Рентгенодифрактометричні дослідження змін структурної досконалості бездислокаційних кристалів кремнію під дією іонного опромінення, відпалу та гідростатичного тиску - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидат фізико-математичних наук Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників НАН України, м. Науковий керівник: Член-кореспондент НАН України, доктор фізико-математичних наук, завідуючий відділом, Мачулін Володимир Федорович, Інститут фізики напівпровідників НАН України Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор, завідуючий відділом, Бабич Вілік Максимович, Інститут фізики напівпровідників НАН України; Захист відбудеться “16” червня 2000р. о 1530 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.199.01. при Інституті фізики напівпровідників за адресою: 03028, Київ, пр.Завдяки інтенсивному контролю процесу вирощування вдається отримувати бездислокаційні монокристали з приблизно заданою концентрацією домішки, а тому виникла необхідність у створенні нових, розвитку та вдосконаленні вже існуючих методів їх діагностики. Неруйнівний контроль структури кремнієвих кристалів також можливий за допомогою рентгенівських дифрактометричних методів, застосування яких обумовлене високою чутливістю до різноманітних дефектів і дозволяє отримувати досить великий об?єм необхідної інформації. Теоретичною основою таких методів є динамічна теорія дифракції рентгенівських променів на реальних кристалах, яка в даний час зазнає багатогранного розвитку. Наукова задача поєднує: 1) вивчення впливу спотворень на величину і поведінку інтегральної відбиваючої здатності та її компонент в залежності від порядку відбиття з метою отримання нової інформації про характер динамічної дифракції рентгенівських променів на слабоспотворених кристалах і оптимізації умов дифрактометричного експерименту в геометрії Брега; 2) вдосконалення розроблених методів діагностики та розширення їх границь застосування; 3) дослідження закономірностей дифракції рентгенівських променів на масивних реальних кристалах кремнію для розвитку уявлень про вплив структурних спотворень на параметри дифракції і перевірки теоретичних представлень; 4) контролю та поведінки змін структурної досконалості монокристалів кремнію після технологічних обробок під впливом різних фізичних факторів. При дослідженні структурної досконалості монокристалів з різноманітними дефектами та впливу їх на інтегральну відбиваючу здатність в даній роботі отримано ряд нових наукових результатів: Розширено умови застосування методики просторового розподілу дифракції рентгенівських променів в геометрії Брега, яка базується на розділенні вкладів когерентної та дифузної компонент інтегральної відбиваючої здатності в області х<2L, де присутня когерентна компонента.У вступі обгрунтована актуальність вибраного напрямку досліджень, коротко розглянутий стан проблеми на сьогоднішній день, зв?язок з науковими планами, сформульовані мета і задачі виконаних наукових досліджень, наукова новизна одержаних результатів, їх практичне значення та відомості про апробацію, а також кількість публікацій та тез, опублікованих за темою дисертаційного матеріалу. У першому розділі зроблено літературний огляд по темі дисертації та проаналізовано стан питання на сучасному етапі.Об?єктом досліджень був вибраний монокристалічний кремній, в якому в якості модельного виду планарних дефектів був вибраний захоронений шар з точкових дефектів, локалізований на глибині 20 мкм, починаючи від його границі, паралельно поверхні кристалу і відбиваючим площинам. При неоднорідному розподілі деформацій (випадок 3) вздовж границь планарного дефекту (шорсткий захоронений шар), які мають місце при неоднорідному розподілі дефектів кулонівського типу вздовж границі захороненого шару спостерігаються слідуючі ефекти (рис 2): розмиття екстинкційних биттів за рахунок появи дифузної компоненти розсіювання на дефектах; збільшення області взаємодії падаючого пучка з границею дефекту, що приводить до зміщення стрибка інтенсивності та аномальної видимості точкових дефектів за рахунок флуктуацій їх вздовж границі захороненого шару. У першому параграфі досліджувався вплив зміни структури опромінених іонами кисню кристалів кремнію, вирощених методом безтигельної зонної плавки і відпалених при температурах розпаду твердого розчину кисню в умовах дії гідростатичного тиску на дифракцію рентгенівських променів в геометрії Брега. Кристали кремнію з порівняно малим вмістом кисню (С0~1016 см-3) після вирощування були піддані опроміненню іонами кисню О , з енергією 200 КЕВ і дозами 1016?1017 см-2 і відпалювались при температурі 1130 °С при варіюванні величини гідростатичного тиску (1 бар-12 кбар), що приводило до активізації процесу формування SIOX-преципітатів в недалекому від поверхні зразка шарі.

Основний зміст роботи