленки МУНТ толщиной до 1,2 мкм, имеют равномерный коэффициент поглощения, превышающий 0,5, в диапазоне 217 мкм.

Практическая значимость результатов работы определяется следующим:

1. Разработан процесс формирования тонких пленок силицидов платины на слое легированного поликристаллического кремния при различных температурах термообработки для создания термочувствительных элементов микроболометрических приемников излучения.

2. Разработан процесс формирования диода Шоттки PtSi/поли-Si методом магнетронного распыления платины на поверхность пленки поли^ и последующего равновесного отжига. Показано, что величина температурного коэффициента напряжения такого диода при Т ~ 300 К и прямом токе через барьер, составляет ~ 2%/К.

3. Разработана конструкция микроболометрических элементов на основе диодов Шоттки для изготовления фотоприемников по стандартной кремниевой технологии. Определено, что изготовленные образцы диодных микроболометров с размерами 50^50 мкм и одним термодиодом имеют температурный коэффициент напряжения ~ 2%/К.

4. Разработаны методики нанесения, измерения толщины и оценки спектрального коэффициента поглощения пленок на основе многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ), позволяющие получать болометрические ячейки с равномерным коэффициент поглощения более 0,5 в диапазоне 2-17 мкм.

5. Разработанный метод изготовления микроболометрических элементов на основе диодов Шоттки и методика нанесения пленок на основе МУНТ могут быть применены для создания конструкции и технологии серийного производства на предприятиях РФ недорогих монолитных микроболометрических матричных ИК детекторов.

Методология и методы исследования

В работе применяются современные методы изучения поверхности, такие как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, сканирующая электронная микроскопия, атомно силовая микроскопия, рентгеновская дифрактометрия, дифракция быстрых отраженных электронов, спектроскопия комбинационного рассеяния света. Для анализа внутренних слоев сложной многослойной структуры применялся метод просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Анализ процессов, происходящих внутри пленок, проводился методом ИК Фурье-спектроскопии в вакууме. Анализ электрических и температурных характеристик проводился стандартными методами и приборами (вольтметры, термопары, термостаты). Для анализа оптических свойств пленок УНТ применялся метод ИК Фурье-спектроскопии. Для бесконтактного измерения температуры применялся ИК пирометр.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чиж Кирилл Всеволодович, 2023 год

Список литературы

1. Langley S.P. The actinic balance // Am. J. Sci. 1881. Vol. s3-21, № 123. P. 187-198.

2. Langley S.P. The bolometer // Am. J. Sci. 1898. Vol. 5, № 28. P. 241-245.

3. Kimata M. Silicon infrared focal plane arrays // Handbook of Infra-red Detection Technologies. Elsevier, 2002. P. 353-392.

4. Kibe M. et al. SOI-Diode TEC-less uncooled infrared micro-camera // IEEJ Trans. Fundam. Mater. 2009. Vol. 129, № 11. P. 746-750.

5. Neuzil P. et al. Micromachined bolometer with single-crystal silicon diode as temperature sensor // IEEE Electron Device Lett. 2005. Vol. 26, № 5. P. 320322.

6. Tezcan D.S., Eminoglu S., Akin T. A low-cost uncooled infrared microbolometer detector in standard CMOS technology // IEEE Trans. Electron Devices. 2003. Vol. 50, № 2. P. 494-502.

7. Yuryev V.A. et al. Bolometer detector of radiation. 2008.

8. Yuryev V.A. et al. Bolometer detector of radiation. 2009.

9. Shepherd F.D., Murguia J.E. Application of Schottky barrier bolometer arrays to cooled sensors // Infrared Technology and Applications XXVI. Proc. SPIE, 2000. Vol. 4130, № 15. P. 86.

10. Chizh K. V. et al. Metal silicide/poly-Si schottky diodes for uncooled microbolometers // Nanoscale Res. Lett. 2013. Vol. 8, № 1. P. 1-8.

11. Chizh K. V. et al. Morphology and Electrophysical Properties of Nanostructures Based on Platinum and Nickel Silicides Formed on Amorphous and Nanocrystalline Silicon // in XII International Conference on Nanostructured Materials (NANO 2014), 13-18 July 2014. Moscow, 2014. P. 4778.

