Мониторинг структурного качества границы раздела "кремний-сапфир" методом поверхностной фотоЭДС

Heteroepitaxial silicon-on-sapphire (SOS) wafers with a layer thickness of 200 and 600 nm were fabricated by the vapor phase  epitaxy with monosilane as a precursor. The assessment of structural quality of silicon-sapphire interface was carried out by the surface photovoltage method (SPV) and X-ray reflectometry. Technological parameters of the manufacturing process that affecting to the  amount of SPV signal were determined via SOS quality monitoring.  We conclude that deposition temperature and the growth rate are  most important process parameters in this cause. It was found that  SPV method can be used as monitoring method of SOS fabrication  process, because SPV signals are correlated with Xray reflectometry  results. Probably, SPV method allowed to evaluate the structural and electrophysical parameters of silicon- sapphire interface. SOS device performances as function of SPV signal were determined. The leakage current of test pchannel MOS transistor in the closed state  was on 2-16 nA when SPV signal higher than 450 mV and the  leakage current was approximately 4 nA when SPV signal lower than 450 mV.Приведены результаты оценки структурного качества границы раздела "кремний-сапфир" гетероэпитаксиальных структур "кремний на сапфире" (КНС) с толщиной слоя кремния  200...600 нм, изготовленных методом газофазной эпитаксии с помощью пиролиза  моносилана. Качество границы раздела оценивалось методом поверхностной фотоЭДС  (ПФЭ) путем регистрации изменения поверхностного потенциала в процессе зондирования  структуры световым потоком с заданной длиной волны, а также методом рентгеновской  рефлектометрии. Мониторинг качества структур КНС в процессе их изготовления позволил  определить технологические параметры, влияющие на значение сигнала ПФЭ. Наиболее значимыми параметрами являются температура и скорость роста слоя кремния.  Отмечена корреляция между результатами измерений амплитуды сигнала ПФЭ и данными  рентгеновской рефлектометрии. Тестирование p-канальных МОП-транзисторов на  структурах КНС показало, что при амплитуде более 0.45 В ток утечки транзистора в  закрытом состоянии составлял 2...16 нА, в то время как на структурах с меньшими значениями амплитуды этот ток не превышал 4 нА

А не пора ли вернуться к Tg Таммана?

Based on the analysis of numerous experimental data shows that the generally accepted today, the glass transition temperature Tg is not. It was the result of borrowing from tammana symbol Tg, is meant the temperature of viscous flow liquid transformation into solid brittle glassy state, and use it together symbol Tw, means the temperature tammana bend on the dependence of the «property-temperature» glass-forming substances above Tg of tammana. On the basis of the application of polymer-polymorphing representations of the structure of glass-forming substances are disclosed physico-chemical nature of the temperature curve Tw (conventional Segodnya), which is the temperature of the reverse direction interconversion of nanofragments patterns (polymorphical) high and low temperature polymorphs that coexist in the vitreous substance. The discovery in recent decades prezentatsionnogo effect located as tammana Tg, is below the standard Tg, Tg confirms the truth of tammana characterized by increasedspecific heat of the heated glass.На основе анализа многочисленных экспериментальных данных показано, что общепринятая сегодня температура стеклования Tg таковой не является. Она возникла в результате заимствования у Г. Таммана обозначения Tg, соответствующего температуре превращения вязкотекучей жидкостив твердое хрупкое стеклообразное состояние, и использования его вместо обозначения Tw. Последнее соответствовало у Г. Таммана температуре изгиба на зависимости «свойство— температура» для стеклообразующего вещества, расположенной выше TgТаммана. На основании применения полимерно-полиморфоидных представлений о строении стеклообразующего вещества раскрыта физико-химическая сущность температуры изгиба Tw (общепринятой сегодня Tg), являющейся температурой реверса направления взаимопревращения нанофрагментов структуры (полиморфоидов) высоко- и низкотемпературной полиморфных модификаций, сосуществующих в стеклообразующем веществе. Открытие в последние десятилетия предэндотермического эффекта, расположенного, как и Tg Таммана, ниже общепринятой Tg, подтверждает истинность Tg Таммана, характеризуемой увеличением удельной теплоемкости нагреваемого стекла

ПОЛИМЕРНО–ПОЛИМОРФОИДНАЯ ПРИРОДА СТАРЕНИЯ СТЕКЛА

Based on the concept of polymeric−polymorphous structure of glass and glassforming liquid (Minaev, 1987) experimental data have been analyzed revealing the nature of glass aging. We show that the glass forming substance is a copolymer consisting of structural nano-fragments (polymorphoids) in different polymorphous modifications (PM) of the material having no translational symmetry (long-range order). The study revealed that the process and degree of glass aging influences the properties of glasses, including a change in enthalpy, manifested in the exothermic and endothermic effects observed in thermograms of differential scanning calorimetry of heated and cooled glasses. We have shown that the physicochemical essence of aging is the transformation of polymorphoids from high−temperature PM (HTPM) into low−temperature PM (LTPM) which results, under certain conditions, in LTPM crystallization.На основе концепции полимерно-полиморфоидного строения стекла и стеклообразующей жидкости (В. С. Минаев, 1987 г.) проведен анализ экспериментальных данных, раскрывающих природу старения стекла. Показано, что стеклообразующее вещество представляет собой сополимер, состоящий из нанофрагментов структуры (полиморфоидов) различных полиморфных модификаций (ПМ) данного вещества, не имеющих трансляционной симметрии (дальнего порядка). Выявлено, что процесс и степень старения стекла влияют на свойства стекла, включая изменение энтальпии, проявляющееся в экзо- и эндотермических эффектах, наблюдаемых на термограммах дифференциальной сканирующей калориметрии, нагреваемого и охлаждаемого стекла. Установлено, что физико-химической сущностью процесса старения стекла является процесс превращения полиморфоидов высокотемпературной ПМ (ВТПМ) в полиморфоиды низкотемпературной ПМ (НТПМ), заканчивающийся при определенных условиях кристаллизацией НТПМ

The Monitoring of Structural Quality of Silicon-Sapphire Interface by the Surface Photovoltage Method

Heteroepitaxial silicon-on-sapphire (SOS) wafers with a layer thickness of 200 and 600 nm were fabricated by the vapor phase  epitaxy with monosilane as a precursor. The assessment of structural quality of silicon-sapphire interface was carried out by the surface photovoltage method (SPV) and X-ray reflectometry. Technological parameters of the manufacturing process that affecting to the  amount of SPV signal were determined via SOS quality monitoring.  We conclude that deposition temperature and the growth rate are  most important process parameters in this cause. It was found that  SPV method can be used as monitoring method of SOS fabrication  process, because SPV signals are correlated with Xray reflectometry  results. Probably, SPV method allowed to evaluate the structural and electrophysical parameters of silicon- sapphire interface. SOS device performances as function of SPV signal were determined. The leakage current of test pchannel MOS transistor in the closed state  was on 2-16 nA when SPV signal higher than 450 mV and the  leakage current was approximately 4 nA when SPV signal lower than 450 mV

Positronics and Nanotechnologies - Possibilities of Studying Nanoobjects in Materials and Nanomaterials by the Method of Positron-Annihilation Spectroscopy

The method of positron-annihilation spectroscopy is shown to be one of the most efficient methods for determining sizes of nanoobjects (vacancies, vacancy clusters); free volumes of pores, cavities, and hollows; and their concentrations and chemical composition at the point of annihilation in porous systems and some defective materials (and generally in a lot of technologically important materials and nanomaterials). Experimental investigations of nanodefects in porous silicon, silicon, and quartz single crystals irradiated with protons and in quartz powders are briefly reviewed.JRC.F.5-Safety of present nuclear reactor

The polymer–polymorphoid nature of glass aging process

Based on the concept of polymeric–polymorphous structure of glass and glass-forming liquid experimental data have been analyzed revealing the nature of glass aging. We show that the glass forming substance is a copolymer consisting of structural nano-fragments (polymorphoids) in different polymorphous modifications (PM) of the material having no translational symmetry (long-range order). The study revealed that the process and degree of glass aging influences the properties of glasses, including a change in enthalpy, manifested in the exothermic and endothermic effects observed in thermograms of differential scanning calorimetry of heated and cooled glasses. We have shown that the physicochemical essence of aging is the transformation of polymorphoids from high-temperature PM (HTPM) to low-temperature PM (LTPM) which results, under certain conditions, in LTPM crystallization