Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si»
Показана возможность использования метода фотолюминесценции для изучения механизмов пластической деформации на границе «оксид кремния — кремний» в процессе получения слоев наноструктурированного кремния деформационным методом. Показано можливість використання методу фотолюмінесценції для вивчення ме...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51670 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» / О.А. Кулинич, И.Р. Яцунский, Т.Ю. Ештокина, Г.И. Брусенская, И.А. Марчук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2012. — № 2. — С. 47-50. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860056289712799744 |
|---|---|
| author | Кулинич, О.А. Яцунский, И.Р. Ештокина, Т.Ю. Брусенская, Г.И. Марчук, И.А. |
| author_facet | Кулинич, О.А. Яцунский, И.Р. Ештокина, Т.Ю. Брусенская, Г.И. Марчук, И.А. |
| citation_txt | Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» / О.А. Кулинич, И.Р. Яцунский, Т.Ю. Ештокина, Г.И. Брусенская, И.А. Марчук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2012. — № 2. — С. 47-50. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Показана возможность использования метода фотолюминесценции для изучения механизмов пластической деформации на границе «оксид кремния — кремний» в процессе получения слоев наноструктурированного кремния деформационным методом.
Показано можливість використання методу фотолюмінесценції для вивчення механізмів пластичної деформації на границі «оксид кремнію — кремній» в процесі отримання шарів наноструктурованого кремнію деформаційних методом.
The possibility of using the photoluminescence method for studying the mechanisms of plastic deformation at the boundary of "SiO₂—Si" in the process of obtaining nanostructured silicon layers by deformation.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:01:27Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 2
47
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Ôîðìà, ôîòîýëåêòðè÷åñêèå è ìåõàíè÷åñêèå
ñâîéñòâà íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ çàâè-
ñÿò íå òîëüêî îò ñâîéñòâ èñõîäíîãî ìàòåðèàëà, íî
è îò ìåòîäà åãî ôîðìèðîâàíèÿ [1]. Èçâåñòíî, ÷òî
âñå îñíîâíûå ñîâðåìåííûå ìåòîäû ïîëó÷åíèÿ íà-
íîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ — ëèòîãðàôè÷å-
ñêèé, ýïèòàêñèàëüíûé, êîëëîèäíûé — îñíîâà-
íû íà ïîëó÷åíèè ìåçàñòðóêòóðû, ïðè õèìè÷å-
ñêîé îáðàáîòêå êîòîðîé ìîæíî ñôîðìèðîâàòü íà-
íîðàçìåðíûå ÷àñòèöû êàê íà ïîâåðõíîñòè ïëàñ-
òèí, òàê è â îáúåìå [2]. Âñå ýòè ìåòîäû îáúåäè-
íÿåò òî, ÷òî îñíîâíûìè ìåõàíèçìàìè ïîëó÷åíèÿ
ìåçàñòðóêòóð ÿâëÿþòñÿ äåôîðìàöèîííûå ìåõà-
íèçìû, ïðè êîòîðûõ íà ãðàíèöå ðàçäåëà êîí-
òàêòèðóþùèõ ìàòåðèàëîâ ðåëàêñèðóþò ìåõàíè-
÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ, ÷òî âåäåò ê âîçíèêíîâåíèþ
ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè. È õîòÿ âñå îñíîâíûå
ìåõàíèçìû ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè èçâåñòíû,
îñòàþòñÿ âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ êîíêðåòíûìè ìå-
õàíèçìàìè, äåéñòâóþùèìè ïðè ðàçíûõ ìåòîäàõ
ôîðìèðîâàíèÿ íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ.
Èçâåñòíî, ÷òî ñëîè ïîðèñòîãî èëè íàíîñòðóê-
òóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ ìîæíî ôîðìèðîâàòü ñ
ïîìîùüþ ýëåêòðîõèìè÷åñêîãî è/èëè õèìè÷åñêîãî
èçáèðàòåëüíîãî òðàâëåíèÿ ñ ïðåäâàðèòåëüíîé
îáðàáîòêîé ìîùíûì ëàçåðíûì èçëó÷åíèåì (ëà-
çåðíîé ìîäèôèêàöèåé ïîâåðõíîñòè ñ öåëüþ ïî-
ëó÷åíèÿ ðàçâèòîé äåôåêòíîé ñòðóêòóðû) [3].
