Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2021, выпуск 8 » Статья стр. 1037
<<<>>>
Влияние режимов импульсного лазерного отжига на оптические свойства кремния, гипердопированного селеном
DOI: 10.21883/OS.2021.08.51199.2158-21
Комаров Ф.Ф.1,2, Пархоменко И.Н.3, Мильчанин О.В.1, Ивлев Г.Д.3, Власукова Л.А.3, Жук Ю.4, Цивако А.А.5, Ковальчук Н.С.1
1Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко БГУ, Минск, Беларусь
2Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия
3Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь
4Университет М. Кюри-Склодовской, 20-031 Люблин, Польша
5ОАО "Интеграл", Минск, Беларусь
Email: komarovf@bsu.by
Поступила в редакцию: 12 апреля 2021 г.
В окончательной редакции: 20 апреля 2021 г.
Принята к печати: 23 апреля 2021 г.
Выставление онлайн: 26 мая 2021 г.
PDF версия
Слои кремния, легированные селеном до концентраций 4-6· 1020 cm-3, что на 4 порядка величины превышает предел равновесной растворимости этой примеси, получены ионной имплантацией с последующим импульсным лазерным отжигом (ИЛО) при плотностях энергии в импульсе W=0.55, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0 и 2.5 J/cm2. Методом обратного резерфордовского рассеяния ионов гелия показано, что до 60-70% внедренной примеси находится в позиции замещения в решетке кремния. Слои, гипердопированные селеном, проявляют существенное поглощение (36-40%) в области длин волн 1100-2400 nm. Проведено сравнение спектров поглощения слоев кремния в зависимости от режимов лазерного отжига. Показано, что отжиг при W=2.0 J/cm2 является оптимальным с позиции максимального структурного совершенства гипердопированных слоев кремния. Данный фактор очень важен для применений сформированных структур в фотодетекторах и элементах солнечной энергетики. В то же время поглощение в видимом и ближнем ИК диапазонах длин волн достигает максимального значения после отжига при W=1.0 J/cm2 и практически не меняется при дальнейшем увеличении плотности энергии в импульсе. Ключевые слова: кремний, гипердопирование, имплантация селена, лазерный отжиг, примесная подзона, поглощение и отражение света.
  1. Luque A., Marti A., Stanley C. // Nature Photonics. 2012. V. 6. P. 146. doi 10.1038/nphoton.2012.1
  2. Carey J.E., Crouch C.H., Shen M., Mazur E. // Opt. Lett. 2005. V. 30. P. 1773. doi 10.1364/OL.30.001773
  3. Umezu I., Warrender J.M., Charnvanichborikarm S. // J. Appl. Phys. 2013. V. 113. P. 213501. doi 10.1063/1.4804935
  4. Schibli E., Milnes A.G. // Materials Science and Engineering. 1967. V. 2. P. 173. doi 10.1016/0025-5416(67)90056-0
  5. Komarov F.F., Ivlev G., Zayats G. Komarov A., Nechaev N., Parkhomenko I., Vlasukova L., Wendler E., Miskiewicz S. // Acta Physica Polonica. 2019. V. 136. N 2. P. 254. doi 10.12693/APhysPolA.136.254
  6. Komarov F.F., Nechaev N.S., Ivlev G., Vlasukova L.A., Wendler E., Romanov I.F., Berencen Y., Pilko V.V., Zhigulin D.V., Komarov A.F. // Vacuum. 2020. V. 178. P. 109434. doi 10.1016/j.vacuum.2020.109434
  7. Berencen Y., Prucnal S., Liu F., Skorupa I., Hubner R. // Scientific Reports. 2017. V. 7. N 1. P. 43688. doi 10.1038/srep43688
  8. Shockley W., Queisser H.J. // J. Appl. Phys. 1961. V. 32. N 3. P. 510. doi 10.1063/1.1736034
