Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении γ-квантами
Previously undescribed structural microdefects arising in semiconductor films under gamma irradiation have been identified. It is shown that the cause of changes in the optical properties of such films is related to micro‑inhomogeneities and elastic fields around them. Experimental studies of radiat...
Збережено в:
| Дата: | 2003 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2003
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2003.2.58 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technology and design in electronic equipment |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Technology and design in electronic equipment| _version_ | 1869472236790874112 |
|---|---|
| author | Khramov, E. F. Prokhorov, G. V. Pelikhaty, N. M. Hnap, A. K. |
| author_facet | Khramov, E. F. Prokhorov, G. V. Pelikhaty, N. M. Hnap, A. K. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "E. F. Khramov",
"institution": "Odesa National Academy of Telecommunications named after A. S. Popov, Ukraine"
},
{
"author": "G. V. Prokhorov",
"institution": "V. N. Karazin Kharkov National University, Ukraine"
},
{
"author": "N. M. Pelikhaty",
"institution": "V. N. Karazin Kharkov National University, Ukraine"
},
{
"author": "A. K. Hnap",
"institution": "V. N. Karazin Kharkov National University, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Khramov, E. F. |
| baseUrl_str | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-06-30T17:51:02Z |
| description | Previously undescribed structural microdefects arising in semiconductor films under gamma irradiation have been identified. It is shown that the cause of changes in the optical properties of such films is related to micro‑inhomogeneities and elastic fields around them. Experimental studies of radiation defect formation processes revealed one of the possible reasons for distortion of the electrical signal in layered structures of solid‑state electronic devices. |
| first_indexed | 2026-07-01T01:00:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
58
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Ïåðåêðèñòàëëèçîâàííûå îáëàñòè ïîëó-
ïðîâîäíèêîâ ÿâëÿþòñÿ îäíîé èç ïðè÷èí
èñêàæåíèÿ ñèãíàëà â ýëåêòðîííûõ òâåð-
äîòåëüíûõ ïðèáîðàõ, ñîçäàííûõ íà èõ
îñíîâå.
Îäíîé èç âàæíûõ ïðîáëåì â òåõíîëîãèè ïðîèç-
âîäñòâà è ýêñïëóàòàöèè ìèêðîñõåì ÿâëÿåòñÿ ñòîé-
êîñòü ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ, ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ,
êâàçèàìîðôíûõ è àìîðôíûõ ïëåíîê è ñëîåâ ïîëó-
ïðîâîäíèêîâ ê âîçäåéñòâèþ âíåøíèõ ôàêòîðîâ, â
ò. ÷. ê ðàäèàöèîííîìó îáëó÷åíèþ. Ïðîáëåìà èìååò
ïðÿìîå îòíîøåíèå ê çàäà÷àì íåëèíåéíîé íåèçîòåð-
ìè÷åñêîé ìèêðîêèíåòèêè.
Åñëè â îáðàçöàõ ïîëóïðîâîäíèêîâ, èçãîòîâëåííûõ
â âèäå òîíêèõ ïëåíîê, â êâàçèàìîðôíîì ñîñòîÿíèè
ïîÿâëÿþòñÿ îáëàñòè, õàðàêòåðèçóþùèåñÿ äàëüíèì
ïîðÿäêîì è ïîÿâëåíèåì ôàçîâûõ ãðàíèö, òî â ýòîì
ñëó÷àå èìååò ìåñòî ïðîöåññ ãåòåðîãåííîé ðåëàêñà-
öèè, êîòîðàÿ ïðîèñõîäèò ïóòåì çàðîæäåíèÿ è ðîñòà
ðàâíîâåñíîé èëè ìåòàñòàáèëüíîé êðèñòàëëè÷åñêîé
ôàçû. Ïðè ýòîì ìîæåò âûäåëÿòüñÿ ñêðûòàÿ ýíåðãèÿ â
âèäå òåïëîòû ôàçîâîãî ïðåâðàùåíèÿ, ïðè÷åì ñêîðîñòü
ýëåìåíòàðíûõ ïðîöåññîâ ãåíåðàöèè ôîðìèðóþùåé-
ñÿ ôàçû óâåëè÷èâàåòñÿ ñ ïîÿâëåíèåì íîâîé ôàçû.
Èíòåíñèâíîå âûäåëåíèå ñêðûòîé ýíåðãèè íà ãðà-
íèöå ðàñïðåäåëåíèÿ ôàç ìîæåò ïðèâåñòè ê çíà÷èòåëü-
íîìó ñàìîðàçîãðåâó ôðîíòà êðèñòàëëèçàöèè, êîòî-
ðûé ðåàëèçóåòñÿ â âèäå òåïëîâîãî äîìåíà, ðàñïðîñò-
ðàíÿþùåãîñÿ â ìàòåðèàëå ñî ñêîðîñòüþ, â íåñêîëüêî
ðàç ïðåâûøàþùåé ñêîðîñòü ñòàíäàðòíîãî ïðîöåññà
êðèñòàëëèçàöèè. Ýòó îñîáåííîñòü êðèñòàëëèçàöèè
àìîðôíûõ ñòðóêòóð îïðåäåëÿþò êàê òåïëîâóþ áèñòà-
áèëüíîñòü ïðîöåññà ðîñòà íîâîé ôàçû [1].
Èçâåñòíû äîñòàòî÷íî îáøèðíûå íàó÷íî-òåõíè÷åñ-
êèå îáçîðû, êîòîðûå êàñàþòñÿ âçðûâíîé êðèñòàëëè-
çàöèè ïîëóïðîâîäíèêîâ [1�3], à òàêæå ðÿäà àìîðô-
íûõ ìåòàëëè÷åñêèõ ñïëàâîâ [4], àìîðôíûõ ìåòàëëîâ
[5] è äèýëåêòðèêîâ [6]. Õîòÿ èçìåíåíèÿ è àíàëèç êðè-
ñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû àìîðôíûõ âåùåñòâ â ýòèõ
îáçîðàõ ðàññìîòðåíû äîñòàòî÷íî ïîäðîáíî, ôèçè÷åñ-
êàÿ ïðèðîäà àìîðôíîãî ñîñòîÿíèÿ âåùåñòâà, íà íàø
âçãëÿä, íå âûÿñíåíà (íè òåîðåòè÷åñêè, íè ýêñïåðè-
ìåíòàëüíî). Äåëî â òîì, ÷òî àìîðôíûì âåùåñòâàì
ïðèñóù òîëüêî áëèæíèé ïîðÿäîê, ïîýòîìó ïîëîæå-
íèå àòîìîâ è àòîìíàÿ ïëîòíîñòü èññëåäóåìîé ñèñòå-
ìû ìîãóò áûòü îõàðàêòåðèçîâàíû ðàäèàëüíîé ôóíê-
öèåé ðàñïðåäåëåíèÿ, êîòîðóþ ìîæíî îïðåäåëèòü ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíî ïî äèôðàêöèè ðåíòãåíîâñêèõ ëó÷åé èëè
ýëåêòðîíîâ: ïî ïîëîæåíèþ ïèêîâ íà êðèâûõ ðàäè-
àëüíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ àòîìíîé ïëîòíîñòè è ïëîùà-
äåé ïîä íèìè ñóäÿò î âåëè÷èíå ñðåäíåãî ðàäèóñà è
ñðåäíåãî ÷èñëà àòîìîâ ñîîòâåòñòâóþùåé êîîðäèíàò-
íîé ñôåðû.
Èçâåñòíî [7], ÷òî ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè àìîðô-
íûõ ïëåíîê ñîñòàâëÿþò 1�2%, ò. å. â íèõ íàáëþäà-
þòñÿ îáëàñòè ñâîáîäíîãî è �àíòèñâîáîäíîãî� îáúå-
ìà. Âîçìîæíî, ýòè ôëóêòóàöèè îáóñëàâëèâàþò íàëè-
÷èå â àìîðôíûõ ïëåíêàõ �çàìîðîæåííûõ� öåíòðîâ
êðèñòàëëèçàöèè, çàíèìàþùèõ íè÷òîæíî ìàëûå îáúå-
ìû è ðàñïðåäåëåííûõ íåðàâíîìåðíî ïî òîëùèíå ñëîÿ.
Êðîìå òîãî, íå îáëàäàÿ ïðàâèëüíîé ñòðóêòóðîé, îíè
ìîãóò ñòàòü ýôôåêòèâíûìè öåíòðàìè êðèñòàëëèçàöèè
ëèøü âñëåäñòâèå íåêîòîðîé ïåðåñòðîéêè. Ïðè ýòîì
ïëîòíîñòü �çàìîðîæåííûõ� öåíòðîâ íà ïîâåðõíîñòè
àìîðôíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëåíîê, ïîëó÷åííûõ
â ðåçóëüòàòå êîíäåíñàöèè íà ïîäëîæêó èç ãàçîâîé
ñðåäû â âàêóóìå, âûøå ïëîòíîñòè ýòèõ öåíòðîâ, ðàñ-
ïîëîæåííûõ íà ïîâåðõíîñòè ïëåíêè, êîíòàêòèðóþùåé
ñ ïîäëîæêîé. Êîñâåííî ñóäèòü î íàëè÷èè òàêèõ öåíò-
ðîâ ìîæíî ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèÿ êîýôôèöèåíòà
Õîëëà ýòèõ ïëåíîê.
Èñïîëüçîâàíèå â ïîëóïðîâîäíèêîâîì (è, îñîáåí-
íî, ñåíñîðíîì) ïðèáîðîñòðîåíèè ïëåíîê íà îñíîâå
ëåãèðîâàííîãî ãåðìàíèÿ, ïîëó÷åííûõ òåðìè÷åñêèì
íàïûëåíèåì íà ïðîçðà÷íûå ïîäëîæêè, ïðèâåëî ê íå-
îáõîäèìîñòè èññëåäîâàíèÿ îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ýòèõ
ïëåíîê è ñòîéêîñòè èõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ê
îáëó÷åíèþ âûñîêîýíåðãåòè÷íûìè ÷àñòèöàìè.
Íèæå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû òàêèõ ýêñïåðèìåíòàëü-
íûõ èññëåäîâàíèé.
Îáúåêòàìè èññëåäîâàíèÿ ñëóæèëè ïëåíêè ãåðìàíèÿ, ëåãèðî-
âàííîãî ïðèìåñÿìè ôîñôîðà è ñåðû (ðèñ. 1, À), êîòîðûå íàïûëÿ-
ëèñü â âàêóóìå (Ð=5·10�5 Ïà) íà êâàðöåâûå ïëàñòèíû òîëùèíîé
0,3�0,5 ìì. Òîëùèíà ïëåíîê ñîñòàâëÿëà 120�600 íì (èçìåðå-
íèå îñóùåñòâëÿëîñü ñ ïîìîùüþ ìèêðîèíòåðôåðîìåòðà ÌÈÈ-4).
Èññëåäîâàíèå îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïëåíîê ïðîâåäåíî íà ñïåêò-
ðîìåòðå �Specord-Ì40�, à ìèêðîôîòîãðàôèðîâàíèå � íà óñòà-
íîâêå �Neophot� (ïðè îñâåùåíèè îáðàçöîâ óëüòðàôèîëåòîâûì è
âèäèìûì ñâåòîì) ñ èñïîëüçîâàíèåì ôîòîïëåíîê Içîîðòî-90 è
Iíôðà-780 (ïðè óâåëè÷åíèÿõ ×400 è ×600).
Îáëó÷åíèå γ-êâàíòàìè ïðîâîäèëîñü íà óñòàíîâêå Co60. Èí-
òåíñèâíîñòü ïîòîêà � 50 Ã/ñ ïðè äîçàõ 1,0·107�1,16·108 Ã è
ýíåðãèè êâàíòîâ 1,8 ÌýÂ.
Ïðè îïòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ ïëåíîê, îáëó÷åí-
íûõ äîçàìè 1,16·108 Ã, âûÿâëåíà çàâèñèìîñòü ôîð-
Å. Ô. ÕÐÀÌÎÂ, Ã. Â. ÏÐÎÕÎÐÎÂ,
ê. ô.-ì. í. Í. Ì. ÏÅËÈÕÀÒÛÉ, ä. ô.-ì. í. À. Ê. ÃÍÀÏ
Óêðàèíà, Îäåññêàÿ íàöèîíàëüíàÿ àêàäåìèÿ ñâÿçè èì. À. Ñ. Ïîïîâà,
Õàðüêîâñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èì. Â. Í. Êàðàçèíà
E-mail:crr.prokhorov@paco.net
ÂÇÐÛÂÍÀß ÊÐÈÑÒÀËËÈÇÀÖÈß ÒÎÍÊÈÕ ÏËÅÍÎÊ
ÏÎËÓÏÐÎÂÎÄÍÈÊΠÏÐÈ ÎÁËÓ×ÅÍÈÈ γ-ÊÂÀÍÒÀÌÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
20.05�27.11 2002 ã.
Îïïîíåíò ä. ò. í. Â. À. ÌÎÊÐÈÖÊÈÉ
(ÎÍÏÓ, ã. Îäåññà)
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
59
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
ìèðîâàíèÿ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé îò òîëùèíû ïëåí-
êè, åå ñîñòàâà è äîçû γ-êâàíòîâ.
 ïëåíêàõ òîëùèíîé 120 íì íà îäíîðîäíîì çåëå-
íîì ïîëå èçîáðàæåíèÿ âûÿâëåíû ìèêðîíåîäíîðîä-
íîñòè ðàçìåðîì äî 5 ìêì, êîòîðûå îòëè÷àëèñü îê-
ðàñêîé îò îäíîðîäíîãî çåëåíîãî ôîíà (ðèñ.1, Á�È).
 öåíòðå òàêèõ îáðàçîâàíèé ðàñïîëîæåí áóãîðîê ðàç-
ìåðîì 0,02�0,05 ìêì ÿðêî-æåëòîé îêðàñêè, à âîê-
ðóã íåãî � îáðàçîâàíèå êðàñíîãî öâåòà, ïîñòåïåííî
ïåðåõîäÿùåå â ïîëå ñâîåîáðàçíîé ôîðìû ñèðåíåâî-
ãî öâåòà, êîòîðîå ñ óäàëåíèåì îò öåíòðà ïåðåõîäèò â
ñèíå-ãîëóáîå (çåëåíîâàòîå) ïîëå ïëåíî÷íîãî ïîëó-
ïðîâîäíèêà. (Ê ñîæàëåíèþ, ÷åðíî-áåëûé âàðèàíò ïî-
ëó÷åííûõ ñíèìêîâ íå ïîçâîëÿåò â íàñòîÿùåé ñòàòüå
ïîêàçàòü öâåòîâóþ èíôîðìàöèþ.)
Îïòè÷åñêîå èçîáðàæåíèå â ìèêðîñêîïå çàâèñèò îò
ìåñòîïîëîæåíèÿ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé (â ñåðåäè-
íå, íà ïîâåðõíîñòè èëè â ïðèïîâåðõíîñòíîì ñëîå
èññëåäóåìîé ïëåíêè), à ôîðìèðîâàíèå öâåòîâîé êàð-
òèíû � êàê îò îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñàìîé ïëåíêè,
òàê è îò ìèêðîíàïðÿæåíèé â èññëåäóåìûõ ñëîÿõ.
Îïòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè îáíàðóæèòü
òàêæå çàâèñèìîñòü âåëè÷èíû è ôîðìû ìèêðîíåîä-
íîðîäíîñòåé, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ ïîñëå îáëó÷åíèÿ,
îò òîëùèíû ïëåíêè è åå ñîñòàâà. Èññëåäîâàíèå �íà
ïðîñâåò� è �íà îòðàæåíèå�, à òàêæå ïðè îñâåùåíèè
îáðàçöîâ ïîä ñêîëüçÿùèìè óãëàìè (10�40°) ïîçâî-
ëèëè âûÿâèòü îáúåìíîñòü ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé,
ðàñïîëîæåííûõ êàê âíóòðè ïëåíêè, òàê è â ïðèïî-
âåðõíîñòíîì ñëîå ïëåíêè (ðèñ. 2, À, Â).
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî îñíîâíîé âêëàä â ïðîöåññ ðàäèà-
öèîííîãî äåôåêòîîáðàçîâàíèÿ âíîñèò ïåðâûé ñìå-
ùåííûé àòîì ìàòðè÷íîãî ïîëóïðîâîäíèêà, êîòîðûé
ñîçäàåò êàñêàä ðàäèàöèîííûõ äåôåêòîâ â îáúåìå
(ðèñ. 3, À), à òàêæå èäåíòè÷íîñòü ïîâåäåíèÿ ãåðìà-
íèÿ è êðåìíèÿ â ýòèõ óñëîâèÿõ, äëÿ îáúÿñíåíèÿ ïðî-
öåññà ôîðìèðîâàíèÿ �âîçâûøåííîñòè� (áóãîðêà) â
öåíòðå òàêîãî îáðàçîâàíèÿ íàìè ïðîâåäåíû èññëåäî-
âàíèÿ äåôåêòîâ è äåôåêòíûõ îáëàñòåé ïîñëå áîìáàð-
äèðîâêè êðåìíèÿ èîíàìè êðåìíèÿ â óñëîâèÿõ ìàëûõ
äîç (1011�1012 èîí·ñì�2) è ýíåðãèé 30�100 êýÂ.
Äëÿ ýòîãî ïîñëå áîìáàðäèðîâêè êðåìíèÿ èîíà-
ìè êðåìíèÿ ïîâåðõíîñòíûå ñëîè òîëùèíîé 0,1, 0,2,
0,3 ìêì ïîäâåðãàëèñü õèìè÷åñêîé ïîëèðîâêå â òðà-
âèòåëå íà îñíîâå ðàñòâîðà ïëàâèêîâîé, àçîòíîé è
óêñóñíîé ëåäÿíîé êèñëîò. Çàòåì ïîâåðõíîñòü êðåì-
íèÿ õèìè÷åñêè îêðàøèâàëàñü èîíàìè ìåäè äëÿ âû-
ÿâëåíèÿ ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíûõ çîí è òî÷åê, ïîñëå
÷åãî ñ ýòèõ ïîâåðõíîñòåé ñíèìàëèñü óãîëüíûå ðåï-
ëèêè äëÿ ïîñëåäóþùåãî èõ ýëåêòðîííî-ìèêðîñêî-
ïè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ.
Ïðè äâèæåíèè èîíà êðåìíèÿ, âûáèòîãî èç ñâîåãî
ðàâíîâåñíîãî ïîëîæåíèÿ â êðèñòàëëå, âäîëü åãî òðà-
åêòîðèè ôîðìèðóåòñÿ ðÿä îáëàñòåé, îòëè÷àþùèõñÿ
ýëåêòðè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè îò ìàòðè÷íîãî
(ò. å. íåáîìáàðäèðîâàííîãî) ïîëóïðîâîäíèêà. Ðàçìåð
òàêèõ îáëàñòåé ìîæåò èçìåíÿòüñÿ îò 10 äî 150 íì â
äèàìåòðå, ïðè ýòîì èõ ïîëîæåíèå, êàê ïðàâèëî, çà-
âèñèò îò êðèñòàëëîãðàôè÷åñêîé îðèåíòàöèè ìàòðè÷-
íîãî ïîëóïðîâîäíèêà. Öåïî÷êè ðàçóïîðÿäî÷åííûõ
Ðèñ. 1. Ìèêðîíåîäíîðîäíîñòè â ïëåíêàõ ãåðìàíèÿ, êîòîðûå âîçíèêëè è
ñôîðìèðîâàëèñü ïðè áîìáàðäèðîâêå ãàììà-êâàíòàìè:
À � íåáîìáàðäèðîâàííàÿ ïëåíêà; Á � îáëàñòè îïòè÷åñêîãî êîíòðàñòà;  � ðàçëè÷íûå
ðàçìåðû ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé â çàâèñèìîñòè îò òîëùèíû ïëåíêè; Ã�È � ïîëÿ óïðó-
ãèõ äåôîðìàöèé âîêðóã ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé; Æ � âçðûâíîé ïðîöåññ êðèñòàëëèçà-
öèè â ãëóáèííîì ñëîå ïëåíêè; Ç � âçðûâíîé ïðîöåññ êðèñòàëëèçàöèè áëèç ïîâåðõíîñòè
Ðèñ. 2. Ïëåíêè ãåðìàíèÿ, îáëó÷åí-
íûå ãàììà-êâàíòàìè, ïðè îñâåùå-
íèè ïîä ìàëûì óãëîì:
À � îáúåìíîñòü ôîðìû; Â � ìèêðîíå-
îäíîðîäíîñòè; Ñ � êðèâûå ïðîïóñêàíèÿ
äî (1) è ïîñëå (1') îáëó÷åíèÿ, õàðàêòåðè-
çóþùèå èçìåíåíèå îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ
ïëåíîê (λ � äëèíà âîëíû)
1
1′
50
40
30
20
10
Ï
ðî
ïó
ñê
àí
èå
,
%
400 500 600 700 λ, íì
C
Â
À
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
60
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
îáëàñòåé ôîðìèðóþòñÿ â ðåçóëüòàòå îáðàçîâàíèÿ �òåð-
ìè÷åñêèõ ïèêîâ� â ìåñòàõ èíòåíñèâíîãî òîðìîæåíèÿ
ñìåùåííûõ àòîìîâ â ìàòðèöå ìîíîêðèñòàëëà.
Åñëè èíòåíñèâíîñòü ïîòîêà èîíîâ êðåìíèÿ, ñìåùåí-
íûõ èç ðàâíîâåñíîãî ñîñòîÿíèÿ, óâåëè÷èâàåòñÿ, òî
ðàçóïîðÿäî÷åííûå îáëàñòè ïåðåêðûâàþòñÿ, è â òàêèõ
ìåñòàõ îáðàçóþòñÿ àìîðôèçîâàííûå çîíû, ïåòëè äèñ-
ëîêàöèé è âûäåëåíèÿ ñëîæíîé ãåîìåòðè÷åñêîé ôîðìû
(ðèñ. 3, Á, Â). Ñòåïåíü àìîðôèçàöèè õîðîøî âèäíà íà
ýëåêòðîíîãðàììàõ, ïðèâåäåííûõ íà òåõ æå ðèñóíêàõ.
Ïðè ýòîì ñ èçìåíåíèåì êîíöåíòðàöèè ýëåêòðè÷åñ-
êè àêòèâíîé ïðèìåñè (íàïðèìåð, ñóðüìû â ãåðìàíèè
èëè ôîñôîðà â êðåìíèè) è ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíûõ
öåíòðîâ, êîòîðûå ôîðìèðóþòñÿ ïðè âçàèìîäåéñòâèè
áûñòðûõ ÷àñòèö ñ êðèñòàëëîì ïîëóïðîâîäíèêà, â åãî
îáúåìå ìîãóò âîçíèêàòü íå òîëüêî îáëàñòè ñ èçìå-
íåííûì óäåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì, íî è îáëàñòè ñ
ïðîòèâîïîëîæíûì òèïîì ïðîâîäèìîñòè.
Ïðîöåññû ôîðìèðîâàíèÿ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé,
íàáëþäàåìûõ â ïëåíêàõ ãåðìàíèÿ ñ ïðèìåñÿìè ôîñ-
ôîðà è ñåðû, îáëó÷åííûõ âûñîêîýíåðãåòè÷íûìè ãàì-
ìà-êâàíòàìè, à òàêæå ÿâëåíèÿ, íàáëþäàâøèåñÿ â êðåì-
íèè ïðè åãî áîìáàðäèðîâêå èîíàìè êðåìíèÿ, íå ïðåä-
ñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì îáúÿñíèòü òîëüêî òåðìè÷åñ-
êèìè ïèêàìè èëè êàñêàäíîé òåîðèåé. Âåðîÿòíåå âñå-
ãî, ýòî îáóñëîâëåíî áîëüøèì îáúåìîì âåùåñòâà, êî-
òîðîå ïîäâåðãàåòñÿ ýíåðãåòè÷åñêîìó ïðåâðàùåíèþ â
ïðîöåññå âçàèìîäåéñòâèÿ ïîëóïðîâîäíèêà ñ âûñî-
êîýíåðãåòè÷íûìè γ-êâàíòàìè. Äåéñòâèòåëüíî, â ñðàâ-
íåíèè ñ îáúåìîì òåðìè÷åñêîãî ïèêà âåëè÷èíà íîâî-
ãî îáðàçîâàíèÿ íà îäèí-äâà ïîðÿäêà áîëüøå.
 ïëåíêàõ ãåðìàíèÿ, ëåãèðîâàííîãî ôîñôîðîì,
âûÿâëåíû äâà òèïà ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé: áîëüøèå
äðåâîâèäíûå ñòðóêòóðû ðàçìåðîì äî 5 ìêì â ïëîñ-
Ðèñ. 3. Ìèêðîíåîäíîðîäíîñòè â êðåìíèè ïðè áîìáàð-
äèðîâêå âûñîêîýíåðãåòè÷íûìè èîíàìè:
À � ñõåìàòè÷åñêîå èçîáðàæåíèå êàñêàäà ðàäèàöèîííûõ äåôåê-
òîâ, âûçâàííîãî ïåðâûì (ïîêàçàíî ñòðåëêîé) ñìåùåííûì àòîìîì
ìàòðèöû; Á � ðàñïðåäåëåíèå ïî ïëîùàäè íà ìàëîé ãëóáèíå (ìî-
íîêðèñòàëëè÷íîñòü ñîõðàíÿåòñÿ, èìååò ìåñòî ìàëàÿ ñòåïåíü àìîð-
ôèçàöèè); Â � ïî÷òè ïîëíàÿ àìîðôèçàöèÿ íà ãëóáèíå ìàêñèìóìà
ïðîáåãà âûñîêîýíåðãåòè÷íûõ èîíîâ. Ôîòîãðàôèè Á è  ñîîòâåò-
ñòâóþò ñðåçàì, ïîêàçàííûì íà ñõåìå À; ìàñøòàáíûå îòðåçêè íà Á
è Â � 0,1 ìêì
êîñòè òîíêîé ïëåíêè è ïî÷òè òî÷å÷íûå îáðàçîâàíèÿ
ìåíåå 0,02 ìêì â äèàìåòðå.
Äëÿ âûÿñíåíèÿ âëèÿíèÿ òîëùèíû ïëåíêè è ýôôåê-
òèâíîñòè òåïëîîòâîäà íà âåëè÷èíó è ôîðìó ýòèõ íåîä-
íîðîäíîñòåé ñ ïîìîùüþ ôîòîëèòîãðàôèè è ýëåêòðî-
õèìè÷åñêîãî òðàâëåíèÿ áûëè èçãîòîâëåíû îáðàçöû
ïëåíîê ñ ðåçêèì èçìåíåíèåì òîëùèíû ñëîÿ â âèäå
ñòóïåíüêè îò 120 äî 510 íì. Îáëó÷åíèå âûçâàëî â
òîíêîì ñëîå ôîðìèðîâàíèå ìèêðîäåôåêòîâ, àíàëî-
ãè÷íûõ ïîêàçàííûì íà ðèñ. 1.  áîëåå òîëñòîì ñëîå
ãåîìåòðèÿ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé áûëà äðóãàÿ, à ðàç-
ìåðû èõ � â íåñêîëüêî ðàç ìåíüøå (ðèñ.1, Â), ÷òî
ñâèäåòåëüñòâóåò î çíà÷èòåëüíîé ðîëè òåïëîîòâîäà â
ýòîì ïðîöåññå äåôåêòîîáðàçîâàíèÿ.
Èçó÷åíèå ýòèõ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé â òåìíîì
ïîëå ìèêðîñêîïà ïîêàçàëî íàëè÷èå âîêðóã íèõ ÷åòêî
ðàçëè÷àåìûõ ñâåòëûõ ïîëåé (ðèñ. 1, Ä�È), ÷òî ìî-
æåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü, ïî íàøåìó ìíåíèþ, î íàëè-
÷èè òàì ïîëåé óïðóãèõ äåôîðìàöèé.
Ìèêðîíåîäíîðîäíîñòè ôîðìèðóþòñÿ òàêæå â âèäå
ïðîòÿæåííûõ ðÿäîâ è ëèíèé (ðèñ. 1, Ã, Ä). Ïðè ìèê-
ðîôîòîãðàôèðîâàíèè òàêèõ îáðàçöîâ â óñëîâèÿõ îñ-
âåùåíèÿ ðòóòíîé ëàìïîé ìèêðîíåîäíîðîäíîñòè ïðî-
ÿâëÿþòñÿ áîëåå ÷åòêî â âèäå ñòðóêòóð ñ ïîëÿìè óï-
ðóãèõ äåôîðìàöèé ïî ïåðèìåòðó (ðèñ. 1, 3, È).
Èññëåäîâàíèÿ, âûïîëíåííûå íà �Specord-M40�, ñâè-
äåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî îáëó÷åíèå γ-êâàíòàìè âûçû-
âàåò èçìåíåíèå îïòè÷åñêîãî ñïåêòðà ïðîïóñêàíèÿ òîí-
êèõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëåíîê è ñìåùåíèå åãî ìàê-
ñèìóìîâ â ñòîðîíó áîëåå êîðîòêèõ âîëí (ðèñ. 2, Ñ).
Ýòîò ýôôåêò, ïî-âèäèìîìó, ìîæíî îáúÿñíèòü íàëè÷è-
åì óïðóãèõ ïîëåé, êîòîðûå ôîðìèðóþòñÿ íà ïåðèôå-
ðèè ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ è ïåðåêðèñòàëëèçîâàííûõ
îáëàñòåé, à òàêæå èçìåíåíèåì ïðîçðà÷íîñòè ýòèõ ïëå-
íîê â ðàçëè÷íûõ ó÷àñòêàõ îïòè÷åñêîãî ñïåêòðà.
***
Òàêèì îáðàçîì, â ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííîãî êîìï-
ëåêñíîãî èññëåäîâàíèÿ âûÿâëåíû ìèêðîíåîäíîðîä-
íîñòè, âîçíèêàþùèå â ïëåíêàõ ïîëóïðîâîäíèêà ïîñ-
ëå ãàììà-îáëó÷åíèÿ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè÷èíîé èç-
ìåíåíèÿ îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ òàêèõ ïëåíîê ÿâëÿþòñÿ
ñòðóêòóðíûå íîâîîáðàçîâàíèÿ è óïðóãèå ïîëÿ âîê-
ðóã íèõ. Àíàëèç ïîëó÷åííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàí-
íûõ ïîçâîëèë óñòàíîâèòü îäíó èç âîçìîæíûõ ïðè-
÷èí èñêàæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ñèãíàëà â ñëîèñòûõ
ñòðóêòóðàõ èçäåëèé òâåðäîòåëüíîé ýëåêòðîíèêè.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Øêëîâñêèé Â. À., Êóçüìåíêî Â. Ì. Âçðûâíàÿ êðèñòàëëèçà-
öèÿ // ÓÔÍ.� 1989.� Ò. 157.� Ñ. 311�317.
2. Àëåêñàíäðîâ Ë. Í. Êèíåòèêà êðèñòàëëèçàöèè è ïåðåêðèñòàë-
ëèçàöèè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëåíîê.� Íîâîñèáèðñê: Íàóêà, 1985.
3. Bensahel D., Auvert G. Laser-solid interaction and transinient
thermal // Materials. Proceeding of Symposium.� Boston, Mass.�
Nov. 1�4, 1982.� P. 165.
4. ×åáîòíèêîâ Â. Í., Ìîëîêàíîâ Â. Â., Êîâíåðèñòûé Þ. Ê. è
äð. Ôèçèêî-õèìèÿ àìîðôíûõ (ñòåêëîîáðàçíûõ) ìåòàëëè÷åñêèõ
ñïëàâîâ.� Ãîðüêèé: Íàóêà, 1987.
5. Bostanjoglo O., Liedtke R. Amorphyzation in thin films of
metals // Phys. Stat. Sol. Ser. A.� 1980.� Vol. 60.� P. 451�456.
6. Ñêðèïîâ Â. Ï., Êîâåðäóà Â. Ï. Ñïîíòàííàÿ êðèñòàëëèçàöèÿ
ïåðåîõëàæäåííûõ æèäêîñòåé.� Ì.: Íàóêà, 1984.
7. Êîìíèê Þ. Ô. Íåðàâíîâåñíûå ïðîöåññû ïðè êðèñòàëëèçà-
öèè ïîëóïðîâîäíèêîâ // ÔÍÒ.� 1982.� Ò. 8.� Ñ. 3�8.
Â
Á
x, ìêì
À
|
| id | oai:tkea.com.ua:article-1296 |
| institution | Technology and design in electronic equipment |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-01T01:00:57Z |
| publishDate | 2003 |
| publisher | PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwtkeacomua/84/b33f8461dc530a874d81ef811f900584.pdf |
| spelling | oai:tkea.com.ua:article-12962026-06-30T17:51:02Z Explosive crystallization of thin semiconductor films under γ‑ray irradiation Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении γ-квантами Khramov, E. F. Prokhorov, G. V. Pelikhaty, N. M. Hnap, A. K. explosive crystallization thin films semiconductors gamma rays structural microdefects radiation defect formation solid‑state electronics взрывная кристаллизация тонкие пленки полупроводники γ‑кванты структурные микродефекты радиационное дефектообразование твердотельная электроника Previously undescribed structural microdefects arising in semiconductor films under gamma irradiation have been identified. It is shown that the cause of changes in the optical properties of such films is related to micro‑inhomogeneities and elastic fields around them. Experimental studies of radiation defect formation processes revealed one of the possible reasons for distortion of the electrical signal in layered structures of solid‑state electronic devices. Выявлены ранее не описанные структурные микродефекты, возникающие в пленках полупроводника при гамма-облучении. Показано, что причиной изменения оптических свойств таких пленок являются микронеоднородности и упругие поля вокруг них. Проведенными экспериментальными исследованиями процессов радиационного дефектообразования выявлена одна из возможных причин искажения электрического сигнала в слоистых структурах изделий твердотельной электроники. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2003-04-30 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2003.2.58 Technology and design in electronic equipment; No. 2 (2003): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 58-60 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 2 (2003): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 58-60 3083-6549 3083-6530 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2003.2.58/1196 Copyright (c) 2003 E. F. Khramov, G. V. Prokhorov, N. M. Pelikhaty, A. K. Hnap http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| spellingShingle | взрывная кристаллизация тонкие пленки полупроводники γ‑кванты структурные микродефекты радиационное дефектообразование твердотельная электроника Khramov, E. F. Prokhorov, G. V. Pelikhaty, N. M. Hnap, A. K. Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении γ-квантами |
| title | Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении γ-квантами |
| title_alt | Explosive crystallization of thin semiconductor films under γ‑ray irradiation |
| title_full | Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении γ-квантами |
| title_fullStr | Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении γ-квантами |
| title_full_unstemmed | Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении γ-квантами |
| title_short | Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении γ-квантами |
| title_sort | взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении γ-квантами |
| topic | взрывная кристаллизация тонкие пленки полупроводники γ‑кванты структурные микродефекты радиационное дефектообразование твердотельная электроника |
| topic_facet | explosive crystallization thin films semiconductors gamma rays structural microdefects radiation defect formation solid‑state electronics взрывная кристаллизация тонкие пленки полупроводники γ‑кванты структурные микродефекты радиационное дефектообразование твердотельная электроника |
| url | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2003.2.58 |
| work_keys_str_mv | AT khramovef explosivecrystallizationofthinsemiconductorfilmsundergrayirradiation AT prokhorovgv explosivecrystallizationofthinsemiconductorfilmsundergrayirradiation AT pelikhatynm explosivecrystallizationofthinsemiconductorfilmsundergrayirradiation AT hnapak explosivecrystallizationofthinsemiconductorfilmsundergrayirradiation AT khramovef vzryvnaâkristallizaciâtonkihplenokpoluprovodnikovprioblučeniigkvantami AT prokhorovgv vzryvnaâkristallizaciâtonkihplenokpoluprovodnikovprioblučeniigkvantami AT pelikhatynm vzryvnaâkristallizaciâtonkihplenokpoluprovodnikovprioblučeniigkvantami AT hnapak vzryvnaâkristallizaciâtonkihplenokpoluprovodnikovprioblučeniigkvantami |