 ñâÿçè ñ ýòèì, ïðåäñòàâëÿþò èíòåðåñ äàëüíåé-
øèå èññëåäîâàíèÿ ïî ïîèñêó íîâûõ ñïîñîáîâ
ïîëó÷åíèÿ íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ ñ
çàäàííîé ñòðóêòóðîé.  [4] äëÿ ïîëó÷åíèÿ ðàç-
âèòîé ïåðèîäè÷åñêîé ñòðóêòóðû íàíîñòðóêòóðè-
ðîâàííîãî êðåìíèÿ ïðåäëîæåí ìåòîä, îñíîâàí-
íûé íà âûðàùèâàíèè ñëîÿ òåðìè÷åñêîãî îêñèäà
ðàçëè÷íîé òîëùèíû ñ ïîñëåäóþùèì åãî ñòðàâ-
ëèâàíèåì è îáðàáîòêîé õèìè÷åñêèìè èçáèðàòåëü-
íûìè òðàâèòåëÿìè (ÈÒ). Â îñíîâó ìåòîäà ïîëî-
æåíà èäåÿ èñïîëüçîâàíèÿ òåðìè÷åñêîãî îêèñëå-
íèÿ ïðè ðàçëè÷íîé òåìïåðàòóðå è â ðàçíûõ ñðå-
äàõ äëÿ ïîëó÷åíèÿ îêñèäîâ êðåìíèÿ ðàçëè÷íîé
òîëùèíû, ÷òî ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ â ïå-
ðåõîäíîé îáëàñòè äèñëîêàöèîííûõ ñåòîê ñ ðàç-
ëè÷íûì ïåðèîäîì è — ïðè äàëüíåéøåé îáðà-
áîòêå ÈÒ — ê îáðàçîâàíèþ îñòðîâêîâ ðàçëè÷-
íûõ ðàçìåðîâ áåçäåôåêòíîãî íàíîñòðóêòóðèðî-
âàííîãî êðåìíèÿ.
Öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëå-
íèå âîçìîæíîñòè ïðèìåíåíèÿ ìåòîäà ôîòîëþ-
ìèíåñöåíöèè (ÔË) äëÿ èçó÷åíèÿ ìåõàíèçìîâ
ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè ïðè ôîðìèðîâàíèè
ïëîòíûõ ìàññèâîâ íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåì-
íèÿ íà ïðèìåðå äåôîðìàöèîííîãî ìåòîäà åãî
ïîëó÷åíèÿ. Ýòîò ìåòîä îñíîâàí íà âûðàùèâà-
íèè îêñèäà êðåìíèÿ ðàçëè÷íîé òîëùèíû ñ ïî-
ñëåäóþùèì åãî óäàëåíèåì è îáðàáîòêîé ïåðèî-
äè÷åñêîé ìåçàñòðóêòóðû íà ïîâåðõíîñòè êðåì-
íèÿ õèìè÷åñêèìè èçáèðàòåëüíûìè òðàâèòåëÿìè.
Îáúåêòàìè èññëåäîâàíèé ÿâëÿëèñü ïëàñòèíû
ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ ìàðîê ÊÝÔ-4,5
(111) è ÊÄÁ-10 (100). Ïëàñòèíû êðåìíèÿ îêèñ-
ëÿëèñü â àòìîñôåðå ñóõîãî êèñëîðîäà ïðè òåì-
ïåðàòóðå 1150°Ñ (òîëùèíà îêñèäà ñîñòàâëÿëà îò
0,1 äî 1,5 ìêì) è çàòåì òðàâèëèñü â ðàñòâîðå
HF. Ïîâåðõíîñòü êðåìíèÿ ïðåäâàðèòåëüíî îá-
ðàáàòûâàëèñü ñìåñüþ Êàðî è ïåðåêèñíîàììèà÷-
íûì ðàñòâîðîì [5], à äàëåå — õèìè÷åñêèìè ÈÒ
Ñýêêî (ïîâåðõíîñòü 100) è Ñèðòëÿ (ïîâåðõíîñòü
111) [6, 7]. Ïðèìåíåíèå òàêîé ïðåäâàðèòåëüíîé
îáðàáîòêè ïîçâîëèëî ïîâûñèòü ýôôåêòèâíîñòü
èçáèðàòåëüíîãî òðàâëåíèÿ, ò. ê. äîïîëíèòåëü-
íîå îêèñëåíèå ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ ñïîñîáñòâó-
åò îñëàáëåíèþ ñâÿçåé Si—Si.
Ïîâåðõíîñòü êðåìíèÿ ïîñëå õèìè÷åñêîé îá-
ðàáîòêè èññëåäîâàëè ìåòîäàìè ýëåêòðîííîé ñêà-
íèðóþùåé ìèêðîñêîïèè (ìèêðîñêîï-àíàëèçàòîð
Cam Scan-4 D ñ ñèñòåìîé ýíåðãåòè÷åñêîãî äèñ-
ïåðñèîííîãî àíàëèçàòîðà Link-860) è Îæå-ýëåê-
òðîííîé ñïåêòðîñêîïèè (ÝÎÑ) èñïîëüçîâàëè
ÓÄÊ 537.311.33:622.382.33
Ä. ô.-ì. í. Î. À. ÊÓËÈÍÈ×, ê. ô.-ì. í. È. Ð. ßÖÓÍÑÊÈÉ1,
Ò. Þ. ÅØÒÎÊÈÍÀ, Ã. È. ÁÐÓÑÅÍÑÊÀß, È. À. ÌÀÐ×ÓÊ1
Óêðàèíà, Îäåññêèé íàöèîíàëüíûé ýêîíîìè÷åñêèé óíèâåðñèòåò,
1Îäåññêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èìåíè È. È. Ìå÷íèêîâà
E-mail: koeltech@i.ua
ÔÎÒÎËÞÌÈÍÅÑÖÅÍÒÍÛÉ ÌÅÒÎÄ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß
ÏËÀÑÒÈ×ÅÑÊÎÉ ÄÅÔÎÐÌÀÖÈÈ ÍÀ ÃÐÀÍÈÖÅ
ÐÀÇÄÅËÀ «SiO2—Si»
Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ìåòîäà ôîòîëþìèíåñöåíöèè äëÿ èçó÷åíèÿ ìåõàíèçìîâ ïëà-
ñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè íà ãðàíèöå «îêñèä êðåìíèÿ — êðåìíèé» â ïðîöåññå ïîëó÷åíèÿ ñëîåâ íàíî-
ñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ äåôîðìàöèîííûì ìåòîäîì.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ôîòîëþìèíåñöåíöèÿ, ïëàñòè÷åñêàÿ äåôîðìàöèÿ, äåôåêòû, äèñëîêàöèè, íàïðÿæåíèÿ.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 2
48
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
ñïåêòðîìåòð LAS-3000 ôèðìû Riber. Îïòè÷åñêèå
èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëè ñ ïîìîùüþ ìåòàëëîãðà-
ôè÷åñêîãî ìèêðîñêîïà ÌÌÐ-2Ð. Ñïåêòð ÔË
èçìåðÿëè ñ ïîìîùüþ ñïåêòðîìåòðà ÄÔÑ ñ ôî-
òîóìíîæèòåëåì ÔÝÓ â ðåæèìå ñòðîáèðîâàíèÿ
è ñ÷åòà ôîòîíîâ ïîñëå ïîñëîéíîãî õèìè÷åñêîãî
èçáèðàòåëüíîãî òðàâëåíèÿ ïëàñòèí ïðè îáëó÷å-
íèè ëàçåðîì ñ äëèíîé âîëíû 337 íì, äëèòåëüíî-
ñòüþ èìïóëüñîâ 10 íñ, ÷àñòîòîé ïîâòîðåíèÿ 50 Ãö
è ñðåäíåé ìîùíîñòüþ 10 ìÂò.
Âåëè÷èíà âîçíèêàþùèõ íà ãðàíèöå ðàçäå-
ëà «îêñèä êðåìíèÿ—êðåìíèé» äåôîðìà-
öèé çàâèñèò íå òîëüêî îò ïàðàìåòðîâ îêñèäà è
êðåìíèÿ, íî è îò íàëè÷èÿ äåôåêòîâ â èñõîäíîì
êðåìíèè. Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåíî ýëåêòðîííîå
èçîáðàæåíèå äåíäðèòíûõ äåôåêòîâ, èìåþùèõ
ïðèìåñíóþ ïðèðîäó, ïîëó÷åííîå ïðè èññëåäî-
âàíèè ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ ïîñëå îáðàáîòêè ñìå-
ñüþ Êàðî è ïåðåêèñíîàììèà÷íûì ðàñòâîðîì ñ
ïîñëåäóþùåé îáðàáîòêîé õèìè÷åñêèì ÈÒ â òå-
÷åíèå òðåõ ìèíóò.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ íàáëþ-
äàëîñü ïîÿâëåíèå äåôåêòîâ ñëîèñòîé íåîäíîðîä-
íîñòè ñ ïðåöèïèòèðîâàííûìè ïðèìåñüþ äåôåê-
òàìè óïàêîâêè â öåíòðå (ðèñ. 2). Ðåíòãåíîâñêèé
è Îæå-ýëåêòðîííûé àíàëèç ïîêàçàë, ÷òî ýòîé
ïðèìåñüþ ÿâëÿþòñÿ ñîëè êàëèÿ.
Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðû
ñëîåâ êðåìíèÿ íåïîñðåäñòâåííî ïîä îêñèäîì ïî-
çâîëèë óñòàíîâèòü íàëè÷èå ñëîåâ ñ ñèëüíî ðàçó-
ïîðÿäî÷åííîé ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðîé
[8]. Ïîñëå îáðàáîòêè ýòîé ïîâåðõíîñòè ñìåñüþ
Êàðî è ïåðåêèñíîàììèà÷íûì ðàñòâîðîì, à çà-
òåì è õèìè÷åñêèì ÈÒ Ñèðòëÿ â òå÷åíèå ïÿòè
ìèíóò, íàáëþäàëîñü ïîÿâëåíèå ìåçàñòðóêòóðû
â âèäå äèñëîêàöèîííûõ ñåòîê ñ ïåðèîäîì, çàâè-
ñÿùèì îò òîëùèíû âûðàùåííîãî îêñèäà. Äèñ-
ëîêàöèîííûå ñåòêè äåêîðèðîâàíû êèñëîðîäîì
è íåñòåõèîìåòðè÷åñêèìè îêñèäàìè êðåìíèÿ òèïà
SiOx. Äëÿ èõ óäàëåíèÿ ïëàñòèíû êðåìíèÿ ñ äèñ-
ëîêàöèîííûìè ñåòêàìè ïðîòðàâëèâàëè â èçáèðà-
òåëüíîì òðàâèòåëå Ñèðòëÿ åùå â òå÷åíèå äâóõ
ìèíóò. Ïîñëå ýòîãî áûëî îòìå÷åíî ïîÿâëåíèå ïå-
ðèîäè÷åñêîé îñòðîâêîâîé ñòðóêòóðû (ñì. ðèñ. 3),
ñîñòîÿùåé èç îáëàñòåé íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî
áåçäåôåêòíîãî êðåìíèÿ ðàçìåðàìè ïîðÿäêà 6—
20 íì. Ðàçáðîñ ðàçìåðîâ ýòèõ îñòðîâêîâ ìîæíî
îáúÿñíèòü òåì, ÷òî â ðàçëè÷íûõ îáëàñòÿõ ïëàñ-
òèíû íàáëþäàåòñÿ ðàçáðîñ çíà÷åíèé íàïðÿæå-
íèÿ è äåôîðìàöèè, ñâÿçàííûõ ñ íàëè÷èåì ðàç-
ëè÷íûõ èñõîäíûõ äåôåêòîâ.
Äëÿ âûÿñíåíèÿ ìåõàíèçìîâ ïëàñòè÷åñêîé äå-
ôîðìàöèè, êîòîðûå äåéñòâóþò ïðè ðàçëè÷íîé
òîëùèíå îêñèäà êðåìíèÿ, ïðîâîäèëè èçìåðåíèÿ
ñïåêòðîâ ÔË íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ
Ðèñ. 1. Äåíäðèòû íà ïîâåðõíîñòè ïëàñòèíû êðåì-
íèÿ ÊÄÁ-10 (100)
Ðèñ. 2. Äåôåêòû ñëîèñòîé íåîäíîðîäíîñòè íà ïîâåð-
õíîñòè êðåìíèåâîé ïëàñòèíû ÊÝÔ-4,5 (111), ïîëó-
÷åííûå ïîñëå òðàâëåíèÿ ÈÒ Ñèðòëÿ â òå÷åíèå 2 ìèí
Ðèñ. 3. Ïåðèîäè÷åñêàÿ îñòðîâêîâàÿ ñòðóêòóðà, ñî-
ñòîÿùàÿ èç îáëàñòåé íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî áåç-
äåôåêòíîãî êðåìíèÿ íà ïîâåðõíîñòè ïëàñòèíû
êðåìíèÿ ÊÝÔ-4,5 (111)
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 2
49
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
â ðåæèìå äåòåêòèðîâàíèÿ ìàêñèìàëüíûõ çíà÷å-
íèé èíòåíñèâíîñòè ôîòîëþìèíèñöåíöèè è ðåãè-
ñòðèðîâàíèÿ åå ðåëàêñàöèîííûõ ñïåêòðîâ. Íà
ðèñ. 4 õîðîøî âèäíî âîçðàñòàíèå èíòåíñèâíîñòè
è ñìåùåíèå ìàêñèìóìà ñïåêòðà â áîëåå êîðîòêî-
âîëíîâóþ îáëàñòü ïðè óâåëè÷åíèè òîëùèíû d
îêñèäà äî 1,5 ìêì. (Îòìåòèì, ÷òî ïðè äàëüíåé-
øåì óâåëè÷åíèè d òàêîãî ñìåùåíèÿ â ñïåêòðàõ
íå íàáëþäàëîñü. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî
ðàçìåðû îñòðîâêîâ íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî
êðåìíèÿ íå óìåíüøàëèñü.) Íàáëþäàåìûå ðåëàê-
ñàöèîííûå ñïåêòðû õàðàêòåðèçóþòñÿ ïðèìåðíî
îäèíàêîâûì âðåìåíåì ðåëàêñàöèè (îêîëî 18 íñ),
ïðè÷åì ýòî âðåìÿ õàðàêòåðíî äëÿ áîëüøåé ÷àñòè
ñïåêòðàëüíîãî äèàïàçîíà è íå çàâèñèò îò èíòåí-
ñèâíîñòè ëàçåðíîãî îáëó÷åíèÿ â øèðîêîì äèà-
ïàçîíå ýíåðãèé.
Åñëè ñðàâíèâàòü ñïåêòðû ÔË äëÿ ðàññìàò-
ðèâàåìîãî ñëó÷àÿ ïîëó÷åíèÿ íàíîñòðóêòóðèðî-
âàííîãî êðåìíèÿ ñî ñïåêòðàìè êðåìíèÿ, ïîëó-
÷åííîãî ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîõèìè÷åñêîãî òðàâëå-
íèÿ, ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî â ïåðâîì ñëó÷àå ìàê-
ñèìóì ñïåêòðà ñäâèíóò â áîëåå êîðîòêîâîëíî-
âóþ îáëàñòü (îêîëî 0,4 ìêì), à îòíîøåíèå àìï-
ëèòóä «ôèîëåòîâîé» è «êðàñíîé» ïîëîñ áîëåå
÷åì â 2,5 ðàçà ïðåâûøàåò ïðèâåäåííîå â [9].