12. Murarka S.P. Silicides For VLSI Applications // Solid State Technology.

Academic Press: New York, 1983. Vol. 26, № 11. 204 p.

13. Rogalski A. History of infrared detectors // Opto-electronics Rev. 2012. Vol. 20, № 3. P. 279-308.

14. Voitsekhovskii A. V. et al. Photoelectric properties of photodetectors based on silicon-platinum silicide schottky barriers with a highly-doped surface layer // Russ. Phys. J. 2001. Vol. 44, № 11. P. 1139-1151.

15. Voitsekhovskii A. V. et al. Silicon-platinum silicide schottky barriers with a highly-doped surface layer // Russ. Phys. J. 2001. Vol. 44, № 8. P. 794-805.

16. Paduschek P., Eichinger P. Quantitative determination of hydrogen in siliconnitride films using proton-proton scattering // Appl. Phys. Lett. 1980. Vol. 36, № 1. P. 62-63.

17. Chernov I.P. et al. Hydrogen determination in silicon nitride films by the nuclear recoil method // Thin Solid Films. 1982. Vol. 88, № 1. P. 49-54.

18. Peercy P.S. et al. Hydrogen concentration profiles and chemical bonding in silicon nitride // J. Electron. Mater. 1979. Vol. 8, № 1. P. 11-24.

19. Stein H.J. Hydrogen content and annealing of memory quality silicon-oxynitride films // J. Electron. Mater. 1976. Vol. 5, № 2. P. 161-177.

20. Nakamura M. et al. Hydrogenation kinetics and defect termination of post-plasma-treated chemical-vapor-deposited amorphous silicon film // J. Appl. Phys. 1989. Vol. 65, № 8. P. 3061-3068.

21. Nickel N.H., Johnson N.M., Jackson W.B. Hydrogen passivation of grain boundary defects in polycrystalline silicon thin films // Appl. Phys. Lett. 1993. Vol. 62, № 25. P. 3285-3287.

22. Scheller L.-P. et al. Hydrogen passivation of polycrystalline silicon thin films // J. Appl. Phys. 2012. Vol. 112, № 6. P. 063711.

23. Boehme C., Lucovsky G. H loss mechanism during anneal of silicon nitride: Chemical dissociation // J. Appl. Phys. 2000. Vol. 88, № 10. P. 6055-6059.

24. Kleekajai S. et al. Infrared study of the concentration of H introduced into Si by the postdeposition annealing of a SiNx coating // J. Appl. Phys. 2009. Vol. 106, № 12. P. 123510.

25. Murarka S.P. Silicide thin films and their applications in microelectronics // Intermetallics. 1995. Vol. 3, № 3. P. 173-186.

26. Voitsekhovskii A. V. et al. Photoelectric Properties of Photodetectors Based on Silicon-Platinum Silicide Schottky Barriers with a Highly-Doped Surface Layer // Russ. Phys. J. 2001 4411. 2001. Vol. 44, № 11. P. 1139-1151.

27. Solt K. et al. PtSi-n-Si Schottky-barrier photodetectors with stable spectral responsivity in the 120-250 nm spectral range // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 69, № 24. P. 3662.

28. Murarka S.P. et al. High temperature stability of PtSi formed by reaction of metal with silicon or by cosputtering // J. Appl. Phys. 1983. Vol. 54, № 12. P. 6943-6951.

29. Gaiduk P.I., Nylandsted Larsen A. Platinum-silicide formation during rapid thermal annealing: Dependence on substrate orientation and pre-implanted impurities // Appl. Phys. A Solids Surfaces. 1991. Vol. 53, № 2. P. 168-171.

30. Nava F. et al. The oxygen effect in the growth kinetics of platinum silicides // J. Appl. Phys. 1981. Vol. 52, № 11. P. 6641-6646.

31. Komarov F. et al. Low temperature formation of platinum silicide for Shottky diodes contact layer // 9th International Conference "Interaction of Radiation with Solids." Minsk, 2011. P. 367.

32. Fryer R.T., Lad R.J. Synthesis and thermal stability of Pt3Si, Pt2Si, and PtSi films grown by e-beam co-evaporation // J. Alloys Compd. 2016. Vol. 682. P. 216-224.

