"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Перераспределение атомов отдачи эрбия и кислорода и структура тонких приповерхностных слоев кремния, созданных высокодозной имплантацией аргона через поверхностные пленки Er и SiO2
Переводная версия: 10.1134/S1063782618130055
Феклистов К.В.1, Черков А.Г.1,2, Попов В.П.1, Федина Л.И.1
1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
Email: kos@isp.nsc.ru
Поступила в редакцию: 4 апреля 2017 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 1969 г.

С использованием аналитической высокоразрешающей электронной микроскопии исследована структура Si и перераспределение aтомов отдачи Er и O в тонких (~10 нм) приповерхностных слоях, внедренных с помощью имплантации Ar+ с энергией 250-290 кэВ и дозой 1·1016 см-2 через пленки соответственно Er и SiO2 и последующего отжига. Установлено, что рекристаллизация Si срывается на расстоянии ~20 нм от поверхности, где достигается критическое для срыва значение концентрации эрбия 5·1019 см-3 при T=950oС. Это опровергает общепринятую модель переноса атомов Er фронтом рекристаллизации в SiO2 на поверхности. Вместо этого показано, что перераспределение атомов отдачи O к исходному оксиду во время отжига при неподвижных атомах Er обеспечивает формирование поверхностно неоднородных фаз эрбия таким образом, что обогащенная кислородом фаза Er-Si-O оказывается сосредоточенной в оксиде, а обедненная фаза Er-Si остается в Si. Это объясняет частичную потерю внедренного Er после снятия оксида вместе с Er-Si-O фазой. Показано, что нетипичное для рекристаллизации (100)-Si образование большой плотности микродвойников (локально до 1013 см-2) связано с образованием пузырей и кластеров Ar.
  1. H. Park, A.W. Fang, S. Kodama, J.E. Bowers. Opt. Express, 13 (23), 9460 (2005)
  2. A.W. Fang, H. Park, R. Jones, O. Cohen, M.J. Paniccia, J.E. Bowers. IEEE Phot. Techn. Lett., 18 (10), 1143 (2006)
  3. A.W. Fang, H. Park, O. Cohen, R. Jones, M.J. Paniccia, J.E. Bowers. Opt. Express, 14 (20), 9203 (2006)
  4. Н.А. Соболев. ФТП, 29 (7), 1153 (1995)
  5. A. Polman. J. Appl. Phys. 82, 1 (1997)
  6. A.J. Kenyon. Semicond. Sci. Technol., 20, R65 (2005)
  7. H. Ennen, J. Schneider, G. Pomrenke, A. Axmann. Appl. Phys. Lett., 43, 943 (1983)
  8. S. Coffa, G. Franz\`o, F. Priolo. J. Appl. Phys., 81, 2784 (1997)
  9. M.A. Green, J. Zhao, A. Wang, P.J. Reece, M. Gal. Nature, 412, 805 (2001)
  10. А.М. Емельянов, Н.А. Соболев. ФТП, 42, 336 (2008)
  11. N.A. Sobolev. Mater. Sci. Forum, 590, 79 (2008)
  12. S. Coffa, F. Priolo, G. Franzo, V. Bellani, A. Carnera, C. Spinella. Phys. Rev. B, 48, 11782 (1993)
  13. О.В. Александров, А.О. Захарьин, Н.А. Соболев, Ю.А. Николаев. ФТП, 36 (3), 379 (2002)
  14. A. Polman, G.N. van den Hoven, J.S. Custer, J.H. Shin, R. Serna, P.F.A. Alkemade. J. Appl. Phys., 77, 1256 (1995)
  15. O.B. Gusev, M.S. Bresler, P.E. Pak, I.N. Yassievich. Phys. Rev. B, 64, 075302 (2001)
  16. К.Е. Кудрявцев, Д.И. Крыжков, Л.В. Красильникова, Д.В. Шенгуров, В.Б. Шмагин, Б.А. Андреев, З.Ф. Красильник. Письма ЖЭТФ, 100, 913 (2014)
  17. J.D.B. Bradley, M. Pollnau. Laser \& Photon. Rev., 5 (3), 368 (2011)
  18. G. Mula, T. Printemps, C. Licitra, E. Sogne, F. D'Acapito, N. Gambacorti, N. Sestu, M. Saba, E. Pinna, D. Chiriu, P.C. Ricci, A. Casu, F. Quochi, A. Mura, G. Bongiovanni, A. Falqui. Scientific Rep., 7, 5957 (2017)