Ýòî ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî â ïðîöåññå îêèñ-
ëåíèÿ ñ óâåëè÷åíèåì òîëùèíû îêñèäà âåëè÷èíà
ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè â ïåðåõîäíîé îáëàñ-
òè óâåëè÷èâàåòñÿ, ÷òî ïðèâîäèò ê ñìåùåíèþ ìàê-
ñèìóìà ðàñïðåäåëåíèÿ ðàçìåðîâ îáëàñòåé áåçäå-
ôåêòíîãî êðåìíèÿ â ñòîðîíó óìåíüøåíèÿ èõ ðàç-
ìåðîâ è ê óâåëè÷åíèþ ýôôåêòèâíîé ïëîùàäè
ïîâåðõíîñòè. Â ñîîòâåòñòâèè ñ êâàíòîâî-ðàçìåð-
íîé ìîäåëüþ, óìåíüøåíèå ðàçìåðîâ îñòðîâêîâ
íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ ïðèâîäèò ê
óâåëè÷åíèþ êâàíòîâîãî çàçîðà ìåæäó êâàíòî-
âûìè óðîâíÿìè è ê ñìåùåíèþ «ôèîëåòîâîé»
ïîëîñû â áîëåå êîðîòêîâîëíîâóþ îáëàñòü. Âîç-
ìîæíî, ìåõàíèçìû îáíàðóæåííîãî ýôôåêòà ñâÿ-
çàíû ñ âíóòðèöåíòðîâîé ðåêîìáèíàöèåé (íî íå
ýêñèòîííîé, ò. ê. äëÿ íåå õàðàêòåðíî âðåìÿ áîëåå
100 íñ [10]) â îáëàñòè ñèëüíîãî èñêàæåíèÿ êðèñ-
òàëëè÷åñêîé ðåøåòêè â ïðèñóòñòâèè ñèëüíûõ
âñòðîåííûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé. Àêò èçëó÷àòåëü-
íîé ðåêîìáèíàöèè â êðèñòàëëàõ ðàçìåðîì ïî-
ðÿäêà 6—20 íì äîëæåí ïðîèñõîäèòü ìåíåå ÷åì
çà 10–12 ñ, ò. å. ïðàêòè÷åñêè ìãíîâåííî, åñëè
ó÷åñòü, ÷òî äëèíà ñâîáîäíîãî ïðîáåãà â êðåìíèè
ïðè òåìïåðàòóðå 293 Ê äîñòèãàåò 130 íì. Î÷å-
âèäíî, íàèáîëåå âåðîÿòíûì ÿâëÿåòñÿ ìåõàíèçì
ðåêîìáèíàöèè ôîòîíîñèòåëåé íà ðàññòîÿíèÿõ,
ðàâíûõ áîðîâñêîìó ðàäèóñó.
Ïîÿâëåíèå ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè íà ãðà-
íèöå ðàçäåëà «îêñèä êðåìíèÿ — êðåìíèé» â
ïðîöåññå îêèñëåíèÿ ìîæíî ïðåäñòàâèòü ñëåäóþ-
ùèì îáðàçîì. Ïðè ìàëîé òîëùèíå îêñèäà êðåì-
íèÿ (ïîðÿäêà íàíîìåòðîâ) îòíîñèòåëüíàÿ ïëà-
ñòè÷åñêàÿ äåôîðìàöèÿ âîçíèêàåò âñëåäñòâèå ðàç-
ëè÷èÿ ïîñòîÿííûõ ðåøåòêè è òåðìè÷åñêèõ êî-
ýôôèöèåíòîâ êðåìíèÿ è îêñèäà êðåìíèÿ è äî-
ñòèãàåò çíà÷åíèé 0,01—0,02 îòí. åäèíèö. Ýòîò
ïðîöåññ ñîïðîâîæäàåòñÿ îáðàçîâàíèåì íà ãðàíè-
öå ðàçäåëà ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû è
îáëàñòè, ñîäåðæàùåé äèñëîêàöèîííûå ñåòêè. Ñ
óâåëè÷åíèåì òîëùèíû îêñèäà êðåìíèÿ âîçðàñòàåò
âêëàä â âåëè÷èíó äåôîðìàöèè ñîñòàâëÿþùåé,
çàâèñÿùåé îò òîëùèíû îêñèäà êðåìíèÿ, à âêëàä
ñîñòàâëÿþùåé, çàâèñÿùåé îò ïàðàìåòðîâ êðåì-
íèÿ è îêñèäà êðåìíèÿ, îñòàåòñÿ ïîñòîÿííûì. Ïðè
ýòîì ñ óâåëè÷åíèåì òîëùèíû îêñèäà êðåìíèÿ
óâåëè÷èâàåòñÿ ïëàñòè÷åñêàÿ äåôîðìàöèÿ è îñó-
ùåñòâëÿåòñÿ ïåðåõîä îò òðàíñêðèñòàëëèòíîãî ìå-
õàíèçìà ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè ê èíòåðêðè-
ñòàëëèòíîìó, ÷òî è ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ðàç-
ìåðîâ îñòðîâêîâ íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåì-