33. Streller F. et al. Novel Metal Silicide Thin Films by Design via Controlled Solid-State Diffusion // Chem. Mater. 2015. Vol. 27, № 12. P. 4247-4253.

34. Zadeh I.E. et al. Superconducting nanowire single-photon detectors: A perspective on evolution, state-of-the-art, future developments, and applications // Appl. Phys. Lett. 2021. Vol. 118, № 19. P. 190502.

35. Lehman J. et al. Very Black Infrared Detector from Vertically Aligned Carbon Nanotubes and Electric-Field Poling of Lithium Tantalate // Nano Lett. 2010. Vol. 10, № 9. P. 3261-3266.

36. Mizuno K. et al. A black body absorber from vertically aligned single-walled carbon nanotubes // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009. Vol. 106, № 15. P. 6044-6047.

37. Zhang M. et al. Large-Area and Broadband Thermoelectric Infrared Detection in a Carbon Nanotube Black-Body Absorber // ACS Nano. 2019. Vol. 13, № 11. P. 13285-13292.

38. Lin A. et al. An ultra-compact blackbody using electrophoretic deposited carbon nanotube films // RSC Adv. 2018. Vol. 8, № 7. P. 3453-3461.

39. Sood A.K. et al. Design and development of carbon nanostructure-based microbolometers for IR imagers and sensors // Micro- Nanotechnol. Sensors, Syst. Appl. II. 2010. Vol. 7679, № April 2018. P. 76791Q.

40. Hu L., Hecht D.S., Grüner G. Infrared transparent carbon nanotube thin films // Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 94, № 8. P. 81103.

41. Maine S. et al. Complex optical index of single wall carbon nanotube films from the near-infrared to the terahertz spectral range // Appl. Opt. 2012. Vol. 51, № 15. P. 3031-3035.

42. Lehman J.H. et al. Single-wall carbon nanotube coating on a pyroelectric detector // Appl. Opt. 2005. Vol. 44, № 4. P. 483-488.

43. Ruzicka B. et al. Optical and dc conductivity study of potassium-doped singlewalled carbon nanotube films // Phys. Rev. B - Condens. Matter Mater. Phys. 2000. Vol. 61, № 4. P. R2468-R2471.

44. Koechlin C. et al. Potential of carbon nanotubes films for infrared bolometers // Quantum Sens. Nanophotonic Devices VIII. 2011. Vol. 7945. P. 794521.

45. W^sik M. et al. Ultraviolet to far-infrared transmission properties of thin film multi-walled carbon nanotube random networks // J. Mater. Sci. 2017. Vol. 52, № 6. P. 3086-3094.

46. Kaul A.B. et al. Ultra-High Optical Absorption Efficiency from the Ultraviolet to the Infrared Using Multi-Walled Carbon Nanotube Ensembles // Small. 2013. Vol. 9, № 7. P. 1058-1065.

47. Majzlikova P. et al. Sensing properties of multiwalled carbon nanotubes grown in MW plasma torch: Electronic and electrochemical behavior, Gas sensing, Field emission, IR absorption // Sensors (Switzerland). 2015. Vol. 15, № 2. P. 2644-2661.

48. Hecht D.S. et al. High conductivity transparent carbon nanotube films deposited from superacid // Nanotechnology. 2011. Vol. 22, № 7. P. 075201.

49. Wu Z. et al. Transparent, conductive carbon nanotube films // Science (80-. ). 2004. Vol. 305, № 5688. P. 1273-1276.

50. He Y. et al. A novel strategy for high-performance transparent conductive films based on double-walled carbon nanotubes // Chem. Commun. 2017. Vol. 53, № 20. P. 2934-2937.

51. Farbod M., Zilaie A., Kazeminezhad I. Carbon nanotubes length optimization for preparation of improved transparent and conducting thin film substrates // J. Sci. Adv. Mater. Devices. 2017. Vol. 2, № 1. P. 99-104.

52. Song Y. Il et al. Flexible transparent conducting single-wall carbon nanotube film with network bridging method // J. Colloid Interface Sci. 2008. Vol. 318, № 2. P. 365-371.

