Электронно-стимулированные изменения состава поверхности и фотолюминесценции кремниевых и карбидкремниевых наноразмерных структур

• Автор: Нагорнов, Юрий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 161 с. : ил

Оглавление

Список сокращений

Введение

Глава 1. Литературный обзор

§1. История развития исследований пористого кремния

§2. Формирование пористого кремния

§3. Квантово-размерный эффект и фотолюминесценция пористого

кремния

§4. Модели фотолюминесценции пористого кремния

§5. Химический состав поверхности, фотолюминесценция и структура

пористого кремния
§6. Окисление пористого кремния
§7. Практическое применение пористого кремния.........................35 •
Выводы по главе
Глава 2. Методика экспериментов
§1. Технология получения образцов
§2. Методика карбонизации пористого кремния
§3. Оже-спектроскопия
§4. Измерение деградационных кривых фотолюминесценции пористого
кремния
§5. Рентгеноструктурный анализ
Глава 3. Кинетика разрушения поверхностных комплексов в пористом кремнии в процессе электронного облучения
§ 1. Механизмы гашения фотолюминесценции пористого кремния под
действием лазерного и электронного облучения

§2. Роль диффузионных процессов и зарядки поверхности в электронно-
стимулированном гашении фотолюминесценции пористого кремния
Выводы по главе
Глава 4. Модификация состава поверхности в процессе электронного облучения пористого и карбонизированного пористого кремния
§1. Модификация состава поверхности и фотолюминесценции пористого
кремния под действием электронов высоких и средних энергий
§2. Электронно-стимулированные процессы в карбонизированном
пористом кремнии
Выводы по главе
Глава 5. Изменение зарядового состояния поверхности и фотолюминесценции пористого кремния термовакуумным отжигом и электронным облучением
§ 1. Зарядка поверхности термически обработанных в вакууме образцов
пористого кремния во время облучения электронами
§2. Механизмы стабилизации фотолюминесценции пористого кремния
термовакуумным отжигом
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение
Приложение 2

Список сокращений
Рог-81 - пористый кремний
ФЛ - фотолюминесценция
УФ - ультрафиолет
ИК - инфракрасное
ЦС - центры свечения
с-81 - монокристаллический кремний
а-81 - аморфный кремний
СТМ - сканирующая туннельная микроскопия

§7. Практическое применение пористого кремния
Пористый кремний обладает рядом особенностей, что обусловливает специфику применения этого материала в технологии. Известно, что por-Si можно получать с порами и размерами кристаллитов от единиц нанометров до десятков микрон [6]. Так при анодировании слаболегированного кремния п-типа проводимости получают макропористые слои с размерами пор и остающихся кристаллитов в несколько микрон [27]. Такие слои можно использовать в качестве фильтров и мембран для жидкостей и газов [85].
На подложках из монокремния п+- или р+-типа можно получить мезопористые слои por-Si с размерами пор от'10 до 500 пт. Меняя пористость на данных слоях можно получать резисторы в необычайно широком диапазоне от 10 QI до 1 MQ/ [86]. Предлагалось даже использовать пористый кремний для изоляции приборов электронной техники[87-89], так называемая технология FIPOS (Full Insulation by Porous Oxidized Silicon). Пористый кремний, сформированный локальным анодным травлением, имеет удельную поверхность на несколько порядков больше, чем монокристаллический, что повышает адгезию электроосажденных металлических пленок. В этом случае происходит металлизация поверхности пор, например, для Ni на глубину до 0.5 микрон [90]. В планарной технологии данный эффект можно использовать для создания скрытых проводящих слоев или омических контактов [85].
Известно, что гетероэпитаксиальный рост, начиная с некоторой предельной толщины, из-за рассогласования решеток в двухслойной системе приводит к образованию дислокаций в растущей пленке. Теоретически было показано [90], что, формируя широкие и глубокие канавки на кремниевой подложке, можно вырастить совершенные эпитаксиальные слои. Выданной работе предполагалось, что контакт между растущей пленкой и подложкой ограничен областями, расположенными между канавками, область напряжений в пленке свободна от дислокаций, а контактирующие локальные области отделены друг от друга достаточно далеко, что исключает перекрытие