Структурні та оптичні властивості багатокомпонентних тонких плівок, модифікованих активними обробками - Автореферат

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукЗахист відбудеться "26" жовтня 2001 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 76.051.01 в Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича, м. З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича, вул. В дисертації досліджено властивості тонких багатокомпонентних плівок: епітаксійних плівок SIGE, Si-Ge-С, отриманих методом плазмохімічного осадження; структур, сформованих імплантацією іонів Ge в кремній з подальшим постімплантаційним відпалом; шарів Cd-Hg-Se, отриманих методом лазерного розпилення в умовах високого статичного вакууму, та вплив на них різних видів обробок. Методом високороздільної двокристальної рентгенівської дифрактометрії вперше виявлено аморфізований шар на границі розділу епітаксійна плівка Si-Ge, отримана методом плазмохімічного осадження - підкладка Si. In the work properties of Si-Ge-С epi-layers, prepared by chemical vapour deposition and Ge ion implantation, and thin films Cd-Hg-Se, prepared by lazer sputtering in ultra-high vacuum, as well as mechanisms of the film modification under action of different treatments were studied.Виникаючи при цьому деформації можуть бути зменшені в процесі наступних технологічних обробок. Одним із методів, який застосовується для цього, є введення в плівку Si-Ge домішки вуглецю, яка завдяки малому ковалентному радіусу при вбудовуванні у вузли кристалічної гратки може призводити до релаксації механічних напружень в плівці. При цьому вуглець може вводитись прямо в процесі осадження плівки або після виготовлення за допомогою йонної імплантації. Отже, зясування впливу комбінованих видів обробок - легування вуглецем, імплантація йонами різної хімічної активності та швидкого термічного відпалу - на фізичні властивості кремній-германієвих епітаксійних структур, а саме - на рівень відносних деформацій i процеси дефектоутворення при рості гетероепітаксійних структур, є актуальною i важливою проблемою сучасної фізики твердого тіла і напівпровідникового матеріалознавства, а встановлення механізмів і процесів, які при цьому відбуваються, дасть змогу отримувати гетероструктури необхідної стехіометрії з керованими електрофізичними та оптичними параметрами. Така обробка дозволяє значно підвищити коефіцієнт пропускання плівок в інфрачервоній області спектру.Відзначається, що використання структур Si-Ge обумовлено наступними факторами: можливістю підбору концентрації германію таким чином, що утворена структура має певний діапазон пропускання в оптичному спектрі; можливістю керувати електрофізичними параметрами епітаксійної плівки за рахунок зміни величини деформації гратки плівки шляхом йонної імплантації та термічного відпалу. Так, для нелегованих вуглецем зразків SIXGE1-x-Si при товщині епітаксійної плівки 700 нм та х=0,19, які не були леговані вуглецем, відносна зміна періоду гратки становила е = - 0,000243, тоді як, для легованих зразків такої ж товщини та з такою ж концентрацією германію, але легованих вуглецем е = - 0,000221. Для зразка, імплантованого германієм при кімнатній температурі, в спектрі комбінаційного розсіяння виявляється широка смуга з максимумом ~470 см-1 що відповідає розсіянню на оптичних фононах аморфного кремнію, і смуга з максимумом інтенсивності при w=519,6 см-1 - розсіяння на довгохвильових оптичних фононах кристалічної фази кремнію. В третьому розділі наведено результати дослідженнь впливу імплантації йонів кисню (енергія імплантації Е=20 КЕВ, доза імплантації D=3Ч 1015 см-2), вуглецю (енергія імплантації Е=20 КЕВ, доза імплантації D=3Ч 1015 см-2) та комбінованої імплантації йономи кисню та вуглецю (ЕО =25 КЕВ, ЕС =20 КЕВ, DO =3Ч 1015 см-2, DC =3Ч 1015 см-2) на структурні зміни в S1-XGEX плівках, отриманих методом плазмохімічного осадження. Порівняння спектрів для зразків, легованих вуглецем шляхом йонної імплантації після їх виготовлення та зразків, легованих вуглецем в процесі плазмохімічного осадження, дає змогу стверджувати, що для перших деформації в епітаксійному шарі компенсуються більш ефективно, ніж для других.