íèÿ. Êîãäà òîëùèíà îêñèäà êðåìíèÿ äîñòèãàåò
çíà÷åíèé ïîðÿäêà 1,5 ìêì, íàêîïëåííûå íàïðÿ-
æåíèÿ ðåëàêñèðóþò ñ îáðàçîâàíèåì äîïîëíèòåëü-
íîé ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè, êîòîðàÿ íå ïðè-
âîäèò ê äàëüíåéøåìó óìåíüøåíèþ ðàçìåðîâ îñ-
òðîâêîâ íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ. Ýòî
ãîâîðèò î òîì, ÷òî ìåõàíèçì ïëàñòè÷åñêîé äå-
ôîðìàöèè èçìåíèëñÿ îò èíòåðêðèñòàëëèòíîãî ê
ðîòàöèîííîìó, ò. å. ýíåðãèÿ íàïðÿæåíèé ðàñõî-
äóåòñÿ íà âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå îñòðîâêîâ
êðåìíèÿ. Ðàçìåðû îñòðîâêîâ ïðè äàëüíåéøåì
óâåëè÷åíèè òîëùèíû îêñèäà êðåìíèÿ íå èçìå-
íÿþòñÿ âñëåäñòâèå òîãî, ÷òî ïîðîã ïëàñòè÷íîñòè
íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ óæå äîñòèã
ïðåäåëüíî âûñîêîãî çíà÷åíèÿ (ïîðÿäêà 0,1 îò
ìîäóëÿ Þíãà [11]), à âåëè÷èíà íàïðÿæåíèÿ íà
ãðàíèöå ðàçäåëà îñòàåòñÿ ìåíüøå ýòîãî ïîðîãà.
***
Òàêèì îáðàçîì, ìåòîä ôîòîëþìèíåñöåíöèè
ïîçâîëèë èçó÷èòü ìåõàíèçìû ïëàñòè÷åñêîé äå-
ôîðìàöèè, äåéñòâóþùèå ïðè ðàçëè÷íîé òîëùè-
Ðèñ. 4. Àìïëèòóäíûå (1—3) è ðåëàêñàöèîííûå
(4—5) ÔË-ñïåêòðû, ïîëó÷åííûå ïîñëå îñâåùå-
íèÿ îáëàñòåé íàíîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ
ñ ðàçëè÷íîé òîëùèíîé îêñèäà
400 500 600 700 λ, íì
I, îòí. åä.
200
100
5
4
2
1
d=1 ìêì
d=1,5 ìêì
d=0,1 ìêì
3
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 2
50
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
íå âûðàùåííîãî îêñèäà êðåìíèÿ ïðè ôîðìèðî-
âàíèè ïëîòíûõ ìàññèâîâ íàíîñòðóêòóðèðîâàí-
íîãî êðåìíèÿ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðåäëîæåí-
íûé äåôîðìàöèîííûé ìåòîä ôîðìèðîâàíèÿ íà-
íîñòðóêòóðèðîâàííîãî êðåìíèÿ ïîçâîëÿåò ïîëó-
÷àòü ïîðèñòûé íàíîêðåìíèé ñ çàäàííîé òîïîëî-
ãèåé ïðè âàðüèðîâàíèè òàêèõ ïàðàìåòðîâ, êàê
òîëùèíà âûðàùåíîãî îêñèäà êðåìíèÿ è âðåìÿ
õèìè÷åñêîé îáðàáîòêè.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Kumar P., Kiran M. Nanomechanical properties of silicon
surfaces nanostructured by excimer laser // Sci. Technol. Adv.
Mater.— 2010.— Vol. 11.— P. 025003—025011.
2. Àëåøèí À. Í. Êâàíòîâ³ òî÷êè // Ôèçèêà òâåðäîãî
òåëà.— 2007.— Ò. 49, ¹ 11.— 2007.— Ñ. 19—21. [Aleshin
A. N. // Fizika tverdogo tela. 2007. Vol. 49, N 11. 2007. P. 19]
3. Âåíãåð Å. Ô., Ãîëèíåé Ð. Þ., Ìàòâååâà Ë. Î. Ìåòîäû
ïîëó÷åíèÿ ïîðèñòîãî êðåìíèÿ // Îïòîýëåêòðîííàÿ è ïîëó-
ïðîâîäíèêîâàÿ òåõíèêà.— 2001.— Âûï. 36.— Ñ. 199—203.
[Venger E. F., Golinei R. Yu., Matveeva L. O. //
Optoelektronnaya i poluprovodnikovaya tekhnika. 2001. Iss. 36.