  9. Luque A., Marti A. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78. N 26. P. 5014. doi 10.1103/PhysRevLett.78.5014
  10. Gossmann H.-J., Rafferty C.S., Keys P. // MRS Proceedings. 1999. V. 610. P. B1.2.1. doi 10.1557/PROC-610-B1.2
  11. Gossmann H.J., Unterwald F.C., Luftman H.S. // J. Appl. Phys. 1993. V. 73. N 12. P. 8237. doi 10.1063/1.353441
  12. Wang M., Berencen Y., Garcia-Hemme E., Prusnal S., Hubner R., Yuan Y., Xu C., Rebohle L., Bottger R., Heller R., Skorupa W., Helm M., Zhou S. // Phys. Rev. Appl. 2018. V. 10. P. 024054. doi 10.1103/PhysRevApplied.10.024054
  13. Wang M., Berencen Y. // Phys. Stat. Sol. 2020. V. A2020. P. 2000260. doi 10.1002/pssa.202000260
  14. Ivlev G.D., Gatskevich E.I. // Tech. Phys. 2012. V. 57. P. 803. doi 10.1134/S1063784212060138
  15. Mayer M. SIMNRA User's Guide. Max-Planck-Institute fur Plasmaphysik, Garching, 1997. 62 p
  16. Комаров Ф.Ф., Новиков А.Н., Соловьев В.С., Ширяев С.Ю. Дефекты структуры в ионно-имплантированном кремнии. Минск: Университетское, 1990. 320 с
  17. Буренков А.Ф., Комаров Ф.Ф., Кумахов М.А., Темкин М.М. Пространственные распределения энергии, выделенной в каскаде атомных столкновений в твердых телах. М.: Энергоатомиздат, 1985. 246 с
  18. Комаров Ф.Ф., Комаров А.Ф. Физические процессы при ионной имплантации в твердые тела. Минск: Технопринт, 2001. 394 с
  19. Thompson M.O., Galvin J.G., Mayer J.W., Peercy P.S., Poate J.M., Jacobson D.C., Cullis A.G., Chew N.G. // Phys. Rev. Lett. 1984. V. 52. P. 2360. doi 10.1103/PhysRevLett.52.2360
  20. Двуреченский А.В., Качурин Г.А., Нидаев Е.В., Смирнов Л.С. Импульсный отжиг полупроводниковых материалов. М.: Наука, 1982. 208 с
  21. Борисенко В.Е. Твердофазные процессы в полупроводниках при импульсном нагреве. Минск: Навука i тэхнiка, 1992. 248 с
  22. Komarov A.F., Komarov F.F., Zukowski P., Karwat C., Shukan A.L. // Nukleonika. 1999. V. 44. P. 363
  23. Bob B.P., Kohno A., Charnvanichborikarm S., Warrender J.M., Umezu I., Tabbal M., Williams J.S., Aziz M.J. // J. Appl. Phys. 2010. V. 107. P. 123506. doi 10.1063/1.3415544
  24. Feldman L.C., Mayer W., Picraux S.T. Materials Analysis by Ion Channeling: Submicron Crystallography. NY.: Academic Press, 1982. 356 p
  25. Komarov F.F., Kumakhov M.A., Tashlykov I.S. Non-destructive Ion Beam Analysis of Surfaces. NY.: Gordon and Breach Sci. Publ., 1990. 232 p
  26. Zhou Sh., Liu F., Prucnal S., Gao K., Khalid M., Baehtz C., Posselt M., Skorupa W., Helm M. // Scientific Reports. 2015. V. 5. N 10. P. 08329. doi 10.1038/srep08329
  27. Mott N.F. // Contemp. Phys. 1973. V. 14. P. 401. doi 10.1080/00107517308210764
  28. Jansen E., Stedman R., Grossmann G., Grimmeiss H.G. // Phys. Rev. B. 1984. V. 29. P. 1907. doi 10.1103/PhysRevB.29.1907
  29. Schubert E.F. Doping III-V Semiconductors. Cambridge: University Press, 1993. 354 p
  30. Sanchez K., Aguilera I., Palacios P., Wahnon P. // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 165201. doi 10.1103/PhysRevB.82.165201
  31. Иго А.В. // Опт. и спектр. 2020. Т. 128. N 8. C. 1115; Igo A.V. // Opt. Spectrosc. 2020. V. 128. N 8. P. 1125. doi 10.1134/S0030400X20080135

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme