Способ определения коэффициента диффузии примесей в тонких металлических пленках

(19 4 С 01 И 130 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСК(72) Ю,А. Колесни диффузи тока на У 39ский институтН УССРнко и В.И, Вер заклю ве тжигеиффузиомещаюерпенд 88,8)(53) 539.219 (56) Авторск Ф 697883, клГуденко. С частотный ра янии электро СССР979.Радиои рассеффузионв ЖЭТФ,46,и измер ое свидетельство С 01 И 13/00В Крылов И.П. змерный эффект п нов на границе д имесей. - Письма вып, 4, с. 243 ности магнитного поля. По полученной зависимости электропроводностипленки от напряженности магнитногополя определяют период осцилляцииэлектропроводности пленки, а к эффициент диффузии 0 находят из зависи- самости 1) = й /4 С(1-дНо/АНЕЙ)х)пйЪуьиь п и /2/Г)(1-АЙо/и Ни), Ягде с 1 - толщина пленки, /1 Нои Д Н,период осцилляций электропроводнос- Сти с изменением Н соответственнодо и после диффузионного отжига,п - концентрация атомов чистого об- щеиразца, С - относительная концентрация примеси у поверхности, Ъэфф - ,Дэффективное сечение рассеяния электродов на атомах примеси, й -времяизмерения,ного слоя 1978, т. 2 о едося к и вещес отно свой елй для оприи приме ова ифф ски нках мерных явлениипленок, Целье точности опя влияни ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ ОПР ДИФФУЗИИ ПРИМЕ ЧЕСКИХ ПЛЕНКАХ (57) Изобретение в/инию физических может быть испол ния коэффициента в тонких металли также для изучен ЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАСЕЙ В ТОНКИХ МЕТАЛЛИв проводимости тонких изобретения - повышен ределения путем исклю нного рассеяния носителейрезультаты измерений. Способтся в нанесении примеси насть пленки и диффузионномпленки, При этом пленку перединым отжигом и после негов постоянное магнитное поле,кулярное поверхности плеют электропроводность плазличных значениях напря40 определяют толщину слоя Х содержа.2 щего примеси, которая равна 110 см,Коэффициент диффузии определяют с помощью выражения 2 Х ХЬ и С О = 1 п -- - -- (2) 4 24 Т45 коэффициент диффузии примеси, см /с,время диффузионного отжига, с,эффективное сечение рассеяния электронов на атомахпримеси, см (табличноезначение),концентрация атомов чисто-,-3го образца, см (табличное значение),где 0 55 по 1 134697Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ и может быть использовано для определения коэффициента диффузии примесей5в тонких металлических пленках, атакже для изучения размерных явленийв проводимости тонких пленок.Целью изобретения является повышение точности определения путем исклю Очения влияния диффузионного рассеянияносителей тока на результаты измерений.П р и м е р. Определение коэффициента диффузии примесей золота в 15тонкой металлической пленке серебра,Пленку серебра толщиной й = 5 к1.0 см помещают в магнитное полекатушки так, что магнитное поле перпендикулярно поверхности пленки, 20Измеряют электропроводность пленкипри различных значениях напряженности Н магнитного поля и иззависимости г = Г(Н,г) опРеделЯютпериод осцилляций проводимости 25(ДНо). При изменении Н и 1 до 10 кЭпериод осциляций Д Н = 1 кЭ,На поверхность пленки равномернопо всей поверхности наносят золото иподложку помещают в термостат для ЗОпроведения диффузионного отжига при100 С. После этого измеряют проводимость пленки серебра при различныхзначениях напряженности магнитногополя Н и из зависимости б = 2(Нс)определяют период осцилляций проводимостиН, равный 1,25 кЭ.С помощью выражения С- относительная концентрацияпримеси у поверхности,равная пределу растворимости примеси в пленке (табличная величина),В рассматриваемом случае= 600 с,ю г гз 3Йрф,= 1 "10 см, и, = 1 10 смС = О, 1. Тогда согласно выражению(2) П = 9,2 10см /с.формула изобретенияСпособ определения коэффициентадиффузии примесей в тонких металлических пленках, заключающийся в нанесении примеси на поверхность пленки, последующем диффузионном отжигепленки с примесью и измерений электрических характеристик пленки, покоторым рассчитывают коэффициент диффузии, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности определения путем исключения влияниядиффузионного рассеяния носителейтока на результаты измерений, пленкуперед и после диффузионного отжигапомещают в постоянное магнитное поле, перпендикулярное поверхностипленки, измеряют электропроводностьпленки при различных значениях напряженности магнитного поля, по полученной зависимости электропроводности пленки от напряженности магнитного поля определяют период осцилляцииэлектропроводности для пленки переди после диффузионного отжига, а коэффициент диффузии рассчитывают с помощью выраженияВ= - ,1- -- / 1 и4 с дН / 2 Ггде Э - коэффициент диффузии. примесм /с,2с 1 - толщина пленки, см,Н - период осцилляций электропроводности с изменениемН до диффузионного отжига,ЬН - период осцилляций электропроводности с изменением Нпосле диффузионного отжигав течение времени с, Э,и. - концентрация атомов чистогообразца, см ",С - относительная концентрацияпримеси у поверхности,)ас - эффективное сечение рассеяния электронов на атомахпримеси, см2