53. Azoubel S., Cohen R., Magdassi S. Wet deposition of carbon nanotube black coatings for stray light reduction in optical systems // Surf. Coatings Technol.

2015. Vol. 262. P. 21-25.

54. Small W.R., In Het Panhuis M. Inkjet printing of transparent, electrically conducting single-walled carbon-nanotube composites // Small. 2007. Vol. 3, № 9. P. 1500-1503.

55. Shimoni A., Azoubel S., Magdassi S. Inkjet printing of flexible highperformance carbon nanotube transparent conductive films by "coffee ring effect" // Nanoscale. 2014. Vol. 6, № 19. P. 11084-11089.

56. Massey M.K. et al. The electrical and optical properties of oriented Langmuir-Blodgett films of single-walled carbon nanotubes // Carbon N. Y. 2011. Vol. 49, № 7. P. 2424-2430.

57. Chizh K. V. et al. The growth of Si films on the SiO2/Si3N4 dielectric layer and the formation of Pt silicides on poly-Si at low substrate temperatures // RCEM-2018. Chernogolovka, 2018. P. 418-419.

58. Chizh K. V. et al. Diffusion of hydrogen atoms in silicon layers deposited from molecular beams on dielectric substrates // Mater. Sci. Semicond. Process. 2019. Vol. 99, № January. P. 78-84.

59. Storozhevykh M.S. et al. Silicon-germanium and platinum silicide nanostructures for silicon based photonics // Nanotechnology VIII. Proc. SPIE, 2017. Vol. 10248. 1024800 p.

60. Arapkina L. V. et al. Diffusion processes in germanium and silicon films grown on Si3N4 substrates // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2021. Vol. 230. P. 111231.

61. ЧИЖ К.В. et al. СТРУКТУРЫ PtSi/ПОЛИ-Si ДЛЯ ИК-ПРИЁМНИКОВ: ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗГОТОВЛЕНИЯ // Автометрия. 2022. Vol. 58, № 6. P. 79-89.

62. Arapkina L. V. et al. Phase transition between (2 x 1) and c(8 x 8) reconstructions observed on the Si(001) surface around 600°C // JETP Lett. 2010. Vol. 92, № 5. P. 310-314.

63. Arapkina L. V., Yuryev V.A. Nucleation of Ge clusters at high temperatures on Ge/Si(001) wetting layer // J. Appl. Phys. 2012. Vol. 111, № 9. P. 094307.

64. Yuryev V.A., Arapkina L. V. Ge quantum dot arrays grown by ultrahigh vacuum molecular-beam epitaxy on the Si(001) surface: nucleation, morphology, and CMOS compatibility // Nanoscale Res. Lett. 2011. Vol. 6, № 1. P. 522.

65. Arapkina L. V. et al. Phase transition on the Si(001) clean surface prepared in UHV MBE chamber: a study by high-resolution STM and in situ RHEED // Nanoscale Res. Lett. 2011. Vol. 6, № 1. P. 218.

66. Arapkina L. V. et al. Phase transition between (2 x 1) and c(8 x 8) reconstructions observed on the Si(001) surface around 600°C // JETP Lett. 2010. Vol. 92, № 5. P. 310-314.

67. Balashev V. V. et al. Effect of oxygen pressure on the texture of a magnetite film grown by reactive deposition on a Si02/Si(001) surface // Phys. Solid State. 2015. Vol. 57, № 12. P. 2532-2537.

68. Drotar J.T., Lu T.M., Wang G.C. Real-time observation of initial stages of copper film growth on silicon oxide using reflection high-energy electron diffraction // J. Appl. Phys. 2004. Vol. 96, № 12. P. 7071.

69. Davazoglou D., Vamvakas V.E. Arrangement of Si and O Atoms in Thermally Grown SiO2 Films // J. Electrochem. Soc. 2003. Vol. 150, № 5. P. F90.

70. Vamvakas V.E., Davazoglou D. Comparison of FTIR Transmission Spectra of Thermally and LPCVD Si02 Films Grown by TEOS Pyrolysis // J. Electrochem. Soc. 2004. Vol. 151, № 5. P. F93.

71. Taft E.A. Characterization of Silicon Nitride Films // J. Electrochem. Soc. 1971. Vol. 118, № 8. P. 1341.

72. Vorsina I.A. et al. Mechanochemical Interaction of Silicon Dioxide with Organic Acids // Chem. Sustain. Dev. 2011. Vol. 19. P. 447-455.

73. Moore C. et al. Study of structure and quality of different silicon oxides using FTIR and Raman microscopy // Opto-Ireland 2002: Optics and Photonics Technologies and Applications / ed. Glynn T.J. Proc. SPIE, 2003. Vol. 4876. P. 1247.

74. Lippincott E.R. et al. Infrared studies on polymorphs of silicon dioxide and germanium dioxide // J. Res. Natl. Bur. Stand. (1934). 1958. Vol. 61, № 1. P. 61.

75. Lanford W.A., Rand M.J. The hydrogen content of plasma-deposited silicon nitride // J. Appl. Phys. 1978. Vol. 49, № 4. P. 2473.

76. Lucovsky G. et al. Nitrogen-bonding environments in glow-discharge— deposited a-Si:H films // Phys. Rev. B. 1983. Vol. 28, № 6. P. 3234.

77. Temple P.A., Hathaway C.E. Multiphonon Raman Spectrum of Silicon // Phys. Rev. B. 1973. Vol. 7, № 8. P. 3685.

78. Brodsky M.H., Cardona M., Cuomo J.J. Infrared and Raman spectra of the silicon-hydrogen bonds in amorphous silicon prepared by glow discharge and sputtering // Phys. Rev. B. 1977. Vol. 16, № 8. P. 3556.

79. Dash W.C., Newman R. Intrinsic Optical Absorption in Single-Crystal Germanium and Silicon at 77°K and 300°K // Phys. Rev. 1955. Vol. 99, № 4. P. 1151.

80. Yoo W.S. et al. Raman Characterization of Poly-Si Channel Materials for 3D Flash Memory Device Applications // ECS Trans. 2014. Vol. 61, № 3. P. 55-61.

81. Ling Z.P. et al. Detailed Micro Raman Spectroscopy Analysis of Doped Silicon Thin Film Layers and Its Feasibility for Heterojunction Silicon Wafer Solar Cells // J. Mater. Sci. Chem. Eng. 2013. Vol. 1, № 5. P. 1-14.

82. Droz C. et al. Relationship between Raman crystallinity and open-circuit voltage in microcrystalline silicon solar cells // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2004. Vol. 81, № 1. P. 61-71.

83. Das D., Patra C. Maintaining significant ultra-nanocrystallinity in electrically conducting boron doped silicon thin layers for solar cells // AIP Conf. Proc. 2018. Vol. 1942, № 1. P. 080068.

84. Becker C. et al. Microstructure and photovoltaic performance of polycrystalline silicon thin films on temperature-stable ZnO:Al layers // J. Appl. Phys. 2009. Vol. 106, № 8. P. 084506.

85. Richter H., Wang Z.P., Ley L. The one phonon Raman spectrum in microcrystalline silicon // Solid State Commun. 1981. Vol. 39, № 5. P. 625-629.

86. Iqbal Z. et al. Raman scattering from small particle size polycrystalline silicon // Solid State Commun. 1981. Vol. 37, № 12. P. 993-996.

87. Beyer W. Hydrogen effusion: a probe for surface desorption and diffusion // Hydrogen in Semiconductors / ed. Stutzmann M., Chevallier J. Elsevier, 1991. P. 105-114.

88. Robertson J. Defects and hydrogen in amorphous silicon nitride // Philos. Mag. B. 1994. Vol. 69, № 2. P. 307-326.

89. Street R.A. Hydrogen chemical potential and structure of a -Si:H // Phys. Rev. B. 1991. Vol. 43, № 3. P. 2454-2457.

90. Santos P. V. et al. Hydrogen migration and electronic carriers in a -Si:H // Phys. Rev. B. 1993. Vol. 47, № 16. P. 10244-10260.

91. Van De Walle C.G., Street R.A. Silicon-Hydrogen Bonding and Hydrogen Diffusion in Amorphous Silicon // MRS Proc. 1995. Vol. 377, № 1. P. 389.

