Çok katlı yarı iletken yapıların darbeli lazerle ışınlanmasının nümerik modellenmesi

Abstract

ay ÖZET Çok katlı yapxlara sahip yarıiletkenlerin darbeli lazerle ışınlanmasında örnek içerisinde oluşan sıcaklık dağılımını elde etmek -için, kaynak terimli ısı difüzyon denkleminin tek boyutta nümerik çözümü gerçekleştirildi. Bunun için ileri sonlu farklar metodu (Forward Finite Uifference Method} kullanılarak FORTRAN 77 programlama dilinde bir program geliştirildi. Tek k-Si için erime ve buharlaşma eşik enerjileri saptana rak geliştirilen programın çalışması ve güvenirliği denen di. k-Si üzerinde ince a-Si tabaka J-ç-in de erime, buharlaş ma ve epitaksiyel büyüme eşik enerjileri elde edildi. Eri me derinliğinin darbe genişliği ve enerji yoğunluğuna ba ğımlılığı incelendi. Erime eşâk enerji değerinin darbe ge nişliğine ve a-Si tabakanın kalınlığına bağımlılığı araş tırıldı. Programda yeni düzenlemeler yapılarak explosive kristalleşme olayı elde edildi... Explosive kristalleşme so nucu oluşan yapıların enerji yoğunluğuna ve darbe genişli ğine bağımlılığı incelendi. Geliştirilen programda yeni. düzenlemeler yapılarak çok katlı yapıların erime ve katılaşması incelendi. Prog ramda yeni düzenlemeler yapıldı. Böyle örneklerde, darbe_ genişliği ve enerji yoğunluğuna bağımlı olarak elde edilen değişik yapılar incelendi.

V SUMMARY Numerical solution of one dimensional heat diffusion equation with a source term is realized to obtain temperature distributions in pus led laser irradiated multilayer semi conductor structures. A program in ^FORTRAN 77 using forward finite difference method is developed. The reliability of the program was tested by calculating melting and evaporation thresholds of single crystal silicon, In addition melting and evaporation thresholds for a thin a-Si layer on c-Si is also obtained. The dependence of melt depth on pulse duration and energy density is investigated. The dependence of melting threshold on pulse duration and the thickness of a-Si layer is studied. The program is modified to obtain explosive crystallization in a-Si. The dependence of structures due to explosive crystallization on pulse duration and energy density is studied. With further mo&ifacations to the program melting and solidification of multilayer structures is studied. Various structures that are obtained during irradiation of multi layer samples is studied as a function of pulse duration and energy density.