P. 199]
4. Êóëèíè÷ Î. À., Ãëàóáåðìàí Ì. À., Ñàäîâà Í. Í.
Î ñâÿçè ôîòîëþìèíåñöåíòíûõ ñâîéñòâ ïîðèñòîãî êðåìíèÿ ñ
åãî ðåàëüíîé ñòðóêòóðîé // Ïîâåðõíîñòü. Ðåíòãåíîâñêèå, ñèí-
õðîòðîííûå è íåéòðîííûå èññëåäîâàíèÿ.— 2004.— ¹ 7.—
Ñ. 96—99. [Kulinich O. A., Glauberman M. A.,Sadova N. N.
// Poverkhnost’. Rentgenovskie, sinkhrotronnye i neitronnye
issledovaniya. 2004. N 7. P. 96]
5. Êóëèíè÷ Î. À., Ëèñîâñêàÿ À. À., Ñàäîâà Í. Í.
Î ïîâûøåíèè âûÿâëÿþùåé ñïîñîáíîñòè èçáèðàòåëüíîãî òðàâ-
ëåíèÿ ìîíîêðèñòàëëîâ êðåìíèÿ // Óêðàèíñêèé ôèçè÷åñêèé
æóðíàë.— 1990.— Ò. 35, ¹ 11.— Ñ. 1691—1695. [Kulinich
O. A., Lisovskaya A. A., Sadova N. N. // Ukrainskii fizicheskii
zhurnal. 1990. Vol. 35, N 11. P. 1691]
6. Ìàòàðå Ã. Ýëåêòðîíèêà äåôåêòîâ â ïîëóïðîâîäíèêàõ.—
Ì.: Ìèð, 1974 [Matare G. Elektronika defektov v polupro-
vodnikakh. Moscow. Mir, 1974]
7. Ðýéâè Ê. Äåôåêòû è ïðèìåñè â ïîëóïðîâîäíèêîâîì
êðåìíèè.— Ì.: Ìèð, 1984. [Reivi K. Defekty i primesi v
poluprovodnikovom kremnii. M. Mir. 1984]
8. Êóëèíè÷ Î. À, Ãëàóáåðìàí Ì. À., Ñàäîâà Í. Í. Èñ-
ñëåäîâàíèå ïðèïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ êðåìíèÿ â ñòðóêòóðàõ
SiO2—Si // Èçâåñòèÿ âóçîâ. Ôèçèêà.— 2003.— ¹ 10.—
Ñ. 63—66. [Kulinich O. A, Glauberman M. A., Sadova N. N.
// Izvestiya vuzov. Fizika. 2003. N 10. P. 63]
9. Áåëÿêîâ Ë. Â., Ãîðÿ÷åâ Ä. Í., Ñðåñåëè Î. Ì. Áûñò-
ðàÿ ôîòîëþìèíåñöåíöèÿ èìïóëüñíî-àíîäèðîâàííîíî êðåìíèÿ
// Ïèñüìà ÆÒÔ.— 1996.— Ò. 22, âûï. 3.— Ñ.14—18.
[Belyakov L. V., Goryachev D. N., Sreseli O. M. // Pis’ma
ZhTF. 1996. Vol. 22, iss. 3. P.14]
10. Ñìûíòûíà Â. À., Êóëèíè÷ Î. À., ßöóíñêèé È. Ð. è
äð. Ðîëü ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè â ïîëó÷åíèè íàíîêðåìíèÿ
// Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòó-
ðå.— 2011.— ¹ 1—2.— Ñ. 22—24. [Smyntyna V. A., Kuli-
nich O. A., YAtsunskii I. R. i dr. // Tekhnologiya i Konstruiro-
vanie v Elektronnoi Apparature. 2011. N 1—2. P. 22]
11. Ìàëûãèí Ã. À. Ïëàñòè÷íîñòü è ïðî÷íîñòü ìèêðî- è
íàíîêðèñòàëëè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ // Ôèçèêà òâåðäîãî òåëà.—
2007.— Ò. 49, âûï. 6.— Ñ. 961—983. [Malygin G. A. //
Fizika tverdogo tela. 2007. Vol. 49, iss. 6. P. 961]
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ ðóêîïèñè
â ðåäàêöèþ 11.08 2011 ã.
___________________________
Kulinich O. A., Yatsunskiy I. P., Eshtokina T. Yu,
Brusenskaya G. I., Marchuk I. A. Photoluminescent
method for studying the plastic deformation at the
boudary of «SiO2—Si».
Keywords: photoluminescence, flowage, defects,
dislocations, tensions.
The possibility of using the photoluminescence method
for studying the mechanisms of plastic deformation at
the boundary of "SiO2—Si" in the process of obtaining
nanostructured silicon layers by deformation.
Ukraine, Odessa state economic university, I. I. Mech-
nikov Odessa National university.
___________________
Êóë³í³÷ Î. À., ßöóíñüêèé ². Ð., ªøòîê³íà Ò. Þ.,
Áðóñåíñüêà Ã. ²., Ìàð÷óê ². À. Ôîòîëþì³íåñöåíò-
íèé ìåòîä äîñë³äæåííÿ ïëàñòè÷íî¿ äåôîðìàö³¿ íà
ãðàíèö³ ïîä³ëó «SiO2—Si».