92. Jackson W.B., Tsai C.C. Hydrogen transport in amorphous silicon // Phys. Rev. B. 1992. Vol. 45, № 12. P. 6564-6580.

93. Beyer W. Diffusion and evolution of hydrogen in hydrogenated amorphous and microcrystalline silicon // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2003. Vol. 78, № 1-4. P. 235-267.

94. Beyer W. Hydrogen incorporation, stability, and release effects in thin film

silicon // Phys. status solidi. 2016. Vol. 213, № 7. P. 1661-1674.

95. Cova P. et al. A method for the analysis of multiphase bonding structures in amorphous SiOxNy films // J. Appl. Phys. 2005. Vol. 97, № 7. P. 073518.

96. Zhang P. et al. The role of N-Si-O bonding configurations in tunable photoluminescence of oxygenated amorphous silicon nitride films // Appl. Phys. Lett. 2015. Vol. 106, № 23. P. 231103.

97. Naskar S. et al. Verification of the O-Si-N complex in plasma-enhanced chemical vapor deposition silicon oxynitride films // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 87, № 26. P. 261907.

98. Sekine K. et al. Highly robust ultrathin silicon nitride films grown at low-temperature by microwave-excitation high-density plasma for giga scale integration // IEEE Trans. Electron Devices. 2000. Vol. 47, № 7. P. 1370-1374.

99. Yang G.R. et al. XPS and AFM study of chemical mechanical polishing of silicon nitride // Thin Solid Films. 1998. Vol. 333, № 1-2. P. 219-223.

100. Su R. et al. Synthesis and luminescent properties of ternary Si-Ge-N nanowires // CrystEngComm. 2016. Vol. 18, № 45. P. 8787-8793.

101. Wang S.J. et al. Thermal stability and band alignments for Ge3N4 dielectrics on Ge // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89, № 2. P. 022105.

102. Schmeisser D. et al. Surface oxidation states of germanium // Surf. Sci. 1986. Vol. 172, № 2. P. 455-465.

103. Prabhakaran K., Ogino T. Oxidation of Ge(100) and Ge(111) surfaces: an UPS and XPS study // Surf. Sci. 1995. Vol. 325, № 3. P. 263-271.

104. Wang P.W., Qi Y., Henderson D.O. Oxygen bonding in GeO2 glass // J. Non. Cryst. Solids. 1998. Vol. 224, № 1. P. 31-35.

105. Tanuma S., Powell C.J., Penn D.R. Calculations of electron inelastic mean free paths. IX. Data for 41 elemental solids over the 50 eV to 30 keV range // Surf. Interface Anal. 2011. Vol. 43, № 3. P. 689-713.

106. Barranco A. et al. Structure and chemistry of SiOx (x<2) systems // Vacuum. 2002. Vol. 67, № 3-4. P. 491-499.

107. Azuma K. et al. Transparent silicon nitride films prepared by surface wave plasma chemical vapor deposition under low temperature conditions // Thin Solid Films. 2015. Vol. 580. P. 111-115.

108. Raider S.I. et al. Surface Oxidation of Silicon Nitride Films // J. Electrochem. Soc. 1976. Vol. 123, № 4. P. 560-565.

109. Bonilla R.S. et al. Dielectric surface passivation for silicon solar cells: A review // Phys. status solidi. 2017. Vol. 214, № 7. P. 1700293.

110. Chizh K. V. et al. Low-temperature formation of platinum silicides on polycrystalline silicon // J. Alloys Compd. 2020. Vol. 843. P. 155908.

111. Mironov S.A. et al. Room-temperature formation of Pt3Si/Pt2Si films on poly-Si substrates // Journal of Physics: Conference Series. Institute of Physics Publishing, 2017. Vol. 816, № 1.

112. Yuryev V.A. et al. Metal silicide/Si thin-film Schottky-diode bolometers // Nanotechnol. VII. 2015. Vol. 9519. P. 95190K.

113. Yuryev V.A. et al. Metal silicide/Si thin-film Schottky-diode bolometers // Nanotechnology VII / ed. Tiginyanu I.M. Proc. SPIE, 2015. Vol. 9519. P. 95190K.

114. Yuryev V.A. et al. Pt silicide/poly-Si Schottky diodes as temperature sensors for bolometers // J. Appl. Phys. 2015. Vol. 117, № 20.

