bakalářská práce

Příprava ultratenkých vrstev SiN

Text práce 1.79 MB Příloha 126.74 kB

Autor práce: Ing. Martin Dvořák

Ak. rok: 2010/2011

Vedoucí: doc. Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

Oponent: Ing. Stanislav Voborný, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce je zaměřena na realizaci, testování a kalibrování efuzní cely poskytující atomární svazky Si o termální energii (0,1 - 1 eV). Tyto svazku jsou užity k přípravě ultratenkých vrstev Si a SiN. Je zpracována rešeršní studie dosavadních poznatků o nitridu křemíku a jeho aplikaci v polovodičovém průmyslu. Dále byly provedeny první experimenty s depozicemi ultratenkých vrstev Si a SiN. Tyto vrstvy byly analyzovány metodami rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS)
a mikroskopie atomárních sil (AFM).

Klíčová slova:

SiN, růst ultratenkých vrstev, efuzní cela, UHV, MBE

Termín obhajoby

21.06.2011

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaBznamka

Klasifikace

B

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
doc. RNDr. Josef Kuběna, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Student se v rámci bakalářské práce aktivně podílel na realizaci efuzní cely poskytující atomární svazky Si. V rámci bakalářské práce byla sestavena, testována a kalibrována fuzní cela poskytující atomární svazky Si. Dále se studen seznámil se základy konstruování v UHV podmínkách, kdy prováděl konstrukční návrh úprav testovací komory. Dále byly provedeny první depozice Si a SiN vrstev. Tyto vrstvy byly studovány pomocí metody XPS.  Studen svou prací položil základy depozice Si pomocí napařování na Ústavu fyzikálního inženýrství v Brně. Výsledky budou využity k přípravě GaN vrstev a k přípravě polovodičových nanovláken. Práce studenta byla intenzivní a samostatná. Proto lze konstatovat, že student splnil všechny úkoly zadání, projevoval zájem o danou problematiku při práci si počínal snaživě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: B

Hlavním cílem bakalářské práce bylo zvládnutí přípravy tenkých vrstev Si a SiN. Na úvod autor práce vypracoval krátkou rešeršní studii ultratenkých vrstev SiN, které byly v experimentální části bakalářské práce také deponovány. Práce zahrnovala kompletaci a oživení na ústavu zkonstruované efúzní cely v testovací komoře, nalezení vhodných provozních parametrů tohoto zařízení, kalibrace rychlosti růstu vrstvy při depozici křemíku a nakonec bylo provedeno několik experimentů prokazujících funkčnost a spolehlivost cely při přípravě vrstev nitridů křemíku pomocí třech metod: napouštění dusíku do komory za pokojové teploty při současné depozici křemíku a dále depozice ionty dusíku na křemíkový substrát za pokojové a zvýšené teploty.
Po stránce pravopisné je práce bohužel zatížena desítkami gramatických chyb, především skloňování a nesmyslných větných konstrukcí, které napovídají o tom, že práce byla dokončována na poslední chvíli, nezbyl čas na dostatečnou revizi a významně kazí dojem na jinak velmi pěknou práci. Z hlediska členění a obsahu je však práce přehledná, logicky uspořádaná a doprovázená pěknými obrázky. Při plnění úkolů autor prošel procesem montáže efúzní cely, hledání provozních parametrů, prvních pokusů s depozicí křemíku, se kterým na ústavu dosud nebyly žádné zkušenosti a nakonec provedl úspěšné experimenty, které vyhodnotil pomocí analytické metody XPS. Zvládnutí tolika činností v bakalářské práci zřejmě vyžadovalo kvalitní a časově náročné vedení studenta.
Při vývoji a výrobě efúzní cely bylo využito poznatků s konstrukcí efúzních cel používaných pro jiné materiály. Efúzní cely získané tímto způsobem uspoří značné množství finančních prostředků a zkušenosti z konstrukce poskytují naší laboratoři know-how pro návrh zařízení podobných typů. Výsledky práce také rozšíří možnosti napařování ultratenkých vrstev o další materiál. Z výsledků bakalářské práce a přiložené výkresové dokumentace vyplývá, že byly všechny zadané úkoly úspěšně splněny. Přes výše uvedené nedostatky práci hodnotím jako zdařilou, doporučuji k obhajobě a v případě úspěšného zodpovězení otázek navrhuji hodnocení stupněm B.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. Z jakého důvodu pomáhá nitridace křemíkového substrátu růstu GaN vrstev s vyšší kvalitou?
  2. Na str. 19 popisujete princip funkce Faradayovy sondy. Decelerační elektroda bývá běžnou součástí těchto sond. Mohl byste přesněji popsat, jaká je zde její funkce?
  3. Na str. 11 autor hovoří o dvou typech růstu tenkých vrstev (4. řádek shora)a třech módech růstu vrstev (12. řádek shora). Jak spolu tato dvě rozdělení růstu vrstev souvisí?
  4. Při experimentech s nitridací křemíkového substrátu byla část experimentů provedena pomocí hypertermálních dusíkových iontů o energii 50 eV. Jaký výsledek lze očekávat v oblasti vyšších energií iontů?

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová