Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники

Изучено влияние режимов ионной имплантации и постимплантационных термообработок на структурные и оптические свойства кремниевой матрицы ионносинтезированными нанокластерами InAs и GaSb. Показано, что введением геттера, а также изменением температуры подложки и флюенса ионов, температуры и длительнос...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Date:	2011
Main Authors:	Комаров, Ф.Ф., Власукова, Л.А., Мильчанин, О.В., Комаров, А.Ф., Мудрый, А.В., Дунец, Б.С.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2011
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74485
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники / Ф.Ф. Комаров, Л.А. Власукова, О.В. Мильчанин, А.Ф. Комаров, А.В. Мудрый, Б.С. Дунец // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 2. — С. 355-363. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860047145233547264
author	Комаров, Ф.Ф. Власукова, Л.А. Мильчанин, О.В. Комаров, А.Ф. Мудрый, А.В. Дунец, Б.С.
author_facet	Комаров, Ф.Ф. Власукова, Л.А. Мильчанин, О.В. Комаров, А.Ф. Мудрый, А.В. Дунец, Б.С.
citation_txt	Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники / Ф.Ф. Комаров, Л.А. Власукова, О.В. Мильчанин, А.Ф. Комаров, А.В. Мудрый, Б.С. Дунец // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 2. — С. 355-363. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
description	Изучено влияние режимов ионной имплантации и постимплантационных термообработок на структурные и оптические свойства кремниевой матрицы ионносинтезированными нанокластерами InAs и GaSb. Показано, что введением геттера, а также изменением температуры подложки и флюенса ионов, температуры и длительности последующего отжига удаётся сформировать нанокластеры InAs и GaSb с размерами 2—80 нм и создать различную концентрацию и форму глубинных распределений вторичных дефектов структуры. Последний фактор обусловливает появление линий дислокационной люминесценции D1, D2 и D4 с энергией квантов 0,807, 0,87 и 0,997 эВ. Вивчено вплив режимів йонної імплантації та постімплантаційних термооброблень на структурні і оптичні властивості кремнійової матриці йонносинтезованими нанокластерами InAs і GaSb. Показано, що введенням ґетера, а також зміною температури підложжя та флюєнсу йонів, температури та тривалости наступного відпалу вдається сформувати нанокластери InAs і GaSb з розмірами 2—80 нм та створити різну концентрацію і форму глибинних розподілів вторинних дефектів структури. Останній фактор обумовлює появу ліній дислокаційної люмінесценції D1, D2 і D4 з енергією квантів 0,807, 0,87 і 0,997 еВ. The influence of ion implantation and post-implantation annealing behaviours on the structural and optical properties of silicon matrix with ion-beam synthesized InAs and GaSb nanocrystals is studied. As demonstrated, by introducing getter, varying the ion-implantation temperature, ion fluence, and post-implantation annealing duration and temperature, it is possible to form InAs and GaSb nanocrystals in the range of sizes of 2—80 nm and create various concentrations and distributions of secondary defects. The last factor causes the appearance of dislocation luminescence lines, D1, D2 and D4, at 0.807, 0.87 and 0.997 eV, respectively.
