Details

Предмет исследования. Проводящие дорожки на поверхности монокристаллического кремния. Цель работы. Создание эффективного одностадийного способа формирования токопроводящих элементов электрических цепей на кремнии. Метод. Нанесение проводящего слоя серебра производится посредством метода лазерно-индуцированного прямого переноса с донорной подложки. Подбор параметров лазерного излучения позволил определить оптимальный режим переноса с достижением максимального значения удельной проводимости проводящего слоя. Топография поверхности и химический состав исследовались методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской и фотоэлектронной спектроскопии. Основные результаты. Максимальная удельная проводимость (около 54 кСм/см (килосименс/сантиметр) была получена при переносе серебряной плёнки лазерным излучением с длиной волны 1064 нм, длительностью импульса 120 нс и плотностью мощности 0,21 ГВт/см{2}. Скорость сканирования при этом составляла 2000 мм/с, что обеспечивало поступление примерно 2 лазерных импульсов в каждую точку плёнки, в результате чего происходил перенос частиц материала плёнки на кремниевую подложку и их последующее спекание. Практическая значимость. Метод, представленный в работе, может быть использован для формирования токопроводящих элементов электрических цепей с высокой удельной проводимостью в одну стадию при одновременном упрощении технологического процесса их формирования и сокращения его продолжительности.

The subject of study is conducting tracks on the surface of monocrystalline silicon. The aim of the work is the development of an effective one-stage method for forming conductive elements of electrical circuits on silicon. Method. The deposition of a conductive silver layer is carried out using the method of laser-induced direct transfer from a donor substrate. The selection of laser radiation parameters made it possible to determine the optimal transfer mode to achieve the maximum value of the conductive layer conductivity. The surface topography and chemical composition were studied using scanning and transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray and photoelectron spectroscopy. Main results. The maximum specific conductivity (approximately 54 kS/cm) was obtained when transferring a silver film by laser radiation with a wavelength of 1064 nm, a pulse duration of 120 ns and a power density of 0.21 GW/cm{2}. The scanning speed in this case was 2000 mm/s, which ensured the arrival of approximately 2 laser pulses at each point of the film, resulting in the transfer of the film material particles to the silicon substrate and their subsequent sintering. Practical significance. The method presented in the work can be used to form the conductive elements of the electrical circuits with high specific conductivity in one stage while simultaneously simplifying the technological process of their formation and reducing its duration.