115. Streller F. et al. Tunable, Source-Controlled Formation of Platinum Silicides and Nanogaps from Thin Precursor Films // Adv. Mater. Interfaces. 2014. Vol. 1, № 3. P. 1-6.

116. Naumkin A. V. et al. NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database [Electronic resource] // Measurement Services Division of the National Institute of Standards and Technology (NIST). 2012. Vol. 20899, № 20. P. 20899. URL:

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

http://srdata.nist.gov/xps/Default.aspx (accessed: 27.01.2020). International Centre for Diffraction Data, Powder Diffraction File, Card No. 01070-2057 (Pt cubic). 2011.

International Centre for Diffraction Data, Powder Diffraction File, Card No. 170670 (Pt3Si monoclinic). 1997.

International Centre for Diffraction Data, Powder Diffraction File, Card No. 170683 (Pt2Si tetragonal). 1997.

International Centre for Diffraction Data, Powder Diffraction File, Card No. 01071-0523 (PtSi orthorombic). 2018.

International Centre for Diffraction Data, Powder Diffraction File, Card No. 861630 (SiO2 hexagonal). 1997.

International Centre for Diffraction Data, Powder Diffraction File, Card No. 830152 (PtSi orthorombic). 1997.

International Centre for Diffraction Data, Powder Diffraction File, Card No. 01077-4407 (Pt3Si monoclinic). 2018.

International Centre for Diffraction Data, Powder Diffraction File, Card No. 040802 (Pt cubic). 2011.

d'Heurle F.M., Gas P. Kinetics of formation of silicides: A review // J. Mater. Res. 1986. Vol. 1, № 1. P. 205-221.

Abbati I. et al. Electronic structure of compounds at platinum - silicon (111) interface // Solid State Commun. 1981. Vol. 37, № 2. P. 119-122. Rossi G. et al. Si(111)-Pt interface at room temperature: A synchrotron radiation photoemission study // Phys. Rev. B. 1982. Vol. 25, № 6. P. 3627-3636. Rossi G. d and f metal interface formation on silicon // Surface Science Reports. 1987. Vol. 7, № 1-2. P. 1-101.

Slutsker A.I. Atomic-Level Fluctuation Mechanism of the Fracture of Solids (Computer Simulation Studies) // Phys. Solid State. 2005. Vol. 47, № 5. P. 801.

130. Cechal J., Sikola T. A study of the formation and oxidation of PtSi by SR-PES // Surf. Sci. 2006. Vol. 600, № 20. P. 4717-4722.

131. Zhou S.M. et al. Kinetics of platinum silicide formation followed in situ by spectroscopic ellipsometry // J. Vac. Sci. Technol. A Vacuum, Surfaces, Film. 1999. Vol. 17, № 1. P. 144.

132. Ley L. et al. Initial stages in the formation of PtSi on Si(111) as followed by photoemission and spectroscopic ellipsometry // Thin Solid Films. 1995. Vol. 270, № 1-2. P. 561-566.

133. Larrieu G. et al. Formation of platinum-based silicide contacts: Kinetics, stoichiometry, and current drive capabilities // J. Appl. Phys. 2003. Vol. 94, № 12. P. 7801.

134. Majni G. et al. Compounds in the Pd-Si and Pt-Si system obtained by electron bombardment and post-thermal annealing // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 52, № 6. P. 4055.

135. Purtell R. et al. Schottky barrier formation at Pd, Pt, and Ni/Si(111) interfaces // J. Vac. Sci. Technol. A Vacuum, Surfaces, Film. 1998. Vol. 1, № 2. P. 566.

136. Conforto E., Schmid P.E. Platinum silicide phase transformations controlled by a nanometric interfacial oxide layer // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516, № 21. P. 7467-7474.

137. Ito T., Fujimura N., Nakayama Y. Silicide formation in the Pt/a-Si:H system // Thin Solid Films. 1988. Vol. 167, № 1-2. P. 187-194.

138. Okamoto H. Pt-Si (Platinum-Silicon) // J. Phase Equilibria Diffus. 2011. Vol. 32, № 4. P. 394-395.

139. Xu L.L. et al. Thermodynamic assessment of the Pt-Si binary system // Calphad. 2008. Vol. 32, № 1. P. 101-105.

140. Matz R. et al. Chemical reaction and silicide formation at the Pt/Si interface // J. Vac. Sci. Technol. A Vacuum, Surfaces, Film. 1998. Vol. 2, № 2. P. 253.

141. Zhou S.M. et al. Kinetics of platinum silicide formation followed in situ by spectroscopic ellipsometry // J. Vac. Sci. Technol. A Vacuum, Surfaces, Film. 1999. Vol. 17, № 1. P. 144.

142. Touryanski A.G., Vinogradov A. V., Pirshin I. V. Two-channel X-ray reflectometer // Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. A Accel. Spectrometers, Detect. Assoc. Equip. 2000. Vol. 448, № 1-2. P. 184-187.

143. Wormington M. et al. Characterization of structures from X-ray scattering data using genetic algorithms // Philos. Trans. R. Soc. London. Ser. A Math. Phys. Eng. Sci. 1999. Vol. 357, № 1761. P. 2827-2848.

144. Parratt L.G. Surface Studies of Solids by Total Reflection of X-Rays // Phys. Rev. 1954. Vol. 95, № 2. P. 359.

145. Névot L., Croce P. Caractérisation des surfaces par réflexion rasante de rayons X. Application à l'étude du polissage de quelques verres silicates // Rev. Phys. Appliquée. 1980. Vol. 15, № 3. P. 761-779.

146. Hafner H., Simpson J.A., Kuyatt C.E. Comparison of the Spherical Deflector and the Cylindrical Mirror Analyzers // Rev. Sci. Instrum. 2003. Vol. 39, № 1. P. 33.

147. Lee A. et al. Development of the web-based NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) Database // Data Sci. J. 2006. Vol. 1, № 1. P. 1-12.

148. Chizh K. V. et al. IR absorptance of thin carbon multi-walled nanotubes layers // Opt. Mater. (Amst). 2022. Vol. 126. P. 112151.

149. Rygalin D.B. et al. Promising integral matrix detectors of thermal radiation with optical reading // Russ. Microelectron. 2014. Vol. 43, № 7. P. 516-518.

150. Fedirko V.A. et al. Thermopile IR Sensor Arrays // Proceedings of the Scientific-Practical Conference "Research and Development - 2016." Springer International Publishing, 2018. P. 39-48.

московский завод А

Акционерное общество «Московский завод «САПФИР» Москва, 117545, Днепропетровский проезд 4А, стр. ЗА

Фамилия Подразделение

В В. Карпов ЗГД

По месту требования

Телефон

Телефакс

E-Mail

[phone] [phone] [e-mail]

Предмет Акт об использовании

Дата №

01.06.2023 3109/11

Акт

об использовании результатов диссертационной работы

Чижа Кирилла Всеволодовича «Разработка метода изготовления и исследование процессов формирования структур с барьерами Шоттки Р1в1/поли81 для болометрических ИК приемников»

Настоящим актом подтверждается, что материалы диссертационной работы Чижа Кирилла Всеволодовича «Разработка метода изготовления и исследование процессов формирования структур с барьерами Шоттки Р*31/поли81 для болометрических ИК приемников» были использованы:

а) при формировании элементов микроболометрических матриц в составной части научно-исследовательской работы «Разработка конструкции экспериментальных образцов монолитных инфракрасных фотоприемных матриц, в том числе микроболометрических, на основе ¿Юе/Б!», шифр «Юфть-С»;

б) в подготовке пластин кремния, нанесении слоя платины и формировании структур с барьерами Шоттки при освоении серийного производства изделия МФПУ 2 ОМ (ЖИАЮ.432234.001-ТУ).

Применение разработанных диссертантом технологических режимов формирования элементов матриц, позволило изготовить образцы малоформатных микроболометрических матриц, а разработанный диссертантом технологический процесс подготовки пластин кремния, нанесения слоя платины и подробно изученные температурные режимы формирования структур с барьерами Шоттки, позволили снизить количество дефектных пикселей и улучшить фотоэлектрические параметры фотоприемных модулей.

генерального директора :ому 'приборостроению - начальник ЦКБ зико-математических наук, доцент

¡этических наук, старший научный сотрудник

>