first_indexed	2025-12-07T16:58:42Z
format	Article
fulltext	355 PACS numbers: 61.72.uj, 68.37.Lp,78.30.Fs,78.55.Cr,79.20.Rf,81.07.Bc, 81.40.Wx Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А3В5 в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники Ф. Ф. Комаров, Л. А. Власукова, О. В. Мильчанин, А. Ф. Комаров, А. В. Мудрый , Б. С. Дунец Белорусский государственный университет, просп. Независимости, 4, 220030 Минск, Беларусь Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению, ул. П. Бровки, 19, 220072 Минск, Беларусь Изучено влияние режимов ионной имплантации и постимплантационных термообработок на структурные и оптические свойства кремниевой мат- рицы ионносинтезированными нанокластерами InAs и GaSb. Показано, что введением геттера, а также изменением температуры подложки и флюенса ионов, температуры и длительности последующего отжига уда- ётся сформировать нанокластеры InAs и GaSb с размерами 2—80 нм и со- здать различную концентрацию и форму глубинных распределений вто- ричных дефектов структуры. Последний фактор обусловливает появле- ние линий дислокационной люминесценции D1, D2 и D4 с энергией кван- тов 0,807, 0,87 и 0,997 эВ. Вивчено вплив режимів йонної імплантації та постімплантаційних тер- мооброблень на структурні і оптичні властивості кремнійової матриці йонносинтезованими нанокластерами InAs і GaSb. Показано, що введен- ням ґетера, а також зміною температури підложжя та флюєнсу йонів, те- мператури та тривалости наступного відпалу вдається сформувати нанок- ластери InAs і GaSb з розмірами 2—80 нм та створити різну концентрацію і форму глибинних розподілів вторинних дефектів структури. Останній фактор обумовлює появу ліній дислокаційної люмінесценції D1, D2 і D4 з енергією квантів 0,807, 0,87 і 0,997 еВ. The influence of ion implantation and post-implantation annealing behav- iours on the structural and optical properties of silicon matrix with ion-beam synthesized InAs and GaSb nanocrystals is studied. As demonstrated, by in- troducing getter, varying the ion-implantation temperature, ion fluence, and post-implantation annealing duration and temperature, it is possible to form InAs and GaSb nanocrystals in the range of sizes of 2—80 nm and create vari- Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2011, т. 9, № 2, сс. 355—363 © 2011 ІМФ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 356 Ф. Ф. КОМАРОВ, Л. А. ВЛАСУКОВА, О. В. МИЛЬЧАНИН и др. ous concentrations and distributions of secondary defects. The last factor causes the appearance of dislocation luminescence lines, D1, D2 and D4, at 0.807, 0.87 and 0.997 eV, respectively. Ключевые слова: кремний, ионная имплантация, нанокристаллы, лю- минесценция. (Получено 18 ноября 2010 г.) 1. ВВЕДЕНИЕ Развитие кремниевой оптоэлектроники сдерживается отсутствием эффективного источника света – светодиода или лазера. Кремний – материал с непрямой запрещенной зоной и не способен эффек- тивно излучать свет. Вместе с тем кремний является основным ма- териалом микроэлектроники, и в настоящее время активно изуча- ются возможные способы улучшения его светоизлучающей способ- ности: создание слоев пористого Si, сверхрешеток Si/SiO2, форми- рование структур Si/Ge, целенаправленного создания в кремниевой матрице дислокаций [1], создание нанокластеров в Si и SiO2. Пер- спективным подходом может стать формирование нанокристаллов (квантовых точек) узкозонных полупроводников А 3В5 в кремниевой матрице. Одним из методов формирования нанокластеров в кри- сталлических и аморфных матрицах является ионный синтез мето- дом ионной имплантации с последующим отжигом [2]. Сначала ионной имплантацией создается сверхвысокая концентрация при- меси в приповерхностной области матрицы. Последующий отжиг приводит к преципитации и формированию нанокластеров, вкрап- ленных в материал матрицы. Целью настоящей работы являются комплексные исследования структурных и оптических свойств систем «нанокристаллы InAs— кристаллический кремний» и «нанокристаллы GaSb—кристалличе- ский кремний» и возможности управления процессами формирова- ния нанокристаллов и структурных дефектов путем изменения ре- жимов имплантации и отжига. 