  19. J.M. Ramirez, Y. Berencen, L. Lopez-Conesa, J.M. Rebled, F. Peiro, B. Garrido. Appl. Phys. Lett., 103, 081102 (2013)
  20. S. Wang, A. Eckau, E. Neufeld, R. Carius, Ch. Buchal. Appl. Phys. Lett., 71, 2824 (1997)
  21. H. Krzyzanowska, K.S. Ni, Y. Fu, P.M. Fauchet. Mater. Sci. Eng. B, 177, 1547 (2012)
  22. Y. Berencen, S. Illera, L. Rebohle, J.M. Ramirez, R. Wutzler, A. Cirera, D. Hiller, J.A. Rodri guez, W. Skorupa, B. Garrido. J. Phys. D: Appl. Phys., 49, 085106 (2016)
  23. K. Dasari, J. Wu, H. Huhtinen, W.M. Jadwisienczak, R. Palai. J. Phys. D: Appl. Phys., 50, 175104 (2017)
  24. V.X. Ho, T.V. Dao, H.X. Jiang, J.Y. Lin, J.M. Zavada, S.A. McGill, N.Q. Vinh. Scientific Rep., 7, 39997 (2017)
  25. M.A. Louren co, M.M. Milov sevii, A. Gorin, R.M. Gwilliam, K.P. Homewood. Scientific Rep., 6, 37501 (2016)
  26. M.N. Drozdov, N.V. Latukhina, M.V. Stepikhova, V.A. Pokoeva, M.A. Surin. Modern Electronic Mater., 2, 7 (2016)
  27. S. Naczas, P. Akhter, M. Huang. Appl. Phys. Lett., 98, 113101 (2011)
  28. M. Celebrano, L. Ghirardini, P. Biagioni, M. Finazzi, Y. Shimizu, Y. Tu, K. Inoue, Y. Nagai, T. Shinada, Y. Chiba, A. Abdelghafar, M. Yano, T. Tanii, Enrico Prati. arXiv 1702.00331v1 (2017)
  29. К.В. Феклистов, Д.С. Абрамкин, В.И. Ободников, В.П. Попов. Письма ЖТФ, 41 (16), 52 (2015)
  30. K.V. Feklistov, A.G. Cherkov, V.P. Popov. Solid State Commun., 242, 41 (2016)
  31. A. Polman, J.S. Custer, E. Snoeks, G.N. van den Hoven. Appl. Phys. Lett., 62, 507 (1993)
  32. J.S. Custer, A. Polman, H.M. van Pinxteren. J. Appl. Phys., 75, 2809 (1994)
  33. O.B. Александров, Ю.А. Николаев, Н.А. Соболев., ФТП, 32, 1420 (1998)
  34. J.F. Ziegler, J.P. Biersack, M.D. Ziegler. www.srim.org
  35. K.S. Jones, S. Prussin, E.R. Weber. Appl. Phys. A, 45, 1 (1988)
  36. B. de Mauduit, L. La\^anab, C. Bergaud, M.M. Faye, A. Martinez, A. Claverie. Nucl. Instrum. Meth. B, 84, 190 (1994)
  37. F. Cristiano, J. Grisolia, B. Colombeau, M. Omri, B. de Mauduit, A. Claverie, L.F. Giles, N.E.B. Cowern. J. Appl. Phys., 87, 8420 (2000)
  38. M.D. Rechtin, P.P. Pronko, G. Foti, L. Csepregi, E.F. Kennedy, J.W. Mayer. Phil. Mag. A, 37, 605 (1978)
  39. A.L. Roitbijrd. Phys. Status Solidi A, 37, 329 (1976)
  40. A.K. Gutakovskii, S.I. Stenin, B.G. Zakharov. Phys. Status Solidi A, 67, 299 (1981)
  41. A.R. Lahrood, T. de los Arcos, M. Prenzel, A. von Keudell, J. Winter. Thin Sol. Films, 520, 1625 (2011)
  42. M. Prieto-Depedro, I. Romero, I. Martin-Bragado. Acta Materialia, 82, 115 (2015)
  43. M.K. Miller, R.G. Forbes. Atom-Probe Tomography: The Local Electrode Atom Probe (Springer, 2014)
  44. R.C. Newman. J. Phys.: Condens. Matter, 12, R335 (2000)
  45. National Bureau of Standards: Selected Values of Chemical Thermodynamic Properties (Pt. 7, Tech. Notes 270-7, p. 65; Pt. 2, p. 24)
  46. C. Choi, M. Jang, Y. Kim, M. Jun, T. Kim, M. Song. Appl. Phys. Lett., 91, 012903-1-3 (2007)
  47. C. Choi, M. Jang, Y. Kim, M. Jun, T. Kim, M. Song. Mater. Trans., 51, 793 (2010)
  48. C.S. Wu, D.M. Scott, S.S. Lau. J. Appl. Phys., 58, 1330 (1985)
  49. Физические величины. Справочник под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова (М., Энергоатомиздат, 1991).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.