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ôîòîëþì³íåñöåíö³ÿ, ïëàñòè÷íà
äåôîðìàö³ÿ, äåôåêòè, äèñëîêàö³¿, íàïðóãà.
Ïîêàçàíî ìîæëèâ³ñòü âèêîðèñòàííÿ ìåòîäó ôîòî-
ëþì³íåñöåíö³¿ äëÿ âèâ÷åííÿ ìåõàí³çì³â ïëàñòè÷íî¿
äåôîðìàö³¿ íà ãðàíèö³ «îêñèä êðåìí³þ — êðåìí³é»
â ïðîöåñ³ îòðèìàííÿ øàð³â íàíîñòðóêòóðîâàíîãî
êðåìí³þ äåôîðìàö³éíèõ ìåòîäîì.
Óêðà¿íà, Îäåñüêèé íàö³îíàëüíèé åêîíîì³÷íèé óí³âåð-
ñèòåò, Îäåñüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò ³ì. ². ².
Ìå÷í³êîâà.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-51670 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:01:27Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кулинич, О.А. Яцунский, И.Р. Ештокина, Т.Ю. Брусенская, Г.И. Марчук, И.А. 2013-12-06T14:58:32Z 2013-12-06T14:58:32Z 2012 Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» / О.А. Кулинич, И.Р. Яцунский, Т.Ю. Ештокина, Г.И. Брусенская, И.А. Марчук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2012. — № 2. — С. 47-50. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51670 537.311.33:622.382.33 Показана возможность использования метода фотолюминесценции для изучения механизмов пластической деформации на границе «оксид кремния — кремний» в процессе получения слоев наноструктурированного кремния деформационным методом. Показано можливість використання методу фотолюмінесценції для вивчення механізмів пластичної деформації на границі «оксид кремнію — кремній» в процесі отримання шарів наноструктурованого кремнію деформаційних методом. The possibility of using the photoluminescence method for studying the mechanisms of plastic deformation at the boundary of "SiO₂—Si" in the process of obtaining nanostructured silicon layers by deformation. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Материалы электроники Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» Фотолюмінесцент ний метод дослідження пластичної деформації на границі поділу «SiO₂—Si» Photoluminescent method for studying the plastic deformation at the boudary of «SiO₂—Si» Article published earlier |
| spellingShingle | Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» Кулинич, О.А. Яцунский, И.Р. Ештокина, Т.Ю. Брусенская, Г.И. Марчук, И.А. Материалы электроники |
| title | Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» |
| title_alt | Фотолюмінесцент ний метод дослідження пластичної деформації на границі поділу «SiO₂—Si» Photoluminescent method for studying the plastic deformation at the boudary of «SiO₂—Si» |
| title_full | Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» |
| title_fullStr | Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» |
| title_full_unstemmed | Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» |
| title_short | Фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «SiO₂—Si» |
| title_sort | фотолюминесцентный метод исследования пластической деформации на границе раздела «sio₂—si» |
| topic | Материалы электроники |
| topic_facet | Материалы электроники |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51670 |
| work_keys_str_mv | AT kuliničoa fotolûminescentnyimetodissledovaniâplastičeskoideformaciinagranicerazdelasio2si AT âcunskiiir fotolûminescentnyimetodissledovaniâplastičeskoideformaciinagranicerazdelasio2si AT eštokinatû fotolûminescentnyimetodissledovaniâplastičeskoideformaciinagranicerazdelasio2si AT brusenskaâgi fotolûminescentnyimetodissledovaniâplastičeskoideformaciinagranicerazdelasio2si AT marčukia fotolûminescentnyimetodissledovaniâplastičeskoideformaciinagranicerazdelasio2si AT kuliničoa fotolûmínescentniimetoddoslídžennâplastičnoídeformacíínagranicípodílusio2si AT âcunskiiir fotolûmínescentniimetoddoslídžennâplastičnoídeformacíínagranicípodílusio2si AT eštokinatû fotolûmínescentniimetoddoslídžennâplastičnoídeformacíínagranicípodílusio2si AT brusenskaâgi fotolûmínescentniimetoddoslídžennâplastičnoídeformacíínagranicípodílusio2si AT marčukia fotolûmínescentniimetoddoslídžennâplastičnoídeformacíínagranicípodílusio2si AT kuliničoa photoluminescentmethodforstudyingtheplasticdeformationattheboudaryofsio2si AT âcunskiiir photoluminescentmethodforstudyingtheplasticdeformationattheboudaryofsio2si AT eštokinatû photoluminescentmethodforstudyingtheplasticdeformationattheboudaryofsio2si AT brusenskaâgi photoluminescentmethodforstudyingtheplasticdeformationattheboudaryofsio2si AT marčukia photoluminescentmethodforstudyingtheplasticdeformationattheboudaryofsio2si |