2. ЭКСПЕРИМЕНТ Для создания слоев с нанокристаллами кремниевые подложки кри- сталлографической ориентации (100) имплантировались сначала ионами пятой (As или Sb), а затем ионами третьей (In или Ga) груп- пы Периодической системы элементов Д. И. Менделеева при ком- натной или повышенной (500°С) температуре. Энергии и дозы ионов изменялись, соответственно, в диапазонах 170—350 кэВ и 2,8—5⋅1016 см −2. После этого выполнялся отжиг в инертной атмосфе- ИОННЫЙ СИНТЕЗ НАНОКРИСТАЛЛОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ А 3В5 357 ре в интервале температур (600—1100°С) в печи сопротивления или в установке быстрого термического отжига (БТО). Часть образцов, имплантированных «кластерообразующими» примесями, допол- нительно облучалась ионами H2 + с энергией 100 кэВ и дозой в пере- счете на атомарный водород 1,2⋅1016 см −2. Эта процедура выполня- лась для создания на глубине порядка 500 нм внутреннего геттера во время последующего отжига. Распределение внедренных примесей, структурные и оптические свойства имплантированных слоев исследовались с помощью мето- дов резерфордовского обратного рассеяния (РОР), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), низкотемпературной фотолюми- несценции (ФЛ) и комбинационного рассеяния (КР). Распределение внедренных примесей в образцах контролирова- лось методом резерфордовского обратного рассеяния (РОР) ионов He+ с энергией 1,3 МэВ. Спектры резерфордовского обратного рассеяния с каналированием ионов использовались для оценки уровня радиа- ционного повреждения имплантированных кремниевых слоев. Структурно-фазовые превращения в слоях кремния исследовались методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) с ис- пользованием электронного микроскопа Hitachi H-800 с ускоряю- щим напряжением 200 кВ в геометрии «plan-view». Образцы, при- годные для электронно-микроскопических исследований, должны быть достаточно тонкими, чтобы быть почти прозрачными для элек- тронного пучка. В случае кремниевой матрицы при энергии элек- тронов 200 кэВ допустимая толщина образцов составляет порядка 150—200 нм. Поэтому при выполнении исследований в технике «plan-view» для областей кристалла, лежащих на глубинах свыше 200 нм от поверхности образца, перед препарированием выполня- лось удаление приповерхностных слоев с помощью анодирования (окисления) и последующего стравливания оксида кремния. Оптиче- ские свойства имплантированных образцов исследовались методами спектроскопии комбинационного рассеяния света (КР) и фотолюми- несценции (ФЛ). Спектры КР регистрировались на дисперсионном спектрометре RAMANOR U-1000 в геометрии обратного рассеяния при возбуждении Nd-лазером с длиной волны 532 нм. Запись спек- тров КР выполнялась при комнатной температуре в интервале вол- новых чисел от 90 до 600 см −1. Для возбуждения ФЛ использовался аргоновый лазер (λ = 514,5 нм), спектры записывались в спектраль- ном интервале 0,7—2 эВ при температуре жидкого гелия с использо- ванием решеточного монохроматора с фокусным расстоянием 0,6 м и охлаждаемого InGaAs детектора. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Анализ спектров РОР и вычисленных из данных РОР профилей 358 Ф распреде примеси плантац жиг при примеси внедренн граммы Высок воляет ф мерные как прец чае импл термообр татов (ри Введен 10 нм) пр жига. Пр работке область п первый д лизован фектном Между д на безд (рис. 1). вкраплен (рис. 2). ких доз Рис. 1. П (245 кэВ Время отж Ф. Ф. КОМАР еления вн и (до 50%) ии и после иводит так и и снижен ной приме SRIM 2003 кодозная и формироват кристалли ципитаты I лантации S работки пр ис. 1). ние геттер реципитат ри имплан могут быть преципита дефектный в тонкой м слое (400— дефектным дефектная В случае нные в бе Даже в ус Sb и Ga вн Преципитат , 4,1⋅1016 см жига 45 ми РОВ, Л. А. ВЛ недренных ) в узлы р едующего кже к суще нию ее кон еси, модел 3 [2]. онная имп