Дислокационная люминесценция в кремнии с различным примесным составом

• Автор: Терещенко, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

§1.1 Структура и рекомбинационные свойства дислокаций в кремнии

§1.2 Дислокационная люминесценция в кремнии: природа излучающих центров, перспективы практического использования

§1.3 Влияние примесей на дислокационную люминесценцию

в кремнии

§1.4 Модели излучательной рекомбинации на дислокациях

§1.5 Выводы и постановка задачи

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

§2.1 Исходные характеристики образцов, использованных в работе

§2.2 Приготовление образцов с дислокациями: пластическая
деформация, многоступенчатая термообработка
§2.3 Легирование образцов примесью меди. Проведение
хлорного геттерирования
§2.4 Измерение фотолюминесценции

ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И ИЗЛУЧАТЕЛЪНЫЕ
СВОЙСТВА ДИСЛОКАЦИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ
РОСТЕ КИСЛОРОДНЫХ ПРЕЦИПИТАТОВ В КРЕМНИИ
§ 3.1. Типы и люминесценция дефектов, образующихся в результате многоступенчатого отжига кремния, выращенного
по методу Чохральского
§ 3.2. Влияние исходной концентрации кислорода в кремнии на
формирование дефектов и их излучательные свойства
§ 3.3. О формировании и эффективности центров дислокационной
люминесценции, возникающих при отжигах Сг
Выводы к главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ МЕДИ НА ДИСЛОКАЦИОННУЮ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ В КРЕМНИИ
§4.1 Влияние различной концентрации меди на спектр
дислокационной люминесценции в кремнии
§4.2 Зависимость интенсивности краевой экситонной
люминесценции от содержания меди в кремнии
§4.3 Зависимость поведения дислокационной люминесценции легированных медью образцов от их термической обработки
§4.3.1 Влияние выдержки образцов при комнатной температуре на спектр дислокационной люминесценции
§4.3.2 Поведение спектра дислокационной люминесценции
при изохронных отжигах образцов
§4.4 Механизмы гашения медью дислокационной люминесценции
в кремнии
Выводы к главе

ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ДИСЛОКАЦИОННОЙ
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В КРЕМНИИ С РАЗЛИЧНЫМ
ТИПОМ ПРОВОДИМОСТИ
§5.1. Влияние типа примеси и уровня легирования на интенсивность и структуру спектра дислокационной фотолюминесценции
§5.2. Температурное поведение линий дислокационной люминесценции
в образцах с различным типом и уровнем легирования
§5.3. Интерпретация экспериментальных результатов,
представленных в главе
Выводы к главе
ГЛАВА 6. ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИСЛОКАЦИОННОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ.
УТОЧНЕНИЕ МОДЕЛИ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ
РЕКОМБИНАЦИИ НА ДИСЛОКАЦИЯХ
§6.1. Динамика спада интенсивности линий дислокационной люминесценции во времени в образцах с различным спектральным распределением интенсивности дислокационной люминесценции
§6.2. О модели излучательной рекомбинации на дислокациях
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Аналогичный результат был получен и в более поздних работах, например в [60, 61], где авторы связали наблюдаемый эффект с возможной пассивацией центров D1 и D2 атомами фосфора в результате их химического взаимодействия с соответствующими центрами ДЛ. Кроме того, в последних двух работах авторы не обнаружили такого же сильного влияния высокой концентрации бора ([Bs] >10|6см'3) на интенсивность длинноволновой части спектра ДЛ, как в случае с примесью фосфора.
В упомянутой выше работе [9] авторы также исследовали влияние различной концентрации кислорода на спектр ДФЛ. При сравнении спектров ДЛ образцов с различным содержанием кислорода ([О*] <10,5см'3 и ~ 8*1017см'3) было получено, что при высоком содержании данной примеси полоса D1 смещалась в сторону больших энергий. Ранее аналогичный результат наблюдался в работе [8], где авторы провели более подробное исследование особенностей спектра ДФЛ в образцах с различным содержанием кислорода. Отжиг образца с [О,] ~ 5*10|7см'3 при температуре 750°С приводил не только к сдвигу линии D1b сторону больших энергий, но и к ее значительному уширению. Аналогичное поведение, но в меньшей степени, наблюдалось и для линии D2. В то же время в образце с содержанием кислорода ~ 101бсм'3 такая процедура практически не вызывала никаких изменений в спектре ДЛ. Создав градиент концентрации кислорода его имплантацией в образец Fz-Si, а затем стравливая слои и измеряя спектры ФЛ, авторы получили, что с уменьшением концентрации кислорода уменьшается полуширина линии D1. Наблюдаемый эффект авторы последних двух работ связали с образованием примесной кислородной атмосферы вокруг дислокаций, которая оказывает влияние на энергию оптических переходов.
Связь уширенной и смещенной в коротковолновую сторону линии Die кислородно-дислокационным взаимодействием подтверждается в более поздней работе [41], где исследовалось поведение длинноволновой части ДЛ при закалке образцов. Показано, что высокотемпературная закалка приводит