ملخص
تم في هذا البحث دراسة بعض الخصائص الكهربية و البصرية لسطح السليكون المتعدد البلورات(Poly-Crystalline Silicon) وذلك بعد معالجته بنبضات ليزر الياقوت (λ = 6943 A°, τ = 500 μsec., E ≈ 0.58 J/cm²) و بإستخدام تحليل نظري من خلال برنامج حاسوب تم حساب درجة حرارة سطح السليكون كمؤشر لتقدير طاقة النبضة الليزرية التي يمكن إستعمالها في معالجة السطح. أستخدمت مطيافة الأشعة تحت الحمراء (IR-Spectrophotometery) لتقصي ما يحدث من أكسدة على السطح. بزيادة كثافة طاقة النبضة الليزرية تم تتبع التشويه الناتج على سطح و مايحدث من إنصهار و تبخر و إمكانية إحداث ثقوب في شريحة السليكون عند معاملته بنبضة ليزرية بكثافة طاقة (E ≈ 1>7 J/cm²) و مدى إعتماد تجانس الثقب الناتج على موضعه بالنسبة لحدود الحبيبات (Grain Boundaries) على السطح. ولدراسة مدى إمكانية تحسن مواصفات سطح السليكون المعالج بالليزر تم تحضير نوعين من العينات على نفس الشريحة نصفها معالج بالليزر و النصف الأخر غير معالج و ذلك لغرض المقارنة. و تم تحضير ثنائيات شوتكي (Al-Si(poly)-Al) بتسيب طبقة من الألومنيوم على سطح الأمامي و الخلفي للسيلكون بإستخدام التبخير الحراري (Thermal Evaporation) مع إستخدام نبضة ليزر الياقوت بكثافة طاقة (E ≈ 1.0 J/cm²) لصنع الوصلة الأومية (Ohmic Contact) وذلك بدلا من إيتخدام التسخين الحراري التقليدي. ثم قياس الخصائص الكهربية لهذه الثنائيات و هي [Ideality Factor(n), Barrier Height (ϕв), Reverse Saturation Current (Js)] و مقارنتها بثنائيات شوتكي المصنعة على سطح الغير معالج ليزريا التي تعمل كحاجز إلكتروستاتيكي لحاملات الشحن الأقلية (Minority Charge Carriers) مما يؤدي الي زيادة تيار التشبع العكسي و البتالي تقل كفاءة ثنائيات شوتكي المصنعة على هذا السطح. أخيرا يمكن إستخدام نبضة ليزر الياقوت ذو الطاقة العالية في عملية ثقب شريحة السليكون المتعدد البلورات و مدى تجانس الثقب الحادث يحدده موضعه بالنسبة لحدود الحبيبات فكلما بعدت الثقوب عن مناطق حدود الحبيبات كلما كانت أكثر تناسقا في الشكل.
Abstract
In this work, the poly-crystalline silicon surface was mechanically polished, chemically cleaned and then treated with ruby laser (λ = 6943 A°, τ = 500 μsec., E ≈ 0.58 J/cm²) of energy density from 0.58 J/cm2 . The temperature profile of the treated surface was estimated using numerical analysis of the heat flow equation. IR-spectra is used to diagnose the treated surface for any oxidation. Laser pulse of energy density higher than 0.58 J/cm20 caused a damage on the surface. The energy density of 1.7 J/cm2 resulted in small holes in poly-Si wafers, the homogeneousity of the hole shape depends on its relative position with respect to the grain boundaries. Al-Si(poly)-Al Schottky diodes were prepared on laser treated surface, and compared with those prepared on the untreated one. The diode’s parameters, such as, ideality factor n, barrier height ϕв, and reverse saturation current Js, were determined and discussed. Generally, it was found that the laser treatment of poly-Si surface improved the schottky diode parameters.