ть в матри иты, идент InAs (в слу Sb + Ga). Ув риводит к в ра позволя тов даже пр тации в Si ь получены атов простр й слой с ми приповерх —450 нм) р ми слоями в область импланта ездефектну словиях «г носит суще а ы InAs в S м −2) и In (35 н (a) и 60ми ЛАСУКОВА, О примесей решетки кр отжига [2 ественному нцентраци лированны плантация ице кристал тифициров учае импла величение возрастани яет создав ри больши ионов (As ы образцы, ранственно икропорам хностной о регистриру в области г кремния, ации (Sb + ую кремни горячей» и ественные Si после «го 50 кэВ, 3,7 ин (б). О. В. МИЛЬЧ й показал ремния по 2]. Высокот у перерасп ии в сравн ыми с исп с последую ллического ванные мет антации As температу ю средних вать слой их (60 мин) + In) и посл , в которых о разделены ми и микро бласти. В уются дисл глубин 80— содержащ Ga) получ иевую мат имплантаци поврежден орячей» им 7·1016 см −2) и ЧАНИН и др. вхождени осле «горяч температур пределению ении с про пользовани ющим отжи о кремния тодами ПЭ + In) и GaS уры и длит размеров п из мелки ) длительн ледующей х дефектны ы. В таких одвойника более глуб окационны —350 нм рас щая прец чить преци трицу, не ии внедрен ния в крис б плантации и отжига п ие части чей» им- урный от- ю атомов офилями ием про- игом поз- нанораз- ЭМ и КР Sb (в слу- тельности преципи- их (менее остях от- термооб- ые слои и образцах ами лока- боком де- ые петли. асположе- ципитаты ипитаты, удалось ние высо- сталличе- ионов As при 900°C. ИОН скую реш новлению На ри цов Si по ка, в спе 1,1 эВ с м условий образцов для сис также на Рис. 2. «P плантиро 500°C и о ностного Рис. 3. Сн ции As (2 500°C (б, вая 1) и с после «го 4,5⋅1016 см 2 1 È í òå í ñè âí îñ òü Ô Ë , îò í . åä . 0,7 ННЫЙ СИНТ шетку крем ю кристалл исунке 3 пр осле импла ектрах ФЛ максимумо импланта в кремния темы «нан аблюдается а Plan-view» м ованных Sb отожженны слоя; б – п а нятые при 4 245 кэВ, 4, кривая 1) и с геттером (к орячей» им м −2) и отжиг Ýíåðãèÿ 0,8 0,9 ТЕЗ НАНОКР мния. Отж лической с редставлен антации (A Л регистрир ом 0,93 эВ ации и отж с нанокри нокристалл я полоса в о микрофотог (350 кэВ, х (900°C, 45 после удален 4,2 К спект 1⋅1016 см −2) и отжига (90 кривая 2); к мплантации га (900°С, 4 ôîòîíîâ, ýÂ 1,0 1,1 РИСТАЛЛОВ жиг не при структуры. ы снятые п As + In) и от руется шир . Интенсив жига. Следу исталлами лы InAs—к области 0,7 графии на д 5⋅1016 см −2) 5 минут). а ния слоя тол тры ФЛ обр и In (350 к 00°С, 60 мин кривая 2 на и As (245 к 5мин). 1,2 È í òå í ñè âí îñ òü Ô Ë , îò í . åä . 0,7 В ПОЛУПРОВ водит к пр . при 4,2 К тжига. Как рокая поло вность этой ует отмети GaSb (не п кристалли 75—1,1 эВ. двух глубин и Ga (250 – образец б лщиной 190 азцов крем кэВ, 3,7⋅1016 н). а – обра рисунке б – кэВ, 5⋅1016 Ýíåðã 0,8 0,9 2 1 ВОДНИКОВ А риемлемом спектры Ф к следует и оса в облас й полосы за ить, что в приводятся ический кр Полоса в э б нах в образц кэВ, 5⋅1016 без удалени 0 нм. б ния после и 6 см −2) при 2 азец без гетт – спектр ФЛ см −2) и In ãèÿ ôîòîíîâ, ýÂ 1,0 1,1 А3В5 359 му восста- ФЛ образ- из рисун- сти 0,75— ависит от спектрах я), как и ремний», этой обла- цах Si, им- см −2) при ия поверх- импланта- 25°C (a) и тера (кри- Л образца (350 кэВ, Â 1,2 360 Ф. Ф. КОМАРОВ, Л. А. ВЛАСУКОВА, О. В. МИЛЬЧАНИН и др. сти ранее наблюдалась в спектрах ФЛ для системы нанокристалли- тов InAs, выращенных молекулярно-лучевой эпитаксией (МЛЭ) на подложке Si [3] или синтезированных высокодозной имплантацией в матрице кристаллического кремния [2, 4], и связывалась с формиро- ванием квантовых точек InAs в кремнии. В нашем эксперименте та же полоса наблюдается в спектре ФЛ кремния, имплантированного (Sb + Ga). После термообработки в такой системе могут формировать- ся нанокристаллы GaSb. Возникает вопрос о природе обсуждаемой полосы. Если основной вклад в люминесценцию в данной области спектра вносит рекомбинация носителей в нанокристаллах GaSb, то интенсивность ее в образце с более совершенной кристаллической структурой (после длительного отжига) должна быть выше, чем в об- разце после кратковременной термообработки. Более вероятным представляется предположение о связи обсуждаемой полосы с излу- чательной рекомбинацией на межфазных границах кристалличе- ских преципитатов с кремниевой матрицей. При такой интерпрета- ции можно ожидать, что положение связанной с нанокластерами по- лосы в спектре ФЛ как для GaSb, так и для InAs, независимо от спо- соба получения (МЛЭ или ионная имплантация), будет определяться свойствами межфазных границ нанокристалл/кремний, а квантово- размерный эффект в ФЛ будет вторичным эффектом. Для системы «нанокристаллы InAs—кристаллический кремний» обнаружена полная перестройка спектра ФЛ при изменении режи- ма БТО (рис. 4). Термообработка в течение 3 минут при 1050°С при- водит к формированию структуры с нанокристаллами InAs, харак- теризующейся достаточно высоким совершенством, которой соот- ветствует весьма высокий выход фотолюминесценции (рис. 4, а). БТО при 950°С является недостаточным для полного восстановле- а б Рис. 4. Спектры низкотемпературной ФЛ образцов кремния после им- плантации As (170 кэВ, 3,2⋅1016 см −2) и In (250 кэВ, 2,8⋅1016 см −2) при 500°С и БТО в течение 3 минут при 1050°С (а) и 950°С (б). 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 È í òå í ñè âí îñ òü , îò í . åä . λ, íì 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 È í òå í ñè âí îñ òü , îò í . åä . λ, íì ИОН ния кри полосой онной л квантов Для и национн плантиро после им ствующи зоны Бри в сторону ского кр ствие в с матрицы ионов (Sb область н тельству ний в им рону низ ках GaAs ионной сдвиг LO вызванн GaAs. В Рис. 5. Сп ных в раз 700°С, 45 ННЫЙ СИНТ исталличес краевой л люминесце 0,807 и 0,8 идентифика ного рассея ованных и мплантации ий рассеяни иллюэна кр у меньших емния этот пектре под ы после в b и Ga). Сд низких час ует о сущес мплантиров зких частот s вблизи гр имплантац O-моды обус ыми разли нашем слу пектры КР об зных режим минут; 3 – ТЕЗ НАНОКР кой решёт люминесце нции D1 и 87 эВ. ации класт ния. На ри и отожженн и (кривая 1 ию на длин ристалличе х энергий. Д т пик наход дтверждает ысокодозн двиг полож стот для не ствовании ванном сло т наблюдал раницы амо цией. Авто словлен уп ичием стр учае аморф бразцов, им мах. Имплан 1100°С, 3м РИСТАЛЛОВ тки кремн енции набл и D2, кото теров GaSb исунке 5 п ных образ 1) проявляе нноволново еского крем Для неповр дится на ча т кристалли ной «горяч жения пика еотожженн значитель ое. Похожи ли Алещен орфизованн оры [6] по пругими ме руктур амо фный слой п мплантирова нтация Sb + минуты (БТО В ПОЛУПРОВ ия и в спе людаются орым соотв b использов представлен цов. В спе ется пик пр ом оптичес мния, но см режденного астоте 521 с ическое сос чей» импл а кристалли ных образцо ьных механ ий сдвиг LO ко и Водоп ной области оказали, чт еханически орфного и после импл анных ионам Ga (500°С): О);4–1100° ВОДНИКОВ А ектре ФЛ линии дис ветствуют вался мето ны спектры ектре образ ри 512 см −1 ском фонон мещенный о монокрис см −1 [5]. Ег стояние кре лантации ического к ов, вероятн нических н O-моды Ga пьянов [6] в и, созданно то низкоча ими напряж кристалл лантации н ми Sb и Ga и 1 – без отж °С, 60минут А3В5 361 наряду с слокаци- энергии од комби- ы КР им- зца сразу 1, соответ- не центра й на 9 см −1 сталличе- го присут- емниевой тяжелых кремния в но, свиде- напряже- aAs в сто- в подлож- ой в GaAs астотный жениями, лического не форми- отожжен- жига; 2 – т. 362 Ф. Ф. КОМАРОВ, Л. А. ВЛАСУКОВА, О. В. МИЛЬЧАНИН и др. руется, как показывают данные РОР, просвечивающей электронной дифракции и КР. Механические напряжения могут быть вызваны накоплением значительного количества атомов тяжелых примесей (в основном, сурьмы) в приповерхностном слое. Как видно из рисунка, отжиг приводит к смещению положения пика кристаллического кремния в сторону больших энергий (до 518 см −1 после термообработ- ки при 1100°С) и возрастанию его интенсивности. Однако, опробован- ные режимы отжига, по-видимому, все же не приводят к полному снятию механических напряжений в имплантированном слое. В то же время пик кремния для утоненного образца, прошедшего отжиг при 900°С в течение 45 мин, находится на частоте 521 см −1, соответствую- щей справочному значению для монокристаллического кремния (на рисунке не приводится). При утонении с поверхности образца было удалено 190 нм материала. Значит, можно предположить, что область напряжений локализована в слое толщиной менее 190 нм. Отжиг приводит к появлению в спектрах КР дополнительных по- лос в области частот от 110 до 235 см −1. Пик в области частот 230—233 см −1 соответствует рассеянию на LO-фононе кристаллического GaSb [5]. Интенсивность его изменяется с увеличением температуры и длительности отжига, достигая максимума для образца, отожженно- го при 1100°С в течение 3 минут. Кроме пика, характерного GaSb, в спектрах КР отожженных образов регистрируются пики при 112 и 149 см −1. Мы приписываем их рассеянию на TO- и LO-фононах кри- сталлической сурьмы. Для масс ≈ 152 см −1 [7]. Следовательно, отжиг имплантированных при повышенной температуре высокими дозами сурьмы и галлия образцов приводит к формированию в кремниевой матрице не только соединения GaSb, но и кристаллической сурьмы. Сходная ситуация наблюдалась авторами [8] для кремния, имплан- тированного при 500°С высокими дозами As и In. Для всех отожжен- ных образцов методом РГ-дифракции регистрировалась не только фаза InAs, но и кристаллический In. Формирование фазы In авторы [8] объясняли его низкой растворимостью в кремнии (для сравнения, растворимость In и As в кристаллическом кремнии составляют, соот- ветственно, ≈ 4⋅1017 и 1,5⋅1021 ат⋅см−3) [9]. В нашем случае формирова- ние кристаллической сурьмы в результате постимплантационной термообработки, по-видимому, также связано с преципитацией пе- ресыщенного твердого раствора (равновесная растворимость Sb в кремниевой матрице составляет ≈ 8⋅1019 ат·см −3 [9], в то время как при использованной высокой дозе имплантации концентрация ионов Sb в кремниевой матрице достигала значений ≈ 5⋅1021 ат⋅см−3). 4. ВЫВОДЫ Изучено влияние ионной имплантации и постимплантационных термообработок (равновесных и БТО) на структуру и оптические ИОННЫЙ СИНТЕЗ НАНОКРИСТАЛЛОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ А 3В5 363 свойства кремниевой матрицы с синтезированными нанокристалла- ми InAs и GaSb. Продемонстрирована возможность управления раз- мером нанокластеров и генерацией вторичных дефектов структуры за счёт изменения температуры и длительности термообработки, а так же введения внутреннего геттера. Наблюдаемые в имплантиро- ванных образцах полосы люминесценции обусловлены выходом как от нанокристаллов, так и дефектов дислокационного типа. Межфаз- ные границы нанокристалла полупроводника А 3В5 с кремнием мо- жет быть эффективной зоной излучательной рекомбинации носите- лей тока, так как несоответствие решёток обуславливает формирова- ние областей сильных напряжений. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. M. A. Lorenço, M. Milosavljević, R. M. Gwilliam, K. P. Homewood, and G. Shao, Appl. Phys. Lett., 87: 201105 (2005). 2. F. Komarov, L. Vlasukova, W. Wesch, A. Komarov, O. Milchanin, S. Grech- nyi, A. Mudryi, and A. Ivaniukovich, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B266: 3557 (2008). 3. R. Heitz, N. N. Ledentsov, D. Bimberg et al., Physica E, 7: 317 (2000). 4. Ф. Ф. Комаров, О. В. Мильчанин, Л. А. Власукова, В. Веш, А. Ф. Кома- ров, А. В. Мудрый, Известия РАН. Сер. Физическая, 74: 323 (2010). 5. M. Landölt and J. Börnstein, Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology (Berlin—Heidelberg: Springer—Verlag: 1982). 6. Ю. А. Алещенко, Л. К. Водопьянов, Физика и техника полупроводников, 27: 1259 (1991). 7. J. Michael Pelletier, Science, 478 (1999). 8. A. L. Tchebotareva, J. L. Brebner, S. Roorda, and C. W. White, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B175—177: 187 (2001). 9. Properties of Crystalline Silicon. The Institution of Electric Engineers (Ed. R. Hull) (London: INSPEC: 1999).
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-74485
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1816-5230
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T16:58:42Z
publishDate	2011
publisher	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
record_format	dspace
spelling	Комаров, Ф.Ф. Власукова, Л.А. Мильчанин, О.В. Комаров, А.Ф. Мудрый, А.В. Дунец, Б.С. 2015-01-21T10:56:59Z 2015-01-21T10:56:59Z 2011 Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники / Ф.Ф. Комаров, Л.А. Власукова, О.В. Мильчанин, А.Ф. Комаров, А.В. Мудрый, Б.С. Дунец // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 2. — С. 355-363. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1816-5230 PACS numbers: 61.72.uj, 68.37.Lp, 78.30.Fs, 78.55.Cr, 79.20.Rf, 81.07.Bc, 81.40.Wx https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74485 Изучено влияние режимов ионной имплантации и постимплантационных термообработок на структурные и оптические свойства кремниевой матрицы ионносинтезированными нанокластерами InAs и GaSb. Показано, что введением геттера, а также изменением температуры подложки и флюенса ионов, температуры и длительности последующего отжига удаётся сформировать нанокластеры InAs и GaSb с размерами 2—80 нм и создать различную концентрацию и форму глубинных распределений вторичных дефектов структуры. Последний фактор обусловливает появление линий дислокационной люминесценции D1, D2 и D4 с энергией квантов 0,807, 0,87 и 0,997 эВ. Вивчено вплив режимів йонної імплантації та постімплантаційних термооброблень на структурні і оптичні властивості кремнійової матриці йонносинтезованими нанокластерами InAs і GaSb. Показано, що введенням ґетера, а також зміною температури підложжя та флюєнсу йонів, температури та тривалости наступного відпалу вдається сформувати нанокластери InAs і GaSb з розмірами 2—80 нм та створити різну концентрацію і форму глибинних розподілів вторинних дефектів структури. Останній фактор обумовлює появу ліній дислокаційної люмінесценції D1, D2 і D4 з енергією квантів 0,807, 0,87 і 0,997 еВ. The influence of ion implantation and post-implantation annealing behaviours on the structural and optical properties of silicon matrix with ion-beam synthesized InAs and GaSb nanocrystals is studied. As demonstrated, by introducing getter, varying the ion-implantation temperature, ion fluence, and post-implantation annealing duration and temperature, it is possible to form InAs and GaSb nanocrystals in the range of sizes of 2—80 nm and create various concentrations and distributions of secondary defects. The last factor causes the appearance of dislocation luminescence lines, D1, D2 and D4, at 0.807, 0.87 and 0.997 eV, respectively. ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники Article published earlier
spellingShingle	Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники Комаров, Ф.Ф. Власукова, Л.А. Мильчанин, О.В. Комаров, А.Ф. Мудрый, А.В. Дунец, Б.С.
title	Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники
title_full	Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники
title_fullStr	Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники
title_full_unstemmed	Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники
title_short	Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники
title_sort	ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников а³в⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74485
work_keys_str_mv	AT komarovff ionnyisinteznanokristallovuzkozonnyhpoluprovodnikova3v5vkremnievoimatricedlâsistemoptoélektroniki AT vlasukovala ionnyisinteznanokristallovuzkozonnyhpoluprovodnikova3v5vkremnievoimatricedlâsistemoptoélektroniki AT milʹčaninov ionnyisinteznanokristallovuzkozonnyhpoluprovodnikova3v5vkremnievoimatricedlâsistemoptoélektroniki AT komarovaf ionnyisinteznanokristallovuzkozonnyhpoluprovodnikova3v5vkremnievoimatricedlâsistemoptoélektroniki AT mudryiav ionnyisinteznanokristallovuzkozonnyhpoluprovodnikova3v5vkremnievoimatricedlâsistemoptoélektroniki AT dunecbs ionnyisinteznanokristallovuzkozonnyhpoluprovodnikova3v5vkremnievoimatricedlâsistemoptoélektroniki

Ионный синтез нанокристаллов узкозонных полупроводников А³В⁵ в кремниевой матрице для систем оптоэлектроники

Institution

Similar Items